[实用新型]MEMS陀螺仪

说明书

本实用新型提供一种MEMS陀螺仪，其包括：MEMS惯性传感部分，其包括：驱动电容组、驱动检测电容组、一个或多个轴的检测电容组；陀螺接口电路，其包括：驱动电路、一个或多个轴的检测电路、一个或多个轴的矫正电容组和数字处理电路；所述驱动电路包括驱动电荷放大器，所述检测电路包括一个或多个轴的检测电荷放大器，每个轴的校正电容组中的第一校正电容的一端连接至所述驱动电荷放大器的第一输出端，另一端连接至对应轴的检测电荷放大器的第一输入端，每个轴的校正电容组的第二校正电容的一端连接至所述驱动电荷放大器的第二输出端，另一端连接至对应轴的检测电荷放大器的第二输入端。这样，可以消除正交误差，提高了陀螺仪零偏稳定性和噪声水平。

【技术领域】

本实用新型涉及陀螺仪技术领域，尤其涉及一种MEMS(Micro-Electro-Mechanical System,微机电系统)陀螺仪。

【背景技术】

陀螺仪是一种基于哥氏力效应的角速度传感器，具有低功耗、小体积、低成本、易集成等优点，被广泛应用于航空航天、汽车电子、机器人等领域。

陀螺接口电路采用高度集成的ASIC(Application Specific IntegratedCircuit，专用集成电路)实现。ASIC电路具有精度高、体积小、低成本以及环境适应性强等优点，易于满足MEMS陀螺仪的批量化测调等实用化需求，能否实现MEMS陀螺接口电路集成化成为制约器件高性能、小型化和低成本的瓶颈。

陀螺接口电路分为驱动电路和检测电路两部分。驱动电路是MEMS陀螺仪中重要的测控电路。它产生驱动信号来控制陀螺仪质量块起振并稳定振动，同时为检测电路提供解调参考信号。硅陀螺自激驱动电路稳定性是目前驱动电路的难点之一。由陀螺驱动信号相位噪声带来的幅值稳定性和频率稳定性直接影响角速度稳定性。传统模拟驱动电路，由于模拟器件的可靠性较差，精度较低，性能参数易受温度、老化等因素影响，导致驱动电路的稳定性和环境适应性较差，并且模拟电路不易实现先进的控制算法。检测电路用于读出传感器的输出信号。高精度陀螺仪对检测电路的微弱信号检测、噪声抑制、误差消除、环境适应性及温度补偿等能力有很高要求。

此外，硅微陀螺基于硅微机械加工工艺制造。由于加工误差等非理想因素的存在，驱动方向和检测方向的运动之间还存在其他耦合机制，最为显著的是弹性耦合，其造成的检测振动与哥氏效应引起的检测振动在相位上相差90度，故被称为正交误差。正交误差直接影响陀螺仪的零偏稳定性和零偏温度稳定性等关键性能。

因此，亟需提出一种新的技术方案来解决上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的之一在于提供一种MEMS陀螺仪，其同步补偿法来消除正交误差，提高了陀螺仪零偏稳定性和噪声水平。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种MEMS陀螺仪，其包括：MEMS惯性传感部分，其包括：驱动电容组、驱动检测电容组、一个或多个轴的检测电容组；陀螺接口电路，其包括：驱动电路、一个或多个轴的检测电路、一个或多个轴的矫正电容组和数字处理电路；所述驱动电路包括驱动电荷放大器，所述驱动电荷放大器的第一输入端与所述驱动检测电容组中的第一驱动检测电容的一端相连，所述驱动电荷放大器的第二输入端与所述驱动检测电容组中的第二驱动检测电容的一端相连，所述检测电路包括一个或多个轴的检测电荷放大器，每个轴的检测电荷放大器的第一输入端与对应轴的检测电容组中的第一检测电容的一端相连，每个轴的检测电荷放大器的第二输入端与对应轴的检测电容组中的第二检测电容的一端相连，每个轴的校正电容组中的第一校正电容的一端连接至所述驱动电荷放大器的第一输出端，另一端连接至对应轴的检测电荷放大器的第一输入端，每个轴的校正电容组的第二校正电容的一端连接至所述驱动电荷放大器的第二输出端，另一端连接至对应轴的检测电荷放大器的第二输入端。