专利名称：可补偿电容偏移的微机电电路及其方法
技术领域：
本发明是有关于一种微机电电路，尤指一种通过补偿电路补偿电容偏移的微机电电路。
背景技术：
在现有技术中，因为加速度计内的微机电差动电容与读取电路的制程变异所造成的电容变异，所以加速度计具有零G偏移，导致感应器因具有零G偏移的加速度计，产生错误的感测结果。由于加速度计的设计者无法避免加速度计具有零G偏移，因此，如何设计一个不受微机电差动电容与读取电路的制程变异影响的加速度计，成为加速度计的设计者的一个
重要课题。
发明内容
本发明的一实施例提供一种可补偿电容偏移的微机电电路。该微机电电路包含微机电差动电容、读取电路、控制电路及补偿电路。该微机电差动电容包含第一电容与第二电容；该读取电路是耦接于该微机电差动电容，用以读取该第一电容与该第二电容之间在零G情况时的差值，并根据该差值，产生输出信号；该控制电路是耦接于该读取电路，用以接收该输出信号，并产生控制信号；该补偿电路是耦接于该控制电路，用以根据该控制信号，补偿该微机电差动电容。本发明的还一实施例提供一种微机电电路补偿电容偏移的方法。该方法包含读取微机电差动电容中的第一电容与第二电容之间在零G情况时的差值；根据该差值，产生输出信号；接收该输出信号，并产生控制信号；根据该控制信号，补偿该微机电差动电容。本发明提供一种可补偿电容偏移的微机电电路。该微机电电路是利用读取电路读取第一电容与第二电容之间在零G情况时的差值，以及产生输出信号。然后，控制电路可根据查阅表及该输出信号，产生控制信号。而补偿电路可根据该控制信号，以补偿微机电差动电容。另外，该微机电差动电容还可通过第一耦接开关关闭以及第二耦接开关开启和该补偿电路隔离。由于本发明可利用该补偿电路补偿该微机电差动电容与该读取电路的制程变异所造成的电容变异，所以本发明可改善该读取电路因为该电容变异所造成的零G偏移，而产生错误的输出信号。
图I是为本发明的一实施例说明一种可补偿电容偏移的微机电电路的示意图。图2是为本发明的还一实施例说明一种可补偿电容偏移的微机电电路的不意图。图3是为本发明的还一实施例说明一种微机电电路补偿电容偏移的方法的流程图。图4是为本发明的还一实施例说明一种微机电电路补偿电容偏移的方法的流程图。其中，附图标记说明如下100、200微机电电路102微机电差动电容104读取电路106控制电路108补偿电路 110查阅表202第一耦接开关204第二耦接开关1022第一电容1024第二电容1082第一开关1084第二开关1086第三开关1088可变电容10881-10884电容单元108812、108822、108832、108842 电容108814,108824,108834,108844 开关Diff差值CS控制信号GND地端OS输出信号VDD第一电压300 至 310、400 至 420步骤
具体实施例方式请参照图1，图I是为本发明的一实施例说明一种可补偿电容偏移的微机电电路100的示意图。微机电电路100包含微机电差动电容102、读取电路104、控制电路106及补偿电路108。微机电差动电容102包含第一电容1022与第二电容1024，其中第一电容1022是与第二电容1024在零G情况时可为相同或相异。读取电路104是耦接于微机电差动电容102，用以读取第一电容1022与第二电容1024之间在零G情况时的差值Diff，并根据差值Diff，产生输出信号OS ;控制电路106是耦接于读取电路104，用以接收输出信号OS，并根据微机电电路100还包含的查阅表110及输出信号OS，产生控制信号CS，其中控制信号CS是为4位信号。但4位的控制信号CS仅是用以说明本发明，因此本发明并不受限于控制信号CS是为4位信号。补偿电路108是耦接于控制电路106，用以根据控制信号CS，补偿微机电差动电容102。如图I所示，第一电容1022具有第一端，耦接于读取电路104，及第二端，耦接于读取电路104 ;第二电容1024具有第一端，耦接于第一电容1022的第二端，及第二端，耦接于读取电路104。如图I所示，补偿电路108包含第一开关1082、第二开关1084、第三开关1086及可变电容1088。第一开关1082具有第一端,稱接于第一电容1022的第一端,及第二端，用以接收控制信号CS，及第三端；第二开关1084具有第一端，耦接于第一开关1082的第三端，第二端，用以接收控制信号CS，及第三端，耦接于第二电容1024的第二端；第三开关1086具有第一端，耦接于第一开关1082的第三端，第二端，用以接收控制信号CS，及第三端，耦接于地端GND ;可变电容1088是耦接于第一开关1082的第三端与第一电容1022的第二端之间，其中可变电容1088是根据控制信号CS，改变可变电容1088的电容值，以补偿微机电差动电容102。如图I所示，可变电容1088包含4个电容单元10881-10884，每一电容单元1088i包含电容1088i2具有第一端，耦接于第一开关1082的第三端，及第二端；开关1088i4具有第一端，耦接于电容1088i2的第二端，第二端，用以接收控制信号CS，及第三
