專利名稱：采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制方法及電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及慣性傳感器技術(shù)領(lǐng)域，是一種采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制方法及電路，針對(duì)電容式微加速度計(jì)的高線性度閉環(huán)讀出系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電容式加速度計(jì)是一種被廣泛應(yīng)用的慣性傳感器，在國(guó)防技術(shù)、航空航天、汽車電子、工業(yè)控制等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著信息技術(shù)和微制造技術(shù)的進(jìn)步，傳感器系統(tǒng)的微型化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化已成為技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)，微加速度計(jì) (Micro-accelerometer)因具有體積小、重量輕、價(jià)格便宜和功耗低等優(yōu)點(diǎn)而備受青睞，不僅在傳統(tǒng)的傳感領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，還應(yīng)用在了一些新興領(lǐng)域中，如智能鼠標(biāo)，高級(jí)玩具，智能手機(jī)，醫(yī)療監(jiān)護(hù)等，具有非常廣闊的應(yīng)用前景和市場(chǎng)。電容式微加速度計(jì)大多是差分結(jié)構(gòu)，通常可將其等效為一對(duì)差分可變電容，兩可變電容之間的差值直接反映了外界加速度的大小，將這一電容差值轉(zhuǎn)換為電壓值即可實(shí)現(xiàn)對(duì)外界加速度的測(cè)量。應(yīng)用于高端領(lǐng)域的微加速度計(jì)系統(tǒng)在線性度方面對(duì)設(shè)計(jì)者提出了很高的要求。目前已經(jīng)存在許多高線性度的電容讀出電路，然而受到微加速度計(jì)本身“加速度-電容”轉(zhuǎn)換特性的非線性的限制，直接將微加速度計(jì)與電容讀出電路級(jí)聯(lián)的開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)往往線性度很差，這就需要采用“電-機(jī)械”(“Electro-Mechanical”)閉環(huán)負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，利用靜電力負(fù)反饋降低微加速度計(jì)本身“加速度_電容”轉(zhuǎn)換特性的非線性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)線性度的影響。然而分析表明，靜電力反饋單元的非線性同樣會(huì)對(duì)“電-機(jī)械”("Electro-Mechanical")閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)的線性度產(chǎn)生很大的影響，這就對(duì)靜電力反饋的線性度提出了很高的要求。目前主要存在兩種靜電力反饋控制方式模擬力反饋與數(shù)字力反饋。與數(shù)字力反饋相比，模擬力反饋的可控性高，采用這種方式構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性好，且不存在數(shù)字力反饋閉環(huán)系統(tǒng)所面臨的噪聲性能與系統(tǒng)穩(wěn)定性之間的折衷，噪聲性能更好。然而受制造工藝水平的限制，差分結(jié)構(gòu)的微加速度計(jì)會(huì)由于工藝偏差而存在比較大的失配，傳統(tǒng)形式的模擬力反饋會(huì)因?yàn)檫@一非理想因素而出現(xiàn)線性度的極大惡化，從而限制了采用模擬力反饋方式的閉環(huán)系統(tǒng)的線性度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制方法及電路，該方法實(shí)現(xiàn)了高線性度的模擬靜電力反饋，且其線性度對(duì)加工工藝誤差所造成的微加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)失配不敏感。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是—種采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制方法，其包括a)在全局時(shí)鐘的控制之下，根據(jù)輸入的反饋控制信號(hào)幅值的變化，生成兩路脈寬互補(bǔ)的反饋控制時(shí)鐘，脈寬之差與反饋控制信號(hào)的幅值成線性關(guān)系；
