高线性Σ-Δ闭环加速度计接口电路
专利汇可以提供高线性Σ-Δ闭环加速度计接口电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且高线性Σ-Δ闭环 加速 度计 接口 电路 ，属于MEMS惯性器件领域，本 发明 为解决目前的Σ-Δ闭环加速度计接口电路环路增益低，敏感结构 质量 块 位移大，导致电荷 电压 转换非线性增加，输出 信号 谐波成分增强的问题。微机械加速度计敏感结构通过本发明的电荷检测\相关双 采样 保持电路、 相位 补偿电路、第一级积分器电路、第二级积分器电路、求和电路、比较器相连接；比较器的输出端与微机械加速度计敏感结构的质量块反馈端相连；比较器的输出端输出系统位流信号。本发明相对于传统的反馈结构大大提高了系统环路的增益，增大了静电反馈 力 ，减小了质量块位移，降低了信号检测和处理电路的非线性，提高了Σ-Δ闭环加速度计接口电路的性能。，下面是高线性Σ-Δ闭环加速度计接口电路专利的具体信息内容。
1.高线性Σ-Δ闭环加速度计接口电路，其特征在于它包括电荷检测\相关双采样保持电路（101）、相位补偿电路（102）、第一级积分器电路（103）、第二级积分器电路（104）、求和电路（105）、比较器（106）；微机械加速度计敏感结构（100）的输出端与电荷检测\相关双采样保持电路（101）的输入端相连；电荷检测\相关双采样保持电路（101）的输出端与相位补偿电路（102）的输入端相连；相位补偿电路（102）的输出端与第一级积分器电路（103）的输入端、求和电路（105）的第一输入端相连；第一级积分器电路（103）的输出端与第二级积分器电路（104）的输入端、求和电路（105）的第二输入端相连；第二级积分器电路（104）的输出端与求和电路（105）的第三输入端相连；求和电路（105）的输出端与比较器（106）的输入端相连；比较器（106）的输出端与微机械加速度计敏感结构（100）的质量块反馈端相连；
比较器（106）的输出端输出系统位流信号；所述电荷检测\相关双采样保持电路（101）由开关S1、开关S2、开关S3、开关S4、电容Cf、电容C1、电容C2、运算放大器OP1、运算放大器OP2组成；开关S1的一端是电荷检测\相关双采样保持电路（101）的输入端；开关S1的另一端与运算放大器OP1的反向输入端、开关S2的一端、电容Cf的一端都相连；运算放大器OP1的同向输入端接地；运算放大器OP1的输出端、开关S2的另一端、电容Cf的另一端都与电容C1的一端相连；电容C1的另一端与开关S3的一端、开关S4的一端都相连；开关S3的另一端接地；开关S4的另一端与电容C2的一端、运算放大器OP2的同向输入端都相连；
电容C2的另一端接地；运算放大器OP2的反向输入端与运算放大器OP2的输出端相连为电荷检测\相关双采样保持电路（101）的输出端；相位补偿器（102）由运算放大器、开关、电容网络组成，开关S5实现信号的采样，开关S6实现积分电容的复位，形成一个低频的零点，从而对高阶系统进行相位补偿，开关S7实现信号的积分，相位补偿器实现的离散域传递函数如下式所示：
式中的α由开关电容网络的采样电容和积分电容的比值确定；第一级积分器电路（103）由开关S81、开关S82、开关S91、开关S92、电容C6、电容C7、运算放大器OP3组成；开关S81的一端是第一级积分器电路（103）的输入端；开关S81的另一端与开关S91的一端、电容C6的一端都相连；开关S91的另一端接地；电容C6的另一端与开关S82的一端、开关S92的一端相连；开关S82的另一端接地；开关S92的另一端与运算放大器OP3的反向输入端、电容C7的一端都相连；运算放大器OP3的正向输入端接地；电容C7的另一端、运算放大器OP3的输出端相连为第一级积分器电路（103）的输出端；第二级积分器电路（104）由开关S83、开关S84、开关S93、开关S94、电容C8、电容C9、运算放大器OP4组成；开关S83的一端为第二级积分器电路（104）的输入端；开关S83的另一端与开关S93的一端、电容C8的一端都相连；开关S93另一端接地；电容C8的另一端与开关S84的一端、开关S94的