端，耦接于第一电容1022的第二端，其中O < i < 4，且i是为正整数。例如，电容单元10881包含电容108812具有第一端，耦接于第一开关1082的第三端，及第二端；开关108814具有第一端，耦接于电容108812的第二端，第二端，用以接收控制信号CS，及第三端，耦接于第一电容1022的第二端。但4个电容单元10881-10884仅是用以说明本发明，因此本发明并不受限于4个电容单元10881-10884。另外，在本发明的还丨实施例，开关1088i4的第一端是耦接于第一开关1082的第三端；电容1088i2的第一端是耦接于开关1088i4的第二端，以及电容1088i2的第二端是耦接于第一电容1022的第二端。如图I所示，当第一电容1022与第二电容1024之间在零G情况时的差值Diff是等于默认值(微机电电路100没有零G偏移)时，读取电路104根据差值Diff，产生输出信号OS。控制电路106即可根据输出信号OS和查阅表110，产生控制信号CS。而补偿电路108中的第一开关1082与第二开关1084根据控制信号CS关闭，且第三开关1086根据控制信号CS开启。因为第三开关1086开启，所以可变电容1088中的电容108812-108842的第一端皆耦接于地端GND。亦即可变电容1088被视为读取电路104内的寄生电容，且不补偿第一电容1022与第二电容1024。另外，如果第一电容1022与第二电容1024相同，则默认值是为零；如果第一电容1022与第二电容1024不同，则默认值是为定值，例如10fF。但本发明并不受限于默认值是为10fF。当第一电容1022与第二电容1024之间在零G情况时的差值Diff是大于默认值(微机电电路100具有零G偏移)时，读取电路104根据差值Diff，产生输出信号OS。控制电路106即可根据输出信号OS和查阅表110，产生控制信号CS。而补偿电路108中的第一开关1082与第三开关1086根据控制信号CS关闭，且第二开关1084根据控制信号CS开启。因为第二开关1084开启，所以可变电容1088是和第二电容1024并联。亦即可变电容1088补偿第二电容1024。当第一电容1022与第二电容1024之间在零G情况时的差值Diff是小于默认值(微机电电路100具有零G偏移)时，读取电路104根据差值Diff，产生输出信号OS。控制电路106即可根据输出信号OS和查阅表110，产生控制信号CS。而补偿电路108中的第二开关1084与第三开关1086根据控制信号CS关闭，且第一开关1082根据控制信号CS开启。因为第一开关1082开启，所以可变电容1088是和第一电容1022并联。亦即可变电容1088补偿第一电容1022。
但本发明并不受限于当第一电容1022与第二电容1024之间在零G情况时的差值Diff是大于默认值时，微机电电路100利用可变电容1088补偿第二电容1024，以及当第一电容1022与第二电容1024之间在零G情况时的差值Diff是小于默认值时，微机电电路100利用可变电容1088补偿第一电容1022。亦即在本发明的还一实施例中，当第一电容1022与第二电容1024之间在零G情况时的差值Diff是小于默认值时，微机电电路100利用可变电容1088补偿第二电容1024，以及当第一电容1022与第二电容1024之间在零G情况时的差值Diff是大于默认值时，微机电电路100利用可变电容1088补偿第一电容1022。补偿过微机电差动电容102之后，当使用者移动微机电电路100时，第一电容1022可根据所包含的第一质量块的位移，改变第一电容1022的电容值；第二电容1024可根据所包含的第二质量块的位移，改变第二电容1024的电容值。因此，读取电路104即可根据第一电容1022与第二电容1024之间的新差值，产生新输出信号至加速度计。请参照图2,图2是为本发明的还一实施例说明一种可补偿电容偏移的微机电电路200的示意图。微机电电路200和微机电电路100的差别在于微机电电路200还包含第·一耦接开关202与第二耦接开关204。