b)這兩路時(shí)鐘分別控制著每一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，微加速度計(jì)可動(dòng)質(zhì)量塊受到的分別指向固定極板TOP與固定極板BOT的靜電力的作用時(shí)間；C)由于極板間所施加電壓是固定的，因此每一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，可動(dòng)質(zhì)量塊受到的凈作用力與作用時(shí)間之差有關(guān)，靜電力反饋的線性度取決于反饋控制信號(hào)與靜電力作用時(shí)間之差的轉(zhuǎn)換關(guān)系的線性程度，而對(duì)微加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)失配不敏感。一種采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制電路，其包括用于將外部輸入的反饋控制電壓Vin_FB與內(nèi)部產(chǎn)生的鋸齒波電壓進(jìn)行比較的比較器，帶使能端的鋸齒波發(fā)生器，用于產(chǎn)生兩路互補(bǔ)控制時(shí)鐘的邏輯塊，以及靜電力反饋控制開(kāi)關(guān)；其中，比較器的輸入端Vin_P與反饋控制電路的輸入端Vin_FB相連，比較器的輸入端Vin_N與帶使能端的鋸齒波發(fā)生器的輸出端Vo相連，比較器的輸出端Vo與邏輯塊的輸入端Vin_sig相連；帶使能端的鋸齒波發(fā)生器的使能輸入端EN分別和反饋控制電路的輸入端phFB、 邏輯塊的輸入端Vin_Syn、開(kāi)關(guān)的控制端、開(kāi)關(guān)(7)的控制端、開(kāi)關(guān)的控制端相連； 邏輯塊的輸出端Vo_P與開(kāi)關(guān)的控制端相連，邏輯塊的輸出端Vo_N與開(kāi)關(guān)的控制端相連；開(kāi)關(guān)的一端接電壓Vdr_N，開(kāi)關(guān)的另一端分別與開(kāi)關(guān)的一端、開(kāi)關(guān)的一端相連，開(kāi)關(guān)的另一端接電壓Vdr_P，開(kāi)關(guān)的另一端接反饋控制電路的端子CTR，開(kāi)關(guān)的一端接電壓 Vdr_P,開(kāi)關(guān)的另一端接反饋控制電路的端子TOP，開(kāi)關(guān)的一端接電壓Vdr_N，開(kāi)關(guān)的另一端接反饋控制電路的端子Β0Τ。所述的模擬靜電力反饋控制電路，其所述邏輯塊包括非門，與門；非門的輸入端分In別和邏輯塊的輸入端Vin_sig、與門的輸入端InB相連，非門的輸出端Out和與門的輸入端InB相連，與門的輸入端InA分別和邏輯塊的輸入端Vin_Syn、 與門的輸入端InA相連，與門的輸出端Out與邏輯塊的輸出端Vo_P相連，與門的輸出端Out 與邏輯塊的輸出端Vo_N相連。所述的模擬靜電力反饋控制電路，其使用時(shí)，三端子接口 TOP、CTR、BOT與電容式微加速度計(jì)相連接。本發(fā)明的采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制方法及電路，實(shí)現(xiàn)了高線性度的模擬靜電力反饋，且其線性度對(duì)加工工藝誤差所造成的微加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)失配不敏感?；贑hartedSemiconductor 0. 35m CMOS工藝的仿真結(jié)果表明，當(dāng)微加速度計(jì)不存在結(jié)構(gòu)失配時(shí)，在環(huán)路增益不小于50的前提下，采用傳統(tǒng)形式模擬靜電力反饋控制電路的閉環(huán)系統(tǒng)的非線性低于0. 1%，采用本發(fā)明的一種采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制電路的閉環(huán)系統(tǒng)的非線性也低于0. 1%;當(dāng)微加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)失配為10%時(shí)，采用傳統(tǒng)形式模擬靜電力反饋控制電路的閉環(huán)系統(tǒng)的非線性惡化為5%，而采用本發(fā)明提供的一種采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制電路的閉環(huán)系統(tǒng)的非線性依舊低于0. 1%, 表現(xiàn)出了很高的對(duì)加工工藝誤差的容忍性。本發(fā)明電路原理并不限于0.35 μ m CMOS，在各種CMOS工藝尺寸下均可以使用。


