[发明专利]三轴加速度计的输出校正电路

说明书

技术领域

本发明涉及三轴加速度计，尤其涉及用于校正三轴加速度计检测的X轴、Y轴和Z轴方向加速度值的电路。

背景技术

图1A是校正三轴加速度计1的输出的传统传感器单元100的示意性电路图。三轴加速度计1是应用MEMS(微电子机械系统)技术的电容型加速度计。三轴加速度计1检测正交轴，即，X轴、Y轴和Z轴的多个加速度值作为电容值。

传感器单元100包括电容-电压(C-V)转换电路110、偏置温度系数(TCO)电路121-123、和运算放大器131-133。C-V转换电路110与三轴加速度计1连接。运算放大器131-133分别与TCO电路121-123连接。C-V转换电路110从加速度计1接收加速度检测信号(电容值)，并且将电容值转换成电压值，生成如图1B所示的输入信号Vin。

TCO电路121-123生成校正三轴加速度计1的温度相关性，即，加速度计1检测的X轴、Y轴和Z轴方向加速度值Ax、Ay、和Az的温度相关性的温度系数值TCx、TCy、和TCz。三个TCO电路121-123具有相同结构。因此，下面只描述TCO电路121的结构。

TCO电路121接收设置温度系数值TCx的微调信号Tx。TCO电路121包括接收微调信号Tx的解码器、和存储温度系数值TCx的寄存器。TCO电路121利用解码器解码微调信号Tx，并且根据解码结果从寄存器中读取温度系数值TCx。将从TCO电路121中读取的温度系数值TCx提供给运算放大器131作为参考电压。同样，TCO电路122解码微调信号Ty，读取温度系数值TCy，并且将温度系数值TCy提供给运算放大器132。类似地，TCO电路123解码微调信号Tz，读取温度系数值TCz，并且将温度系数值TCz提供给运算放大器133。

运算放大器131-133中每一个都含有第一输入端、第二输入端、和输出端。保持输入信号Vin的输入电容器141连接在运算放大器131-133中每一个的第一输入端与C-V转换电路110之间。将TCO电路121生成的温度系数值TCx提供给运算放大器131的第二输入端。将TCO电路122生成的温度系数值TCy提供给运算放大器132的第二输入端。将TCO电路123生成的温度系数值TCz提供给运算放大器133的第二输入端。反馈电容器151连接在运算放大器131的第一输入端与输出端之间。反馈电容器152连接在运算放大器132的第一输入端与输出端之间。反馈电容器153连接在运算放大器133的第一输入端与输出端之间。

运算放大器131计算输入信号Vin(加速度值Ax)与温度系数值TCx(参考电压)之间的差值。然后，运算放大器131放大该差值，生成加速度信号Xout。更具体地说，运算放大器131利用温度系数值TCx校正加速度值Ax，生成X轴方向的加速度信号Xout。同样，运算放大器132利用温度系数值TCy校正加速度值Ay，生成Y轴方向的加速度信号Yout。运算放大器133利用温度系数值TCz校正加速度值Az，生成Z轴方向的加速度信号Zout。

如上所述，传统传感器单元100利用由三个TCO电路121-123分别提供的相应温度系数值TCx、TCy、和TCz校正X轴、Y轴、和Z轴方向的加速度值，补偿加速度1的偏移温度特性。

传统传感器单元100需要三个TCO电路121-123分别获取温度系数值TCx、TCy、和TCz。如上所述，TCO电路121-123中每一个都包括解码器和寄存器。因此，每个TCO电路占据相对较大的电路区。其结果是，三个TCO电路121-123占据在传感器单元100的芯片上提供的极大电路区。这增大了安装传感器单元100的ASIC(专用集成电路)的芯片尺寸，最终增加了芯片成本。

近来的加速度计要求以较低成本制造。降低成本的一种方式是减小传感器单元的芯片尺寸。因此，较小的传感器单元是有利的。

附图说明

通过结合附图对本发明的当前优选实施例进行如下描述，本发明以及它的目的和优点将得到最好理解，在附图中：

图1A是与三轴加速度连接的传统传感器单元的示意性电路图；

图1B是如图1A所示的C-V转换电路生成的输入信号(X轴、Y轴、和Z轴方向的加速度值)的波形图；

图2是按照本发明实施例的与三轴加速度连接的传感器单元的示意性电路图；

图3A是包含在图2的传感器单元中的TCO电路的解码器的框图；

图3B是图2的传感器单元的TCO电路中的寄存器的示意性框图；

图4是图2的传感器单元的信号的波形图；