第一耦接开关202具有第一端，耦接于补偿电路108，及第二端，用以接收控制信号CS，及第三端，耦接于第一电容1022的第二端；第二耦接开关204具有第一端，耦接于补偿电路108，及第二端，用以接收控制信号CS，及第三端，耦接于地端GND。如图2所示，可变电容1088是耦接于第一开关1082的第三端与第一耦接开关202的第一端之间，其中可变电容1088是根据控制信号CS，改变可变电容1088的电容值，以补偿微机电差动电容102。如图2所示，可变电容1088包含4个电容单元10881-10884，每一电容单元1088i包含电容1088i2具有第一端，耦接于第一开关1082的第三端，及第二端；开关1088i4具有第一端，耦接于电容1088i2的第二端，第二端，用以接收控制信号CS，及第三端，耦接于第一耦接开关202的第一端，其中O < i < 4，且i是为正整数。但4个电容单元10881-10884仅是用以说明本发明，因此本发明并不受限于4个电容单元10881-10884。另外，在本发明的还丨实施例，开关1088i4的第一端是耦接于第一开关1082的第三端；电容1088i2的第一端是耦接于开关1088i4的第二端，以及电容1088i2的第二端是耦接于第一耦接开关202的第一端。如图2所示，当第一电容1022与第二电容1024之间在零G情况时的差值Diff是等于默认值(微机电电路100没有零G偏移)时，读取电路104根据差值Diff，产生输出信号OS。控制电路106即可根据输出信号OS和查阅表110，产生控制信号CS。而补偿电路108中的第一开关1082、第二开关1084与第一耦接开关202根据控制信号CS关闭，第三开关1086与第二耦接开关204根据控制信号CS开启。因为第二耦接开关204开启，所以可变电容1088通过第二耦接开关204耦接至地端GND，而没有与微机电差动电容102连结。当第一电容1022与第二电容1024之间在零G情况时的差值Diff是大于默认值(微机电电路100具有零G偏移)时，读取电路104根据差值Diff，产生输出信号OS。控制电路106即可根据输出信号OS和查阅表110，产生控制信号CS。而补偿电路108中的第一开关1082、第三开关1086与第二耦接开关204根据控制信号CS关闭，且第二开关1084与第一耦接开关202根据控制信号CS开启。因为第二开关1084开启，所以可变电容1088是和第二电容1024并联。亦即可变电容1088补偿第二电容1024。
当第一电容1022与第二电容1024之间在零G情况时的差值Diff是小于默认值(微机电电路100具有零G偏移)时，读取电路104根据差值Diff，产生输出信号OS。控制电路106即可根据输出信号OS和查阅表110，产生控制信号CS。而补偿电路108中的第二开关1084、第三开关1086与第二耦接开关204根据控制信号CS关闭，且第一开关1082与第一耦接开关202根据控制信号CS开启。因为第一开关1082开启，所以可变电容1088是和第一电容1022并联。亦即可变电容1088补偿第一电容1022。另外，微机电电路200的其余操作原理皆和微机电电路100相同，在此不再赘述。请参照图3，图3是为本发明的还一实施例说明一种微机电电路补偿电容偏移的方法的流程图。图3的方法是利用图I的微机电电路100说明，详细步骤如下步骤300:开始；步骤302 :读取微机电差动电容102中的第一电容1022与第二电容1024之间在 零G情况时的差值DifT ；步骤304 :根据差值Diff，产生输出信号OS ；步骤306 :接收输出信号OS，并产生控制信号CS ；步骤308 :根据控制信号CS，补偿微机电差动电容102 ；步骤310:结束。在步骤302与步骤304中，读取电路104读取第一电容1022与第二电容1024之间在零G情况时的差值Diff，并根据差值Diff，产生输出信号OS。在步骤306中，控制电路106接收输出信号OS后，根据控制电路106查阅表110及输出信号OS，产生控制信号CS，其中控制信号CS是为4位信号。但本发明并不受限于控制信号CS是为4位信号。在步骤308中，当第一电容1022与第二电容1024之间在零G情况时的差值Diff是等于默认值时，补偿电路108中的第一开关1082与第二开关1084根据控制信号CS关闭，且第三开关1086根据控制信号CS开启。因此可变电容1088被视为读取电路104内的寄生电容，且可变电容1088不补偿第一电容1022与第二电容1024。另外，如果第一电容1022与第二电容1024相同，则默认值是为零；如果第一电容1022与第二电容1024不同，则默认值是为定值。