[发明专利]一种新型高精度MEMS加速度计

权利要求书

1.一种MEMS加速度计，其特征在于，所述MEMS加速度计包括：

MEMS敏感单元，所述MEMS敏感单元用于感受加速度信号，将所述加速度信号转化为惯性力成为MEMS敏感单元输出信号；

读出装置，所述读出装置将所述MEMS敏感单元输出信号转化为脉冲产生装置可识别的输入信号；所述读出装置还包含前置放大器和模数转换器；所述前置放大器对所述MEMS敏感单元输出信号进行过采样；

脉冲产生装置，所述脉冲产生装置将所述输入信号进行信号估计、控制算法转换、数字量化得到量化的比特流信号，所述量化的比特流信号经转化为静电力用于平衡所述惯性力；所述量化的比特流信号是过采样的调制信号，包含用于平衡所述惯性力的大小和极性信息。

2.根据权利要求1所述的一种MEMS加速度计，其特征在于，所述脉冲产生装置包括信号估计单元、控制算法单元、数字量化单元。

3.根据权利要求2所述的一种MEMS加速度计，其特征在于，所述信号估计单元对所述输入信号进行预处理和真实值估计，并将估计后的信号输出给所述控制算法单元。

4.根据权利要求3所述的一种MEMS加速度计，其特征在于，所述控制算法单元将信号估计单元估计后的信号进行相位补偿和噪声整形，所述数字量化单元将相位补偿和噪声整形后的信号量化输出为量化的比特流信号。

5.根据权利要求1所述的一种MEMS加速度计，其特征在于，所述MEMS加速度计还包括静电力脉冲控制单元；所述MEMS敏感单元、所述读出装置、所述脉冲产生装置及所述静电力脉冲控制单元依次连接构成回路。

6.根据权利要求5所述的一种MEMS加速度计，其特征在于，所述静电力脉冲控制单元包括时序控制单元、电压基准源单元。

7.根据权利要求1所述的一种MEMS加速度计，其特征在于，所述读出装置包括可变增益放大器。

8.根据权利要求7所述的一种MEMS加速度计，其特征在于，所述脉冲产生装置通过信号估计单元的信噪比调整所述可变增益放大器的增益。

9.根据权利要求6所述的一种MEMS加速度计，其特征在于，所述静电力脉冲控制单元接收量化的比特流信号，所述时序控制单元通过控制切换所述电压基准源单元导通的方向和导通的次数，以判断加速度信号的方向及大小，实现反馈静电力平衡所述惯性力。

10.根据权利要求1所述的一种MEMS加速度计，其特征在于，所述模数转换器采样速率高于所述前置放大器。

11.根据权利要求1所述的一种MEMS加速度计，其特征在于，所述MEMS敏感单元输出信号为电容的变化信号。

12.根据权利要求1所述的一种MEMS加速度计，其特征在于，所述MEMS加速度计还包括抽取滤波单元，所述抽取滤波单元将量化后的比特流信号进行降采样和滤波处理后输出为可识别的高位数字量信号。

13.一种MEMS加速度计的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

A）提供MEMS敏感单元，所述MEMS敏感单元用于感受加速度信号，将所述加速度信号转化为惯性力成为MEMS敏感单元输出信号；所述MEMS敏感单元输出信号为电容的变化信号；

B）提供读出装置，所述读出装置将MEMS敏感单元输出信号转化为脉冲产生装置可识别的输入信号；所述读出装置包含前置放大器和模数转换器；所述前置放大器对MEMS敏感单元输出信号进行过采样；所述模数转换器采样速率高于前置放大器；

C）提供脉冲产生装置，所述脉冲产生装置将所述输入信号进行控制算法转换、数字量化得到量化的比特流信号，所述量化的比特流信号经转化为静电力用于平衡所述惯性力；所述量化的比特流信号是过采样的调制信号，包含用于平衡所述惯性力的大小和极性信息。

14.根据权利要求13所述的一种MEMS加速度计的控制方法，其特征在于，所述方法还提供静电力脉冲控制单元；所述MEMS敏感单元、读出装置、脉冲产生装置及静电力脉冲控制单元依次连接构成回路。

15.根据权利要求14所述的一种MEMS加速度计的控制方法，其特征在于，所述静电力脉冲控制单元包括时序控制单元、电压基准源单元。