專利名稱：用于濾波和混合的mems諧振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微機電系統(tǒng)(MEMS)。具體地，本發(fā)明涉及MEMS諧振器器件，所述器件 可用于對多個信號執(zhí)行濾波和混合操作。
背景技術(shù)：
MEMS諧振器器件典型地包括諧振器以及同時用于激勵諧振器振動和檢測結(jié)果位 移的裝置。所述諧振器本身通常是懸置于襯底上的半導(dǎo)體薄盤或板。當(dāng)受到激勵力激勵時， 所述諧振器的機械性能趨于以多個諧振模式之一的方式振動。在大多數(shù)MEMS諧振器的應(yīng)用中都有轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)換為諧振器的 機械(聲)振動，再轉(zhuǎn)換回被檢測的電能。靜電(電容)激勵電極常常用作輸入轉(zhuǎn)換器。對 于靜電電極，電極上的電荷在緊密排列的諧振器上施加靜電力。輸出轉(zhuǎn)換器或者檢測電極也可以是靜電的。此時，諧振器的運動(響應(yīng)于激勵信 號)造成輸出電極和諧振器之間的間隙尺寸的變化。這進而改變了諧振器一電極系統(tǒng)的電 容，在被檢測的輸出信號中產(chǎn)生了可測量的變化。現(xiàn)有MEMS諧振器的尺寸足夠小，使得利用這一技術(shù)的射頻(RF)諧振器成為可能。 這為MEMS技術(shù)提供了用于下一代無線通信器件的令人激動的前景。在傳統(tǒng)的靜電MEMS諧振器中，除了電輸入激勵信號外通常施加直流(DC)偏置電 壓，以產(chǎn)生具有與電輸入頻率相同頻率《a。t的靜電力Felst
權(quán)利要求
1.一種操作微機電系統(tǒng)對多個信號進行濾波和混合的方法，該微機電系統(tǒng)包括諧振器 (10、110)、激勵電極(20,120)以及第一檢測電極(30、130)，所述方法包括將第一交流電壓信號施加于激勵電極(20、120)，其中產(chǎn)生頻率帶寬大于且包括諧振器 機械頻率響應(yīng)的諧振帶寬的激勵力，以及其中產(chǎn)生諧振器位移，所述位移由機械頻率響應(yīng) 濾波并且改變第一檢測電極(30、130)電特性的數(shù)值；將第二交流電壓信號施加于第一檢測電極(30、130)，其中第二電壓信號與所述變化值 混合以產(chǎn)生第一交流電流信號；以及檢測第一檢測電極(30、130)處的第一交流電流信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括將第三交流電壓信號施加于激勵電極00、 120)，其中第一電壓信號與第三電壓信號混合以產(chǎn)生激勵力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述器件還包括第二檢測電極，所述方法還包括將第四電壓信號施加于第二檢測電極；以及檢測第二檢測電極處的第二交流電流信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中第四電壓信號是交流電壓信號，其中將第四電壓 信號與第二電極的電特性的變化值混合以產(chǎn)生第二交流電流信號。
5.一種適用于對多個信號進行濾波和混合的微機電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括諧振器(IOUlO)；激勵電極(20、120)，其上施加有第一交流電壓信號，其中產(chǎn)生頻率帶寬大于且包括諧 振器機械頻率響應(yīng)的諧振帶寬的激勵力，以及其中產(chǎn)生由機械頻率響應(yīng)濾波的諧振器位 移；第一檢測電極(30、130)，具有通過諧振器位移改變其數(shù)值的電特性，在所述第一檢測 電極上施加第二交流電壓信號，其中第二電壓信號與變化值混合以產(chǎn)生第一交流電流；以 及第一電流檢測裝置，用于檢測第一檢測電極(30、130)處的第一交流電流信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中將第三交流電壓信號施加于激勵電極00、120)， 其中第一電壓信號與第三電壓信號混合以產(chǎn)生激勵力。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，還包括第二檢測電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中將第四電壓信號施加于第二檢測電極，以及所述 系統(tǒng)還包括第二電流檢測裝置，用于檢測第二檢測電極處的第二交流電流信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中第四電壓信號是交流電壓信號，其中第四電壓信 號與第二電極電特性的變化值混合以產(chǎn)生第二交流電流信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至9中任一項所述的系統(tǒng)，其中激勵電極O0、120)是靜電激勵器 或者電致伸縮激勵器之一。
11.根據(jù)權(quán)利要求5至10中任一項所述的系統(tǒng)，其中第一檢測電極是以下檢測器中 的一種壓阻檢測器，其中所述電特性是電阻(30)；靜電檢測器，其中所述電特性是電容 (130)；或者電致伸縮檢測器，其中所述電特性是電容。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的系統(tǒng)，其中激勵電極O0、120)和第一檢測電極(130) 中至少一個是梳齒-驅(qū)動靜電電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中第一和第二檢測電極中的一個檢測電極是壓阻 檢測器，另一個檢測電極則是靜電檢測器或者電致伸縮檢測器。
14.根據(jù)權(quán)利要求5至13中任一項所述的系統(tǒng)，其中諧振器適用于以擴張模式諧振。
全文摘要
一種操作微機電系統(tǒng)對多個信號進行濾波和混合的方法，所述機電系統(tǒng)包括諧振器、激勵電極以及第一檢測電極。所述方法包括將第一交流電壓信號施加于激勵電極，其中產(chǎn)生頻率帶寬大于且包括諧振器機械頻率響應(yīng)的諧振帶寬的激勵力，以及其中產(chǎn)生諧振器位移，所述位移由機械頻率響應(yīng)濾波并且改變第一檢測電極電特性的數(shù)值。所述方法還包括將第二交流電壓信號施加于第一檢測電極，其中第二第一信號與變化值混合以產(chǎn)生第一交流電流信號。檢測第一檢測電極處的第一交流電流信號。
文檔編號H03D7/00GK102067442SQ200980122614
公開日2011年5月18日 申請日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者克勞斯·雷曼, 皮特·杰拉德·斯普內(nèi)肯, 約瑟夫·T·M·范貝克 申請人:Nxp股份有限公司