圖1為本發(fā)明的一種采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制電路的示意圖2為將本發(fā)明的一種 用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋電路與電容式微加速度計(jì)以及常見(jiàn)的電容讀出前端相連接，構(gòu)成閉環(huán)結(jié)構(gòu)的電容式微加速度計(jì)讀出系統(tǒng)的示意圖；圖3為本發(fā)明的一種采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制電路在工作時(shí)節(jié)點(diǎn)的電壓信號(hào)波形示意圖；圖4為仿真所得的采用傳統(tǒng)形式模擬靜電力反饋控制電路的閉環(huán)系統(tǒng)線性度在不同的微加速度計(jì)失配情況下的對(duì)比示意圖；圖5為仿真所得的采用本發(fā)明的一種采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制電路的閉環(huán)系統(tǒng)線性度在不同的微加速度計(jì)失配情況下的對(duì)比示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一種采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制方法，該方法的核心思想是在全局時(shí)鐘的控制之下，根據(jù)輸入的反饋控制信號(hào)幅值的變化，生成兩路脈寬互補(bǔ)的反饋控制時(shí)鐘，脈寬之差與反饋控制信號(hào)的幅值成線性關(guān)系。這兩路時(shí)鐘分別控制著每一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，微加速度計(jì)可動(dòng)質(zhì)量塊受到的分別指向固定極板TOP與固定極板BOT的靜電力的作用時(shí)間。由于極板間所施加電壓是固定的，因此每一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，可動(dòng)質(zhì)量塊受到的凈作用力與作用時(shí)間之差有關(guān)，靜電力反饋的線性度取決于反饋控制信號(hào)與靜電力作用時(shí)間之差的轉(zhuǎn)換關(guān)系的線性程度，而對(duì)微加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)失配不敏感。圖1為本發(fā)明提供的一種采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制方案的具體實(shí)現(xiàn)電路的示意圖，主要包括用于將外部輸入的反饋控制電壓Vin_FB與內(nèi)部產(chǎn)生的鋸齒波電壓進(jìn)行比較的比較器1，帶使能端的鋸齒波發(fā)生器2，用于產(chǎn)生兩路互補(bǔ)控制時(shí)鐘的邏輯塊3，以及靜電力反饋控制開(kāi)關(guān)4、5、6、7、8。其中，比較器1的輸入端Vin_P與反饋控制電路的輸入端Vin_FB 相連，比較器1的輸入端Vin_N與帶使能端的鋸齒波發(fā)生器2的輸出端Vo相連，比較器1 的輸出端Vo與邏輯塊3的輸入端Vin_sig相連。帶使能端的鋸齒波發(fā)生器2的使能輸入端EN分別和反饋控制電路的輸入端phFB、 邏輯塊3的輸入端Vin_Syn、開(kāi)關(guān)6的控制端、開(kāi)關(guān)7的控制端、開(kāi)關(guān)8的控制端相連。邏輯塊3包括非門9，與門10、11 ；非門9的輸入端分In別和邏輯塊3的輸入端Vin_sig、與門10的輸入端InB相連，非門9的輸出端Out和與門11的輸入端InB相連，與門10的輸入端InA分別和邏輯塊 3的輸入端Vin_Syn、與門11的輸入端InA相連，與門10的輸出端Out與邏輯塊3的輸出端Vo_P相連，與門11的輸出端Out與邏輯塊3的輸出端Vo_N相連。邏輯塊3的輸出端Vo_P與開(kāi)關(guān)4的控制端相連，邏輯塊3的輸出端Vo_N與開(kāi)關(guān) 5的控制端相連。開(kāi)關(guān)4的一端接電壓Vdr_N，開(kāi)關(guān)4的另一端分別與開(kāi)關(guān)5的一端、開(kāi)關(guān)6的一端相連，開(kāi)關(guān)5的另一端接電壓Vdr_P，開(kāi)關(guān)6的另一端接反饋控制電路的端子CTR，開(kāi)關(guān)7的一端接電壓Vdr_P，開(kāi)關(guān)7的另一端接反饋控制電路的端子TOP，開(kāi)關(guān)8的一端接電壓Vdr_ N，開(kāi)關(guān)8的另一端接反饋控制電路的端子Β0Τ。