r>[0055]Vst。:自检测输出【O -加表正常，1-加表不正常】；
[0056]Dst:正常/自检测选择【O-正常(非自检)状态，1-自检状态】；
[0057]Vetfp:连续时间滤波器正相输出端；
[0058]Vrtfn:连续时间滤波器反相输出端；
[0059]C5gb(rt:5g标定电容下极板；
[0060]C5getr:5g标定电容中极板；
[0061]C5gt()p:5g标定电容上极板；
[0062]Ccigbtrt:0g标定电容下极板；
[0063]Ctlgc^Og标定电容中极板；
[0064]CQgt()p:0g标定电容上极板；
[0065]Vinp:差分转单端运放正相输入端；
[0066]Vinn:差分转单端运放正相输入端；
[0067]Vtjut:差分转单端运放输出端；
[0068]Tchl:数字时钟Tchl输出；
[0069]T2:数字时钟T2输出；
[0070]T1:数字时钟T1输出。
[0071]实施例:
[0072]如图1所示，一种MEMS加速度计读出电路，其包括:输出模块，所述输出模块为一个差分输出与单端输出的输出转换模块，所述输出转换模块为双端差动式信号检测处理结构；前端检测放大器模块，所述前端检测放大器模块为开放式结构；一个内部温度传感模块，所述内部集成温度传模块包括温度传感器和运算放大器，所述输出转换模块输出端与温度传感器输出端连接所述运算放大器的输入端；自检测模块，所述自检测模块具有单独的一个输入端和输出端；包括标定电容模块，所述标定电容模块包括两片精确匹配的固定电容；包括开关电容低通滤波器模块、连续时间低通滤波器模块和通过外接电容可构成闭环控制的控制器模块。所述控制器模块包括PI控制器和Lead-Lag控制器。还包括为电路提供电源以及基准电压的电源与基准电压模块。还包括时钟信号发生器模块。还包括可输出可用于加速度计闭环系统反馈控制的高压模块。
[0073]本实用新型内部有两片精确匹配的固定电容，在不连接表头的情况下，可以用来单独标定电路性能，如图6所示，将标定电容模块Og电容输出端Ccigbtrt、Ctlgc^、(^_分别连接前端检测放大器模块输入端St()p、Sctr> Sbty^P可得到开环差分输出V ctfp> Vcytfn，将差分输出端Vctfp, Vetfn与差分转单端模块输入端V inp、Vinn连接即可得到单端输出信号V 同样的连接方式可标定5g加速度开环输出，如图7所示。
[0074]本实用新型具有表头自检功能，连接加速度计表头时，将自检测模块输入端Dst连接5V电压，如图8所示，可检测表头是否能正常工作，若自检测模块输出端Vst。输出为O(OV)，则表示表头可以正常工作；若Vst。输出为I (5V)，则表示表头不能正常工作。不用此自检功能时将自检测模块输入端Dst接地。
[0075]本实用新型可实现开环和闭环两种信号处理方式。
[0076]本实用新型连接加速度计表头，表头驱动极板接地，如图9所示，即可得到开环差分输出VrffpAtfn，将差分输出端VrtfpJetfn与差分转单端模块输入端V inp、vim连接即可得到单端输出信号Vtjut。
[0077]本实用新型连接加速度计表头，表头驱动极板与本实用新型的高压运放模块输出Sd_、Sdbrt连接，通过本实用新型的控制模块外接电容电阻，构成闭环控制回路(如图10所示的本实用新型的加速度计读出电路PI控制闭环电路，如图11所示的本实用新型的加速度计读出电路Lead-Lag控制闭环电路)，可得到闭环差分输出VPIm、Vp1p,将差分输出端Vp1n, Vpitjp与差分转单端模块输入端V inn、Vinp连接即可得到单端输出信号V out。
[0078]本实用新型内部的电压基准源模块，可为本加速度计读出电路中的运放提供集成高精度、低温度系数基准电压。本实用新型内部的温度传感模块，可对本加速度计读出电路输出Vrat进行温度补偿，将系统输出V wt与温度传感器输出VTsm连接到一个运放，如图12所示，可得到低温度漂移的输出信号。
[0079]开放的前端检测放大器结构，可在外部搭建电容桥，可适用于各种加速度计表头；采用双端差动式信号处理，且差分输出和单端输出两种输出形式；有开环和闭环两种信号处理回路；内部集成电压基准，可以给系统内部运算放大器提供精准的、温度系数好的2.5V基准电压；内部集成温度传感器，可对系统中无法内部温度补偿的模块进行温度补偿；内部有两片精确匹配的固定电容，可以用来单独标定电路性能，无需连接表头；具备加速度计表头自检功能；具备高压输出，可用于加速度计闭环系统反馈控制。解决直流偏移问题，且电路精度高输出信号的分辨率高。
[0080]需要强调的是，本实用新型的保护范围包含但不限于上述【具体实施方式】。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应被视为属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种MEMS加速度计读出电路，其特征在于，包括输出模块，所述输出模块为一个差分输出与单端输出的输出转换模块，所述输出转换模块为双端差动式信号检测处理结构。
2.根据权利要求1所述的MEMS加速度计读出电路，其特征在于，还包括前端检测放大器模块，所述前端检测放大器模块为开放式结构。
3.根据权利要求1所述的MEMS加速度计读出电路，其特征在于，还包括一个内部温度传感模块，所述内部温度传感模块包括温度传感器和运算放大器，所述输出转换模块输出端与温度传感器输出端连接所述运算放大器的输入端。
4.根据权利要求2所述的MEMS加速度计读出电路，其特征在于，还包括自检测模块，所述自检测模块具有单独的一个输入端和输出端。
5.根据权利要求2所述的MEMS加速度计读出电路，其特征在于，还包括标定电容模块，所述标定电容模块包括两片匹配的固定电容。
6.根据权利要求2所述的MEMS加速度计读出电路，其特征在于，还包括开关电容低通滤波器模块、连续时间低通滤波器模块和通过外接电容可构成闭环控制的控制器模块。
7.根据权利要求6所述的MEMS加速度计读出电路，其特征在于，所述控制器模块包括PI控制器和Lead-Lag控制器。
8.根据权利要求2所述的MEMS加速度计读出电路，其特征在于，还包括为电路提供电源以及基准电压的电源与基准电压模块。
9.根据权利要求2所述的MEMS加速度计读出电路，其特征在于，还包括时钟信号发生器模块。
10.根据权利要求2所述的MEMS加速度计读出电路，其特征在于，还包括可输出可用于加速度计闭环系统反馈控制的高压模块。
【专利摘要】本实用新型提供一种MEMS加速度计读出电路，其中，包括输出模块，所述输出模块为一个差分输出与单端输出的输出转换模块，所述输出转换模块为双端差动式信号检测处理结构。可在外部搭建电容桥，可适用于各种加速度计表头，解决直流偏移问题，且电路精度高输出信号的分辨率高。
【IPC分类】G01P15-125
【公开号】CN204613244
【申请号】CN201520181762
【发明人】李荣宽
【申请人】嘉兴市纳杰微电子技术有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年3月27日