[实用新型]微机电系统及检测电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成电路技术领域，特别涉及一种微机电系统及检测电路。

背景技术

微机电系统（MEMS）应用越来越多，其主要包括微机械传感器和检测电路，其中，微机械传感器需要检测电路来检测传感器的变化，并作相应的信号处理。很大一部分微机械传感器采用的是电容传感的方式，与之相对应的检测电路用来检测微机械传感电容的电容变化。在微机电系统设计的初始阶段，需要判断微机械传感器和检测电路是否能正常工作。微机械传感器可以用专用的检测方法来测试，但是检测电路最好能有一种自测试的方法来判断自己的好坏；另外，在使用的过程中，如果整个微机电系统有损坏，检测电路自带的自测试功能也可以判断微机电系统是微机械传感器损坏还是检测电路损坏。

目前，较多的微机电系统将检测电路的自测试功能所需要的电容采用微机械实现，在微机械传感器中制作，这样给微机械传感器微机械的设计带来了更高的复杂度；此外，驱动微机械自测试电容一般需要较高的电压，这给检测电路的驱动模块增加了难度；而且完成自测试需要微机械传感器的参与，这就需要微机械传感器没有损坏才能进行。

请参考图1，其为现有的微机电系统的结构示意图。如图1所示，微机电系统包括检测电路10和微机械传感器20，其中，微机械自测试电容21和微机械传感电容22做在一起，构成微机械传感器20；微机械自测试电容21和微机械传感电容22的做法一样。在自测试的时候，通过驱动模块11对微机械自测试电容21的极板加所需要的自测试高压驱动信号；然后通过检测电路10的信号读取和处理模块12读取电容的变化，该电容大小的变化最终在信号读取和处理模块12的输出端体现出来，正常情况下是一个不同于非测试状态下的电压值；最后通过该电压值判断检测电路10是否正常工作。

这样对检测电路10的自测试就必须建立在微机械传感器20能正常工作的条件下，如果微机械传感器20由于各种原因不能正常工作，则无法单独完成检测电路10的自测试功能；并且还需要额外提供检测电路10自测试时需要的高压驱动信号，而且驱动信号有时需要和微机械传感器20采样读取时钟同步，增加了电路的设计复杂度。

进一步的，请参考图2，其为现有的微机械传感器的微机械实现自测试的简要原理图。如图2所示，1S和2S是自测试高压驱动信号的电信号输入端，1I和2I是微机械传感器电荷输出端，这一对输出端和检测电路的信号读取和处理模块相连。在1S和2S自测试输入端加驱动信号（例如正弦电压信号），正弦电压信号通过微机械自测试电容极板产生静电力F_E，静电力F_E推动微机械传感电容做正弦振动，从1I和2I输出正弦变化的电荷，通过检测微机械传感器的信号读取和处理模块将电荷转换成电压信号，并最后输出一个相应的电压值，完成自测试。

对于现有的检测电路很大的问题是无法单独完成自测试功能，需要倚靠微机械传感器，如此将造成自测试流程的不方便以及可靠性低；另外因为需要提供高压且同步的驱动信号这样又增加了检测电路驱动模块的设计难度；微机械传感器也因为要多设计一组梳齿状的微机械自测试电容，而提高了微机械传感器的设计复杂度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种微机电系统及检测电路，以解决现有技术中，检测电路无法单独完成自测试功能，需要倚靠微机械传感器，如此将造成自测试流程的不方便以及可靠性低；另外因为需要提供高压且同步的驱动信号这样又增加了检测电路驱动模块的设计难度；微机械传感器也因为要多设计一组梳齿状的微机械自测试电容，而提高了微机械传感器的设计复杂度的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种微机电系统，所述微机电系统包括：微机械传感器以及与所述微机械传感器连接的检测电路；其中，

所述微机械传感器包括微机械传感电容；

所述检测电路包括：自测试电容阵列以及与所述自测试电容阵列连接的信号读取和处理模块；其中，

所述自测试电容阵列用以输出周期变化的电荷；

所述信号读取和处理模块包括：顺次连接的电荷放大器、解调器及低通滤波器；所述信号读取和处理模块用以根据所述自测试电容阵列输出的周期变化的电荷输出一电压信号，所述电压信号用以判断所述检测电路是否正常工作，完成自测试功能。

可选的，在所述的微机电系统中，所述自测试电容阵列包括幅值电路和与所述幅值电路连接的周期实现电路；其中，

所述幅值电路用以产生只有正半周期变换的半周期变化电荷；

所述周期实现电路用以将只有正半周期变换的半周期变化电荷转换成正负半周期都有的周期变化电荷。