当第一电容1022与第二电容1024之间在零G情况时的差值Diff是大于默认值时，补偿电路108中的第一开关1082与第三开关1086根据控制信号CS关闭，且第二开关1084根据控制信号CS开启。因为第二开关1084开启，所以可变电容1088可补偿第二电容1024。当第一电容1022与第二电容1024之间在零G情况时的差值Diff是小于默认值时，补偿电路108中的第二开关1084与第三开关1086根据控制信号CS关闭，且第一开关1082根据控制信号CS开启。因为第一开关1082开启，所以可变电容1088可补偿第一电容1022。请参照图4，图4是为本发明的还一实施例说明一种微机电电路补偿电容偏移的方法的流程图。图4的方法是利用图2的微机电电路200说明，详细步骤如下步骤400:开始；步骤402 :读取微机电差动电容102中的第一电容1022与第二电容1024之间在零G情况时的差值DifT ；步骤404 :当差值Diff等于默认值时，进行步骤406 ;当差值Diff不等于默认值时，进行步骤412 ；步骤406 :根据差值Diff，产生输出信号OS ；
步骤408 :接收输出信号OS，并产生控制信号CS ；步骤410 :第一耦接开关202根据控制信号CS关闭以及第二耦接开关204根据控制信号CS开启，跳至步骤418 ；步骤412 :根据差值Diff，产生输出信号OS ；步骤414 :接收输出信号OS，并产生控制信号CS ；步骤416 :第一耦接开关202根据控制信号CS开启以及第二耦接开关204根据控制信号CS关闭，进行步骤418;步骤418 :根据控制信号CS，补偿微机电差动电容102 ；步骤420:结束。 图4的实施例和图3的实施例的差别在于，当差值Diff等于默认值时，进行步骤406至步骤410。亦即因为第一耦接开关202根据控制信号CS关闭以及第二耦接开关204根据控制信号CS开启，所以可变电容1088通过第二耦接开关204耦接至地端GND，而没有与微机电差动电容102连结。当差值Diff不等于默认值时，进行步骤412至步骤416。亦即因为第一耦接开关202根据控制信号CS开启以及第二耦接开关204根据控制信号CS关闭，所以可变电容1088可根据控制信号CS补偿第一电容1022或第二电容1024。综上所述，本发明所提供的可补偿电容偏移的微机电电路是利用读取电路读取第一电容与第二电容之间在零G情况时的差值，以及产生输出信号。然后，控制电路可根据查阅表及输出信号，产生控制信号。而补偿电路可根据控制信号，以补偿微机电差动电容。另夕卜，微机电差动电容还可通过第一耦接开关关闭以及第二耦接开关开启和补偿电路隔离。由于本发明可利用补偿电路补偿微机电差动电容与读取电路的制程变异所造成的电容变异，所以本发明可改善读取电路因为电容变异所造成的零G偏移，而产生错误的输出信号。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种可补偿电容偏移的微机电电路，包含 微机电差动电容，包含第一电容与第二电容； 读取电路，耦接于该微机电差动电容，用以读取该第一电容与该第二电容之间在零G情况时的差值，并根据该差值，产生输出信号； 该微机电电路的特征在于还包括 控制电路，耦接于该读取电路，用以接收该输出信号，并产生控制信号 '及 补偿电路，耦接于该控制电路，用以根据该控制信号，补偿该微机电差动电容。
2.如权利要求I所述的微机电电路，其特征在于，该第一电容与该第二电容相同。
3.如权利要求I所述的微机电电路，其特征在于，该第一电容与该第二电容不同。
4.如权利要求I所述的微机电电路，其特征在于，还包含 查阅表，其中该控制电路是根据该查阅表及该输出信号，产生该控制信号。
5.如权利要求I所述的微机电电路，其特征在于，该第一电容是根据所包含的第一质量块的位移，改变该第一电容的电容值；该第二电容是根据所包含的第二质量块的位移，改变该第二电容的电容值。
6.如权利要求I所述的微机电电路，其特征在于，该第一电容具有第一端，稱接于该读取电路，及第二端，耦接于该读取电路；该第二电容具有第一端，耦接于该第一电容的第二端，及第二端，耦接于该读取电路。
7.如权利要求6所述的微机电电路，其特征在于，该补偿电路包含 第一开关，具有第一端，耦接于该第一电容的第一端，及第二端，用以接收该控制信号，及第三端； 第二开关，具有第一端，耦接于该第一开关的第三端，第二端，用以接收该控制信号，及第三端，耦接于该第二电容的第二端； 第三开关，具有第一端，耦接于该第一开关的第三端，第二端，用以接收该控制信号，及第三端，耦接于地端；及 可变电容，耦接于该第一开关的第三端与该第一电容的第二端之间，其中该可变电容是根据该控制信号，改变该可变电容的电容值，以补偿该微机电差动电容。
