[发明专利]微机械传感装置电特性检测分析系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测分析系统及其方法，特别是一种用于微机械传感装置电特性检测分 析的系统及其方法。

背景技术

目前的电容测量技术中，往往采用电桥方法进行电容测量，参见图1，信号生产模块1 用来生成测试信号，测试信号的频率范围在40Hz到110Mhz之间，最大频率分辨率为1mHz； 信号的输出范围在5mV到1V之间。信号生产模块1连接自动电桥平衡模块2，自动电桥平衡 模块2用于平衡阻抗电流与被测电容电流，保持低电位Lp的零电位。其中相位检测器检测电 位，并控制幅值和相位使得低电位Lp的电位为零。当电桥不平衡的时候，零位检测器检测电 流误差信号，相位检测器将信号分成0与90向量部分。相位检测器的输出信号通过积分器和 乘法器进行合成。合成信号进行放大并通过电阻Rr反馈回待测器件DUT以消除待测器件DUT 上的电流，零位检测器就无误差电流通过，自动电桥平衡模块2连接比例测量模块3，比例 测量模块3用于测量通过待测器件DUT和Rr电路的2个电压向量(Edut和Err)。其中Rr电 阻已知，则可测得待测器件DUT的阻抗Zx＝Rr×(Edut/Err)。通过开关S1选择Edut或Err 信号分别通过乘法器进行解调、放大、衰减到A/D后输出后可得到电容值。

但是现有的电桥方法测量电容，由于检测时采用的平行走线和较长的线路，容易产生寄 生电容，并且这种测量方法的各部分元件是分立的，结构较为复杂，成本相对较高，稳定性 不高，获取数据的速度慢，测量精度较低，不能满足小电容的测量。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种电路结构简单，成本低，稳定性高， 获取数据速度快，检测精度高的微机械传感装置电特性检测分析系统及方法。

一种微机械传感装置电特性检测分析系统的前端检测装置，包括电容数字转换模块、D/A 转换模块、数字接口模块、第一基准模块、第二基准模块以及测试连接模块；

所述电容数字转换模块，用于检测待测器件和温度信息，并将其检测到的待测器件和温 度信息转换成数字信号，并输出出去；

所述数字接口模块用于与外界连接，并传输外界发来的测试指令和传输所述电容数字转 换模块传出的数据；

所述测试连接模块将圆心角为120°的三个探针直接焊在PCB上，用于通过探针与待测 芯片连接；

所述D/A转换模块用于将所述数字接口模块传来的测试指令转换成模拟信号并传输到所 述测试连接模块的中间极板上；

所述第一基准模块用于在差分电容测试和可变电压调整线性度测试时给所述测试连接模 块提供基准偏压；

所述第二基准模块用于在差分电容测试和可变电压调整线性度测试时给所述测试连接模 块提供基准偏压。

一种前端检测装置的微机械传感装置电特性检测分析系统，包括前端检测装置，数据处 理装置和计算机装置；

所述前端检测装置焊接在PCB电路板上，其测试线两边设有两排通孔，所述前端检测装 置用于检测相应差分电容、上端电容、下端电容、寄生电容和可变电压调整线性度以及温度 信息，并将上述检测结果转换成数字信号输出；

所述数据处理装置用于发送测试指令给所述前端检测装置，令所述前端检测装置检测， 将所述前端检测装置传递来的数字信号进行处理，并将结果存储、显示并发送出去；

所述计算机装置用于发送开始指令到所述数据处理装置，令所述数据处理装置指示所述 前端检测装置工作，接收所述数据处理装置传递来的检测数据，并进行处理，将最终处理结 果进行显示并存储。

本发明的微机械传感装置电特性检测分析系统，其中所述数据处理装置包括DSP模块、 存储器模块以及点阵显示模块；

所述存储器模块为可擦除的存储器，用于存储相应的数据；

所述点阵显示屏模块用于显示数据；

所述DSP模块用于进行不加电容测试，并将结果保存和输出，接收开始指令并发送测试 指令到所述前端检测装置，将所述前端检测装置发送来的数据处理并发送出去，将数据送到 所述存储器模块进行存储，并将数据发送到所述点阵显示屏模块进行显示。

本发明的微机械传感装置电特性检测分析系统，其中所述计算机装置包括控制模块、显 示模块和存储模块；

所述显示模块用于显示处理后的数据；

所述存储模块用于存储处理后的数据；