[实用新型]用于数字自动增益控制的设备

说明书

技术领域

本申请涉及微机电系统（MEMS），特别是用于MEMS装置的自动增益控制。 

背景技术

MEMS陀螺仪利用振动检测质量的偏移（deflection）提供动作检测和测量信号。所述偏移由所述振动检测质量（例如，陀螺仪的检测质量）的运动和产生的科里奥利力（Coriolis force）的组合引起。MEMS陀螺仪的稳健性可取决于检测质量振荡的稳定性。 

实用新型内容

除其他内容外，本申请提供了用于数字自动增益控制的设备，用于驱动MEMS装置，例如检测质量（proof mass）。在实例中，一种用于数字自动增益控制的设备，包括：驱动器，被配置为振荡MEMS陀螺仪的检测质量；电荷-电压（C2V）转换器，被配置为从MEMS陀螺仪接收感应信号以及提供所述检测质量的振荡信息；模拟-数字转换器，被配置为接收所述检测质量的所述振荡信息以及提供所述振荡信息的数字表示；以及数字自动增益控制电路。所述数字自动增益控制电路包括：输入端，其被配置为从所述模拟-数字转换器接收所述振荡信息的所述数字表示；比较器，其被配置为对所述振荡信息与目标振幅信息进行比较以提供振荡幅度误差信息，并且对所述振荡幅度误差信息进行放大以提供所述振荡幅度误差信息的放大表示；输出端，其被配置为利用所述振荡幅度误差信息的所述放大表示来提供数字驱动指令信号用于对所述振荡信息与目标振幅信息之间的振荡幅度误差信息进行放大的数字自动增益控制电路，被配置为接收所述振荡信息的所述数字表示，以及利用所述振荡幅度误差信息 的放大表示提供数字驱动指令信号。 

该部分意在提供本专利申请主题的概述，而非提供本实用新型的排他的或穷尽的解释。以下包含具体实施方式，以有关本专利申请的进一步信息。 

附图说明

在附图（其不一定按比例绘制）中，相同的附图标记可在不同的视图中描述相同的部件。具有不同字母后缀的相同附图标记可表示不同例子的相似部件。附图以示例而非限制的方式大体示出了本申请中所论述的各个实施例。 

图1示出了连接至MEMS陀螺仪的模拟控制电路； 

图2大体示出了MEMS陀螺仪系统实例的方框图； 

图3大体示出了包括数字自动增益控制（AGC）电路实例的MEMS控制电路实例。 

具体实施方式

MEMS陀螺仪利用振动检测质量的偏移（deflection）提供动作检测和测量信号。所述偏移由所述振动检测质量（例如，陀螺仪的检测质量）的运动和产生的科里奥利力（Coriolis force）的组合引起。MEMS陀螺仪的稳健性可取决于检测质量振荡的稳定性。本发明人已认识到自动增益控制（AGC）设备，用以驱动检测质量在检测质量的谐振频率下以稳定的振幅振荡。在一些实例中，AGC回路可通过驱动电极调节泵入MEMS陀螺仪的静电力，如此，可观察到所述陀螺仪的检测质量的机械振荡幅度并将其保持在可编程目标值。在一些实例中，AGC回路可包括如此结构：可实现以极低噪声感应检测质量的振荡且回路操作的处理可在无噪声的、数字环境中完成。 

图1示出了连接至MEMS陀螺仪102的模拟控制电路104。MEMS陀螺仪102可包括驱动电极（gdp,gdn）和驱动感应电极（gp,gn），用于将模拟控制电路104连接至MEMS陀螺仪102。模拟控制电路104可利用驱动器电路107驱动MEMS陀螺仪的检测质量振荡，该驱动器电路107连接至MEMS陀螺仪102 的驱动电极（gdp,gdn）。通过MEMS陀螺仪的驱动感应电极（gp,gn）和模拟控制电路104的驱动感应电荷-电压（C2V）转换器105，模拟控制电路104可接收检测质量位置信息。移相器106可向模拟控制电路104的占空比发生器140提供检测质量的相位移动位置信息，以生成用于驱动器电路107的指令信号。在一些实例中，移相器106可以向MEMS陀螺仪102的检测质量的持续振荡提供相位移动。模拟峰值检测器141也可接收检测质量位置信息并可提供检测质量振荡的振幅信息。模拟比较器142可将该振幅信息与所期望的振幅参考（A_REF）进行比较，并可提供包括振幅误差信息或振荡幅值误差信息的振幅误差信号。在一些实例中，模拟比较器142可包括增益调整以缩放振幅误差信号。模拟控制电路104的反馈回路143可利用回路补偿模块144进一步补偿振幅误差信息以辅助占空比发生器140生成用于驱动器电路107的控制信号。响应于控制信号，驱动器电路107可驱动MEMS陀螺仪102的检测质量在谐振频率以稳定振荡幅度进行振荡。