一端都相连；开关S84的另一端接地；开关S94的另一端与运算放大器OP4的反向输入端、电容C9的一端都相连；运算放大器OP4的正向输入端接地；电容C9的另一端与运算放大器OP4的输出端相连为第二级积分器电路(104)的输出端；求和电路（105）由开关S85、开关S86、开关S87、开关S88、开关S95、开关S96、开关S97、电容C10、电容C11、电容C12组成；开关S85的一端为求和电路(105)的第一输入端；开关S86的一端为求和电路(105)的第二输入端；开关S87的一端为求和电路(105)的第三输入端；S87的另一端与开关S97的一端、电容C12的一端都相连；开关S97的另一端接地；开关S86的另一端与开关S96的一端、电容C11的一端都相连；开关S96的另一端接地；开关S85的另一端与开关S95的一端、电容C10的一端都相连；开关S95的另一端接地；电容C10的另一端、电容C11的另一端、电容C12的另一端都与开关S88的一端相连为求和电路(105)的输出端；开关S88的另一端接地；综上所述，所有开关的控制步骤如下：
第一步，开关S1先闭合然后断开，同时S2闭合，电荷检测\相关双采样保持电路（101）进行检测准备阶段后S2断开；
第二步，开关S3闭合，此时S4断开，此时电容C1上存储噪声电压，然后开关S3断开，开关S4闭合，检测出信号，S4开关时序跟S3相反；
第三步，开关S5、开关S6、开关S7依次闭合，开关S5与开关S81、开关S82、开关S83、开关S84、开关S85 、开关S86、开关S87、开关S88的时序都相同，实现信号的采样；开关S6实现积分电容的复位，形成一个低频的零点，从而对高阶系统进行相位补偿，开关S7与开关S91、开关S92、开关S93、开关S94、开关S95、开关S96、开关S97时序相同，实现信号的积分；
第四步，积分器和求和电路进行积分与求和复位操作；
第五步，比较器(106)内开关clkp与开关clkn时序相反，比较器(106)将输出反馈给微机械加速度计敏感结构(100)，此过程不断循环下去。
高线性Σ-Δ闭环加速度计接口电路
技术领域
背景技术
发明内容
式中的α由开关电容网络的采样电容和积分电容的比值确定；第一级积分器电路由开关S81、开关S82、开关S91、开关S92、电容C6、电容C7、运算放大器OP3组成；开关S81的一端是第一级积分器电路的输入端；开关S81的另一端与开关S91的一端、电容C6的一端都相连；开关S91的另一端接地；电容C6的另一端与开关S82的一端、开关S92的一端相连；开关S82的另一端接地；开关S92的另一端与运算放大器OP3的反向输入端、电容C7的一端都相连；运算放大器OP3的正向输入端接地；电容C7的另一端、运算放大器OP3的输出端相连为第一级积分器电路的输出端；第二级积分器电路由开关S83、开关S84、开关S93、开关S94、电容C8、电容C9、运算放大器OP4组成；开关S83的一端为第二级积分器电路的输入端；开关S83的另一端与开关S93的一端、电容C8的一端都相连；开关S93另一端接地；
电容C8的另一端与开关S84的一端、开关S94的一端都相连；开关S84的另一端接地；开关S94的另一端与运算放大器OP4的反向输入端、电容C9的一端都相连；运算放大器OP4的正向输入端接地；电容C9的另一端与运算放大器OP4的输出端相连为第二级积分器电路的输出端；求和电路由开关S85、开关S86、开关S87、开关S88、开关S95、开关S96、开关S97、电容C10、电容C11、电容C12组成；开关S85的一端为求和电路的第一输入端；开关S86的一端为求和电路的第二输入端；开关S87的一端为求和电路的第三输入端；S87的另一端与开关S97的一端、电容C12的一端都相连；开关S97的另一端接地；开关S86的另一端与开关S96的一端、电容C11的一端都相连；开关S96的另一端接地；开关S85的另一端与开关S95的一端、电容C10的一端都相连；开关S95的另一端接地；电容C10的另一端、电容C11的另一端、电容C12的另一端都与开关S88的一端相连为求和电路105的输出端；开关S88的另一端接地；综上所述，所有开关的控制步骤如下：