8.如权利要求7所述的微机电电路，其特征在于，该可变电容包含N个电容单元，每一电容单元包含 电容，具有第一端，耦接于该第一开关的第三端，及第二端，耦接于该第一电容的第二端；及 开关，具有第一端，耦接于该第一开关的第三端，第二端，用以接收该控制信号，及第三端，耦接于该第一电容的第二端；其中该开关是以串联方式耦接该电容。
9.如权利要求I所述的微机电电路，其特征在于，还包含 第一耦接开关，具有第一端，耦接于该补偿电路，及第二端，用以接收该控制信号，及第三端，耦接于该第一电容的第二端；及 第二耦接开关，具有第一端，耦接于该补偿电路，及第二端，用以接收该控制信号，及第三端，耦接于地端； 其中当该差值不等于默认值时，该第一耦接开关根据该控制信号开启以及该第二耦接开关根据该控制信号关闭；当该差值等于该默认值时，该第一耦接开关根据该控制信号关闭以及该第二耦接开关根据该控制信号开启。
10.如权利要求9所述的微机电电路，其特征在于，该补偿电路包含 第一开关，具有第一端，耦接于该第一电容的第一端，及第二端，用以接收该控制信号，及第三端； 第二开关，具有第一端，耦接于该第一开关的第三端，第二端，用以接收该控制信号，及第三端，耦接于该第二电容的第二端； 第三开关，具有第一端，耦接于该第一开关的第三端，第二端，用以接收该控制信号，及第三端，耦接于该地端；及 可变电容，耦接于该第一开关的第三端与该第一耦接开关的第一端之间，其中该可变电容是根据该控制信号，改变该可变电容的电容值，以补偿该微机电差动电容。
11.如权利要求10所述的微机电电路，其特征在于，该可变电容包含N个电容单元，每一电容单元包含 电容，具有第一端，耦接于该第一开关的第三端，及第二端，耦接于该第一耦接开关的第一端；及 开关，具有第一端，耦接于该第一开关的第三端，第二端，用以接收该控制信号，及第三端，耦接于该第一耦接开关的第一端；其中该开关是以串联方式耦接该电容。
12.如权利要求9或11所述的微机电电路，其特征在于，该控制信号是为N位信号，且N是为正整数。
13.—种微机电电路补偿电容偏移的方法，包含 读取微机电差动电容中的第一电容与第二电容之间在零G情况时的差值； 该方法的特征在于还包括 根据该差值，产生输出信号； 接收该输出信号，并产生控制信号；及 根据该控制信号，补偿该微机电差动电容。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，接收该输出信号，并产生该控制信号是为接收该输出信号后，根据查阅表及该输出信号，产生该控制信号。
15.如权利要求13所述的方法,其特征在于,根据该控制信号,补偿该微机电差动电容是为根据该控制信号，改变可变电容的电容值，以补偿该微机电差动电容。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包含 根据该控制信号，第一耦接开关与第二耦接开关做出相对应的动作。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，当该差值不等于默认值时，第一耦接开关根据该控制信号开启以及第二耦接开关根据该控制信号关闭。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，当该差值等于默认值时，第一耦接开关根据该控制信号关闭以及第二耦接开关根据该控制信号开启。
19.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该控制信号是为N位信号，且N是为正整数。
全文摘要
本发明公开了一种可补偿电容偏移的微机电电路及其方法。该微机电电路包含微机电差动电容、读取电路、控制电路及补偿电路。该微机电差动电容包含第一电容与第二电容；该读取电路是耦接于该微机电差动电容，用以读取该第一电容与该第二电容之间在零G情况时的差值，并根据该差值，产生输出信号；该控制电路是耦接于该读取电路，用以接收该输出信号，并产生控制信号；该补偿电路是耦接于该控制电路，用以根据该控制信号，补偿该微机电差动电容。由于本发明可利用该补偿电路补偿该微机电差动电容与该读取电路的制程变异所造成的电容变异，所以本发明可改善该读取电路因为该电容变异所造成的零G偏移，而产生错误的输出信号。
文档编号G01P15/125GK102955044SQ201110271978
公开日2013年3月6日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年8月22日
发明者吴家岱 申请人:立积电子股份有限公司