[发明专利]MEMS设备前端电荷放大器及相关方法

权利要求书

1.一种用于MEMS设备的装置，包括：

电荷放大器，配置成连接到微机电系统MEMS设备(101)并提供该MEMS设备(101)的检测质量块(102)的感测信息；以及反馈电路，配置成接收所述感测信息，并向所述电荷放大器的输入端提供反馈；以及其中所述电荷放大器包括传递函数，该传递函数具有在第一频率处的第一极点、在第二频率处的第二极点和在第三频率处的一个零点；

其中，所述反馈电路包括：

电流衰减器(318)，该电流衰减器(318)连接到所述电荷放大器的所述输入端；以及跨导器(317)，该跨导器(317)连接到所述电流衰减器和所述电荷放大器的输出端，其中该跨导器(317)配置成提供代表所述感测信息的电流信号；

所述电荷放大器包括多个放大级；

多个放大级中的第一放大级提供低噪声的直线或固定增益；

多个放大级中的第二放大级提供包括极点的传递函数，并包括配置成调整回路增益系数并保证所述反馈电路稳定性的可变增益；

多个放大级中的第三放大级提供包括极点和一个零点的传递函数。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一频率和所述第二频率等于或低于所述检测质量块(102)的共振频率。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述第三频率基本高于所述第一频率和所述第二频率。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述反馈电路包括可调电容(CF)。

5.一种用于MEMS设备的方法，采用如权利要求1所述的装置，包括：

从微机电系统MEMS设备(101)接收感测信号，所述感测信号提供关于所述MEMS设备(101)的检测质量块(102)的位置和移动的感测信息；

使用所述感测信号和放大器提供代表所述MEMS设备(101)的电容的电压，该放大器具有在第一频率处的第一传递函数极点、在第二频率处的第二传递函数极点和在第三频率处的一个传递函数零点；以及利用代表所述感测信息的电流信号和跨导器(317)向所述放大器的输入端提供第一反馈。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述接收感测信号包括：接收与所述MEMS设备(101)的检测质量块(102)相关联的感测信号；

其中，所述第一频率和所述第二频率低于或等于所述检测质量块(102)的共振频率。

7.如权利要求5所述的方法，包括：利用连接到所述放大器的输出端的可调电容(CF)向所述放大器的输入端提供第二反馈。

8.如权利要求5所述的方法，其中，所述提供第一反馈包括：

利用所述跨导器(317)将所述感测信息由电压信号转换成电流信号；以及使用电流衰减器(318)衰减所述电流信号以向所述输入端提供所述第一反馈。

9.一种用于MEMS设备的系统，包括：

微机电系统MEMS传感器；以及如权利要求1所述的装置，该装置配置成提供所述MEMS传感器的感测信息。