第一步，开关S1先闭合然后断开，同时S2闭合，电荷检测\相关双采样保持电路进行检测准备阶段后S2断开；
第二步，开关S3闭合，此时S4断开，此时电容C1上存储噪声电压，然后开关S3断开，开关S4闭合，检测出信号。S4开关时序跟S3相反；
第三步，开关S5、开关S6、开关S7依次闭合，开关S5与开关S81、开关S82、开关S83、开关S84、开关S85 、开关S86、开关S87、开关S88的时序都相同，实现信号的采样；开关S6实现积分电容的复位，形成一个低频的零点，从而对高阶系统进行相位补偿，开关S7与开关S91、开关S92、开关S93、开关S94、开关S95、开关S96、开关S97时序相同，实现信号的积分；
第四步，积分器和求和电路进行积分与求和复位操作；
第五步，比较器106内开关clkp与开关clkn时序相反，比较器将输出反馈给微机械加速度计敏感结构，此过程不断循环下去。
具体实施方式
式中的α由开关电容网络的采样电容和积分电容的比值确定；第一级积分器电路103由开关S81、开关S82、开关S91、开关S92、电容C6、电容C7、运算放大器OP3组成；开关S81的一端是第一级积分器电路103的输入端；开关S81的另一端与开关S91的一端、电容C6的一端都相连；开关S91的另一端接地；电容C6的另一端与开关S82的一端、开关S92的一端相连；开关S82的另一端接地；开关S92的另一端与运算放大器OP3的反向输入端、电容C7的一端都相连；运算放大器OP3的正向输入端接地；电容C7的另一端、运算放大器OP3的输出端相连为第一级积分器电路103的输出端；第二级积分器电路104由开关S83、开关S84、开关S93、开关S94、电容C8、电容C9、运算放大器OP4组成；开关S83的一端为第二级积分器电路104的输入端；开关S83的另一端与开关S93的一端、电容C8的一端都相连；开关S93另一端接地；电容C8的另一端与开关S84的一端、开关S94的一端都相连；开关S84的另一端接地；开关S94的另一端与运算放大器OP4的反向输入端、电容C9的一端都相连；
运算放大器OP4的正向输入端接地；电容C9的另一端与运算放大器OP4的输出端相连为第二级积分器电路104的输出端；求和电路105由开关S85、开关S86、开关S87、开关S88、开关S95、开关S96、开关S97、电容C10、电容C11、电容C12组成；开关S85的一端为求和电路
105的第一输入端；开关S86的一端为求和电路105的第二输入端；开关S87的一端为求和电路105的第三输入端；S87的另一端与开关S97的一端、电容C12的一端都相连；开关S97的另一端接地；开关S86的另一端与开关S96的一端、电容C11的一端都相连；开关S96的另一端接地；开关S85的另一端与开关S95的一端、电容C10的一端都相连；开关S95的另一端接地；电容C10的另一端、电容C11的另一端、电容C12的另一端都与开关S88的一端相连为求和电路105的输出端；开关S88的另一端接地；综上所述，所有开关的控制步骤如下：
第一步，开关S1先闭合然后断开，同时S2闭合，电荷检测\相关双采样保持电路（101）进行检测准备阶段后S2断开；
第二步，开关S3闭合，此时S4断开，此时电容C1上存储噪声电压，然后开关S3断开，开关S4闭合，检测出信号。S4开关时序跟S3相反；
第三步，开关S5、开关S6、开关S7依次闭合，开关S5与开关S81、开关S82、开关S83、开关S84、开关S85 、开关S86、开关S87、开关S88的时序都相同，实现信号的采样；开关S6实现积分电容的复位，形成一个低频的零点，从而对高阶系统进行相位补偿，开关S7与开关S91、开关S92、开关S93、开关S94、开关S95、开关S96、开关S97时序相同，实现信号的积分；
第四步，积分器和求和电路进行积分与求和复位操作；
第五步，比较器106内开关clkp与开关clkn时序相反，比较器106将输出反馈给微机械加速度计敏感结构100，此过程不断循环下去。
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