[发明专利]一种无运动状态检测器的电磁式MEMS微镜的驱动电路

摘要

本发明公开了一种无运动状态检测器的电磁式MEMS微镜的驱动电路，该驱动电路具有运动状态检测与控制功能、温控功能，且包括：处理器模块（1）、驱动信号隔离电路（2）、驱动信号放大电路（3）、驱动信号幅值调整电路（4）、感应电动势隔离电路（5）、电磁式MEMS微镜模块（6）、感应电动势放大电路（7）、感应电动势幅值调整电路（8）、感应电动势滤波限压电路（9）、感应电动势ADC模块（10）、电源模块（11）、温控模块（12）。在该驱动电路驱动下，电磁式MEMS扭转微镜的运动状态稳定，同时避免了内置或外置运动状态检测装置的使用，降低了微镜运动状态检测与控制装置的复杂程度与成本。

主权项

1.一种无运动状态检测器的电磁式MEMS微镜的驱动电路，所述电路具有运动状态检测与控制功能以及温控功能，适用于没有内置或外置运动状态检测器的情形，包括：处理器模块（1）、驱动信号隔离电路（2）、驱动信号放大电路（3）、驱动信号幅值调整电路（4）、感应电动势隔离电路（5）、电磁式MEMS微镜模块（6）、感应电动势放大电路（7）、感应电动势幅值调整电路（8）、感应电动势滤波限压电路（9）、感应电动势ADC模块（10）、电源模块（11）、温控模块（12）；所述电磁式MEMS微镜模块（6）包括微镜镜面（13）、驱动线圈（14）；所述温控模块（12）包括数控电流源（15）、半导体制冷器（16）、温度传感器（17）；其中，所述处理器模块（1）与所述驱动信号隔离电路（2）的输入端、所述驱动信号幅值调整电路（4）的第一输入端、所述温控模块（12）、所述电源模块（11）相连，所述驱动信号隔离电路（2）的输出端与所述驱动信号放大电路（3）的输入端相连，所述驱动信号放大电路（3）的输出端与所述驱动信号幅值调整电路（4）的第二输入端相连，所述驱动信号幅值调整电路（4）输出端与所述感应电动势隔离电路（5）的输入端相连，所述感应电动势隔离电路（5）的输出端与所述电磁式MEMS微镜模块（6）的驱动端、所述感应电动势放大电路（7）的输入端相连，所述感应电动势放大电路（7）的输出端与所述感应电动势幅值调整电路（8）的输入端相连，所述感应电动势幅值调整电路（8）的输出端与所述感应电动势滤波限压电路（9）的输入端相连，所述感应电动势滤波限压电路（9）的输出端与所述感应电动势ADC模块（10）的输入端相连，所述感应电动势ADC模块（10）的输出端与所述处理器模块（1）相连；所述处理器模块（1），用于设置并输出数字控温信号至所述温控模块（12），还用于根据所述电磁式MEMS微镜模块（6）中的微镜镜面（13）的目标运动状态，实时确定微镜驱动信号的周期、占空比，输出相同周期、占空比的第一周期脉冲信号至所述驱动信号隔离电路（2）的输入端，同时所述处理器模块（1）输出幅值调整信号至所述驱动信号幅值调整电路（4）的第一输入端；所述驱动信号隔离电路（2），用于接收由处理器模块（1）发出的第一周期脉冲信号后，输出驱动能力强的第二周期脉冲信号至所述驱动信号放大电路（3）的输入端；所述驱动信号放大电路（3），用于对输入端的信号放大，输出第三周期脉冲信号至所述驱动信号幅值调整电路（4）的第二输入端；所述驱动信号幅值调整电路（4），用于根据第一输入端的幅值调整信号，对第二输入端的第三周期脉冲信号的幅值调整后，输出第四周期脉冲信号至感应电动势隔离电路（5）的输入端；所述感应电动势隔离电路（5），用于对输入端信号进行取正处理后，输出微镜驱动信号至所述电磁式MEMS微镜模块（6）的驱动端、所述感应电动势放大电路（7）的输入端；所述感应电动势隔离电路（5）还用于对第一感应电动势信号起到隔离作用；所述电磁式MEMS微镜模块（6），用于接收所述感应电动势隔离电路（5）输出的微镜驱动信号，输出调制在微镜驱动信号上的第一感应电动势信号，至所述感应电动势放大电路（7）的输入端、所述感应电动势隔离电路（5）的输出端；所述感应电动势放大电路（7），用于对输入端信号放大后，输出第二感应电动势信号至所述感应电动幅值调整电路（8）的输入端；所述感应电动势幅值调整电路（8），用于对输入信号进行幅值调整后，输出第三感应电动势信号至所述感应电动势滤波限压电路（9）的输入端；所述感应电动势滤波限压电路（9），用于对输入信号进行滤波与限压处理后，输出第四感应电动势信号至所述感应电动势ADC模块（10）的输入端；所述感应电动势ADC模块（10），用于对输入信号进行数模转换后，输出数字感应电动势信号至所述处理器模块（1）；所述处理器模块（1），还用于通过数字感应电动势信号判断微镜镜面（13）的运动状态，并将判断的微镜镜面（13）的运动状态与目标运动状态比较，按照运动控制算法计算微镜驱动信号的频率、占空比、幅值的改变量，输出相应的第一周期脉冲信号、幅值调整信号；所述电源模块（11），用于给所述处理器模块（1）、所述驱动信号隔离电路（2）、所述驱动信号放大电路（3）、所述驱动信号幅值调整电路（4）、所述感应电动势隔离电路（5）、所述感应电动势放大电路（7）、所述感应电动势幅值调整电路（8）、所述感应电动势滤波限压电路（9）、所述感应电动势ADC模块（10）、所述温控模块（12），提供合适的工作电压；所述温控模块（12），用于在处理器模块（1）的反馈控制下，将所述电磁式MEMS微镜模块（6）冷却到合适的恒定温度。