其中，比較器1采用常見(jiàn)的滯回比較器結(jié)構(gòu)；帶使能端的鋸齒波發(fā)生器2采用常見(jiàn)的鋸齒波發(fā)生器結(jié)構(gòu)，且受使能端信號(hào)EN控制，當(dāng)信號(hào)EN為“1”時(shí)，帶使能端的鋸齒波發(fā)生器2開(kāi)始在輸出端Vo產(chǎn)生一個(gè)斜坡電壓信號(hào)，從低電平VL線性上升到高電平VH，當(dāng)信號(hào)EN為“O”時(shí)，帶使能端的鋸齒波發(fā)生器2進(jìn)入“重置”狀態(tài)，輸出端Vo電壓返回到低電平VL ；整個(gè)控制電路受一路靜電力反饋控制時(shí)鐘phFB控制。 圖2為將本發(fā)明提供的一種采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制電路與電容式微加速度計(jì)以及常見(jiàn)的電容讀出前端相連接，構(gòu)成閉環(huán)結(jié)構(gòu)的電容式微加速度計(jì)讀出系統(tǒng)的示意圖。常見(jiàn)的電容式微加速度計(jì)對(duì)外界表現(xiàn)為三端子結(jié)構(gòu)，通常將這三個(gè)端子分別命名為T0P、B0T、CTR，端子TOP與端子CTR之間、端子BOT與端子CTR之間分別存在一個(gè)可變平板電容Cs_t0p、Cs_b0t?？勺兤桨咫娙軨s_top的一個(gè)極板固定不動(dòng)，且與端子 TOP相連，可變平板電容Cs_top的另一個(gè)極板則是一個(gè)可動(dòng)質(zhì)量塊的上表面，類似的，可變平板電容Cs_bot的一個(gè)極板固定不動(dòng)，且與端子BOT相連，可變平板電容Cs_bot的另一個(gè)極板則是可動(dòng)質(zhì)量塊的下表面。與端子CTR相連的可動(dòng)質(zhì)量塊能夠感應(yīng)外界加速度的大小并產(chǎn)生相應(yīng)的位移，進(jìn)而讓Cs_top、Cs_bot的電容值差分變化，兩電容的差值即直接反映了外界加速度的大小。常見(jiàn)的電容讀出前端可以檢測(cè)出這一電容差值的變化，并線性地轉(zhuǎn)換為讀出電壓信號(hào)Vrdout，將此信號(hào)采樣得到的離散時(shí)間信號(hào)Vrd0Ut_s即可用于靜電力反饋控制。根據(jù)靜電力學(xué)知識(shí)，在平板電容的兩極板之間施加驅(qū)動(dòng)電壓Vdr時(shí)，平板電容的兩極板之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)靜電力Fi=!C肌K =(!)
el dd 2 dd 2d 2d2其中ε為極板間電介質(zhì)常數(shù)，A為兩極板相對(duì)面積，d為兩極板間距，負(fù)號(hào)表示此靜電力的作用是令電容的兩個(gè)極板相互吸引。利用這一電學(xué)現(xiàn)象，通過(guò)分別控制差分可變平板電容Cs_top、Cs_bot兩端電壓信號(hào)的變化，即可改變微加速度計(jì)的可動(dòng)質(zhì)量塊所受靜電力的大小和極性，從而實(shí)現(xiàn)靜電力反饋。本發(fā)明提供的一種采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制方案是一種時(shí)鐘控制的離散時(shí)間形式模擬靜電力反饋，其核心思想為在全局時(shí)鐘的控制之下，根據(jù)輸入的反饋控制信號(hào)Vrd0Ut_s幅值的變化，生成兩路脈寬互補(bǔ)的反饋控制時(shí)鐘phActTop、 phActBot，這兩路時(shí)鐘的脈寬之差與反饋控制信號(hào)Vrd0Ut_s的幅值成線性關(guān)系。這兩路時(shí)鐘分別控制著每一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，可變平板電容Cs_top、Cs_bot兩端驅(qū)動(dòng)電壓Vdrtop、 Vdrbot的維持時(shí)間，也即可動(dòng)質(zhì)量塊所受到的分別指向固定極板TOP與固定極板BOT的靜電力的作用時(shí)間。由于在設(shè)計(jì)良好的閉環(huán)系統(tǒng)中，微加速度計(jì)中可變質(zhì)量塊的位移是可以忽略不計(jì)的，也即可以近似地認(rèn)為式(1)最后一項(xiàng)中的分母保持不變，因此，在可變平板電容Cs_top、Cs_bot的極板兩端驅(qū)動(dòng)電壓均保持不變的情況下，可以近似地認(rèn)為分別指向固定極板TOP與固定極板BOT的靜電力方向相反、大小不變。這樣一來(lái)，每一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)， 可動(dòng)質(zhì)量塊受到的凈作用力就只是與這兩個(gè)靜電力的作用時(shí)間之差有關(guān)，從而靜電力反饋的線性度只取決于反饋控制信號(hào)與靜電力作用時(shí)間之差的轉(zhuǎn)換關(guān)系的線性程度，而不再受到微加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)失配的影響。圖3為本發(fā)明提供的一種采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制電路在工作時(shí)節(jié)點(diǎn)的電壓信號(hào)波形示意圖。反饋控制電路通過(guò)三端子TOP、CTR、BOT與相應(yīng)的電容式微加速度計(jì)端子相連。靜電力反饋控制時(shí)鐘PhFB的周期為Ts、脈寬為Tfb，包括“重置”(“Reset”)與“靜電力反饋”(“Force Feedback")兩相。舉例說(shuō)明，當(dāng)進(jìn)入第一個(gè) “靜電力反饋”相時(shí)，帶使能端的鋸齒波發(fā)生器2產(chǎn)生一個(gè)最低電平為VL、最高電平為VH、中間電平為Vmid = (VL+VH)/2、脈寬等于Tfb的斜坡信號(hào)Vramp，比較器1根據(jù)靜電力反饋控制信號(hào)Vrd0Ut_s當(dāng)前的幅值Vl與斜坡信號(hào)Vramp的相對(duì)大小，決定當(dāng)前的輸出電壓信號(hào) Vo_Comp的脈寬Tl，顯而易見(jiàn)，Tl與Vl成正比。同理，當(dāng)進(jìn)入第二個(gè)“靜電力反饋”相時(shí)， 比較器1的輸出電壓信號(hào)Vo_Comp的脈寬T2會(huì)與靜電力反饋控制信號(hào)Vrd0Ut_s當(dāng)時(shí)的幅值V2成正比。由此便得到了一路脈寬與靜電力反饋控制信號(hào)Vrd0Ut_s成線性變化的控制信號(hào)Vo_Comp。邏輯塊3再將Vo_Comp與時(shí)鐘phFB做邏輯運(yùn)算，得到兩路反饋控制時(shí)鐘 phActTop、phActBot。其中，phActTop 為 Vo_Comp 與 phFB 做邏輯與、phActBot 為 Vo_Comp 取反之后再與PhFB做邏輯與，從而phActTop與phActBot的脈寬關(guān)于Tfb互補(bǔ)。在時(shí)鐘 phFB、phActTop、phActBot的控制下，開(kāi)關(guān)4、5、6、7、8發(fā)生通斷，從而改變微加速度計(jì)端子 TOP、CTR、BOT上的電壓信號(hào)VTOP、VCTR、VB0T，其中，VTOP、VBOT的電平值在靜電力反饋相 Tfb中分別保持為Vdr_P、Vdr_N, VCTR的電平值則根據(jù)開(kāi)關(guān)4、開(kāi)關(guān)5的通斷情況，在Vdr_ P、Vdr_N2間進(jìn)行切換。具體而言，開(kāi)關(guān)4的控制信號(hào)phActTop為高(同時(shí)開(kāi)關(guān)5的控制信號(hào)phActBot為低)時(shí)，VCTR的電平為Vdr_N，當(dāng)phActTop跳變?yōu)榈?同時(shí)phActBot跳變?yōu)楦?時(shí)，VCTR的電平也相應(yīng)地跳變?yōu)閂dr_P，跳變時(shí)刻由phActTop的脈寬決定，由此可見(jiàn)，VCTR是一個(gè)電平在Vdr_P、Vdr_N之間切換的二電平信號(hào)，只是脈寬會(huì)隨著phActTop的脈寬變化(也即Vdr0Ut_s的幅值變化)而變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)可動(dòng)質(zhì)量塊受到的靜電力的控制，如下分析所示。近似的，可以假設(shè)在“重置”相時(shí)，可動(dòng)質(zhì)量塊受到的凈作用力為0，則每一個(gè)全局時(shí)鐘周期Ts內(nèi)，可動(dòng)質(zhì)量塊受到的凈作用力為
權(quán)利要求
1.一種采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制方法，其特征在于，包括a)在全局時(shí)鐘的控制之下，根據(jù)輸入的反饋控制信號(hào)幅值的變化，生成兩路脈寬互補(bǔ)的反饋控制時(shí)鐘，脈寬之差與反饋控制信號(hào)的幅值成線性關(guān)系；b)這兩路時(shí)鐘分別控制著每一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，微加速度計(jì)可動(dòng)質(zhì)量塊受到的分別指向固定極板TOP與固定極板BOT的靜電力的作用時(shí)間；c)由于極板間所施加電壓是固定的，因此每一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，可動(dòng)質(zhì)量塊受到的凈作用力與作用時(shí)間之差有關(guān)，靜電力反饋的線性度取決于反饋控制信號(hào)與靜電力作用時(shí)間之差的轉(zhuǎn)換關(guān)系的線性程度，而對(duì)微加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)失配不敏感。
2.一種采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制電路，其特征在于，包括用于將外部輸入的反饋控制電壓Vin_FB與內(nèi)部產(chǎn)生的鋸齒波電壓進(jìn)行比較的比較器(1)，帶使能端的鋸齒波發(fā)生器(2)，用于產(chǎn)生兩路互補(bǔ)控制時(shí)鐘的邏輯塊(3)，以及靜電力反饋控制開(kāi)關(guān)(4、5、6、7、8)；其中，比較器(1)的輸入端Vin_P與反饋控制電路的輸入端Vin_FB相連， 比較器⑴的輸入端Vin_N與帶使能端的鋸齒波發(fā)生器⑵的輸出端Vo相連，比較器(1) 的輸出端Vo與邏輯塊(3)的輸入端Vin_sig相連；帶使能端的鋸齒波發(fā)生器(2)的使能輸入端EN分別和反饋控制電路的輸入端phFB、 邏輯塊(3)的輸入端Vin_Syn、開(kāi)關(guān)(6)的控制端、開(kāi)關(guān)(7)的控制端、開(kāi)關(guān)(8)的控制端相連；邏輯塊(3)的輸出端Vo_P與開(kāi)關(guān)(4)的控制端相連，邏輯塊(3)的輸出端Vo_N與開(kāi)關(guān)(5)的控制端相連；開(kāi)關(guān)⑷的一端接電壓Vdr_N，開(kāi)關(guān)(4)的另一端分別與開(kāi)關(guān)(5)的一端、開(kāi)關(guān)(6)的一端相連，開(kāi)關(guān)(5)的另一端接電壓Vdr_P，開(kāi)關(guān)(6)的另一端接反饋控制電路的端子CTR， 開(kāi)關(guān)(7)的一端接電壓Vdr_P，開(kāi)關(guān)(7)的另一端接反饋控制電路的端子TOP，開(kāi)關(guān)(8)的一端接電壓Vdr_N，開(kāi)關(guān)⑶的另一端接反饋控制電路的端子B0T。
3.如權(quán)利要求2所述的模擬靜電力反饋控制電路，其特征在于，所述邏輯塊(3)包括非門(9)，與門(10、11)；非門(9)的輸入端分In別和邏輯塊(3)的輸入端Vin_sig、與門(10)的輸入端InB相連，非門(9)的輸出端Out和與門(11)的輸入端InB相連，與門(10)的輸入端InA分別和邏輯塊⑶的輸入端Vin_Syn、與門(11)的輸入端InA相連，與門(10)的輸出端Out與邏輯塊⑶的輸出端Vo_P相連，與門(11)的輸出端Out與邏輯塊(3)的輸出端Vo_N相連。
4.如權(quán)利要求2所述的模擬靜電力反饋控制電路，其特征在于，使用時(shí)，三端子接口 TOP、CTR、BOT與電容式微加速度計(jì)相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用互補(bǔ)脈寬調(diào)制技術(shù)的模擬靜電力反饋控制方法及電路，該反饋控制電路可與電容式微加速度計(jì)以及常見(jiàn)的電容讀出前端配合，構(gòu)成閉環(huán)結(jié)構(gòu)的電容式微加速度計(jì)讀出系統(tǒng)。本發(fā)明電路包括用于將外部輸入的反饋控制電壓Vin_FB與內(nèi)部產(chǎn)生的鋸齒波電壓進(jìn)行比較的比較器，帶使能端的鋸齒波發(fā)生器，用于產(chǎn)生兩路互補(bǔ)控制時(shí)鐘的邏輯塊，以及多個(gè)靜電力反饋控制開(kāi)關(guān)。整個(gè)電路受一路靜電力反饋控制時(shí)鐘phFB控制。本發(fā)明電路通過(guò)三端子接口TOP、CTR、BOT與電容式微加速度計(jì)相連接，實(shí)現(xiàn)了高線性度的模擬靜電力反饋，且其線性度對(duì)微加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)失配不敏感。
文檔編號(hào)H03K5/22GK102445564SQ201010513839
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者葉珍華, 楊海鋼 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所