专利名称：微机械陀螺仪闭环驱动自动增益控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及微机械陀螺仪驱动信号处理技术，尤其涉及一种微机械陀螺仪闭环驱动自动增益控制电路。
背景技术：
为了提高微机械振动陀螺仪输出信号的灵敏度，通常要求驱动电压的频率与陀螺仪驱动模态的谐振频率相一致。微机械陀螺仪驱动方式分为开环驱动和闭环驱动。采用开环驱动方式，存在两个问题:一是由于加工工艺和加工误差的影响，同一设计结构、同一硅片上制作的陀螺仪，其驱动模态的谐振频率各不相同，对一批陀螺必须通过扫频方式逐一进行谐振频率的测量，来确定驱动电压的频率；二是对于某一特定陀螺仪，温度和气压变化及器件老化等原因都会引起其驱动模态的谐振频率发生变化。尽管频率变化可能较小，但由于陀螺仪的品质因数通常比较大，因此会造成输出信号偏移较大，降低测量精度。而闭环驱动电路能够实时追踪微机械振动陀螺仪驱动模态谐振频率的变化，及时调整驱动电压的频率和幅度，从而提高陀螺仪输出信号的灵敏度。因此，业界常用闭环驱动的方式下，陀螺仪振动频率能够实时自动跟踪驱动模态的固有频率，陀螺仪测量精度更高，稳定性更好，因此闭环驱动方式具有更好的发展前景。本实用新型提供一种微机械陀螺仪闭环驱动的幅度控制电路，以稳定陀螺仪驱动信号幅度，提高陀螺仪测量精度。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种微机械陀螺仪闭环驱动自动增益控制电路，以稳定陀螺仪驱动信号幅度，提高陀螺仪测量精度。为解决上述问题，本实用新型提供一种微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路，包括:频率检测锁相环路，接收并根据所述微机械陀螺仪的振动差分信号，输出时钟信号；幅度控制电路，接收所述微机械陀螺仪的振动差分信号和参考信号，所述幅度控制电路对所述微机械陀螺仪的振动差分信号进行峰值检测，并将峰值检测结果与参考信号进行比较并处理后，输出增益控制信号，其中所述幅度控制电路依次包括峰值检测模块、加法模块、增益电路模块、差分转单端电路及低通滤波器；其中所述峰值检测模块接收并根据所述微机械陀螺仪的振动差分信号和所述时钟信号，获得并输出峰值差分信号；所述加法模块接收所述峰值差分信号和参考信号，并将所述峰值差分信号和参考信号进行比较后，获得并输出比较差分信号；以及所述增益电路模块接收所述比较差分信号和所述时钟信号，输出增益差分信号，所述差分转单端电路接收所述增益差分信号和所述时钟信号，输出具有带外噪声信号的增益控制信号，低通滤波器接收所述具有带外噪声信号的增益控制信号和所述时钟信号，滤除噪声信号后输出增益控制信号；以及可变增益放大电路，接收所述微机械陀螺仪的振动差分信号和所述增益控制信号，并根据所述增益控制信号输出驱动差分信号至所述微机械陀螺仪，以使所述微机械陀螺仪保持稳定恒幅振荡状态。[0007]进一步的，所述峰值检测模块、加法模块与增益电路模块组成的开关电容电路包括:两个输入端，两个输出端，由八个开关、四个电容组成的运算电路以及由一个运算放大器、两个电容和两个开关组成的差分电路；所述运算电路用于获得所述振动差分信号的峰值并与所述参考信号进行比较后，获得峰值差分信号和比较差分信号并输出比较差分信号；所述差分电路接收并将所述比较差分信号进行增益处理后，输出增益差分信号。进一步的，在所述运算电路中:所述运算电路的第一输入端接所述微机械陀螺仪的振动差分信号中一信号，且所述第一输入端与共模电平分别接第一开关和第二开关后共同接第一电容，以采集所述微机械陀螺仪的振动差分信号中一信号的峰值，地线电平与所述参考信号分别接第三开关和第四开关后共同接第二电容，以采集所述参考信号的峰值，所述第一电容和所述第二电容共同接所述差分电路的第一输入端；以及所述运算电路的第二输入端接所述微机械陀螺仪的振动差分信号中另一信号，且所述第二输入端与共模电平分别接第五开关和第六开关后共同接第三电容，以采集所述微机械陀螺仪的振动差分信号中另一信号的峰值，地线电平与所述参考信号分别接第七开关和第八开关后共同接第四电容，以采集所述参考的峰值，所述第三电容和所述第四电容共同接所述差分电路的第二输入端；所述时钟信号控制第一至第八开关的开启和关闭。进一步的，在所述差分电路中:所述第九开关与所述第五电容并联的一端为所述差分电路的第一输入端，另一端为所述差分电路的第一输出端，所述第一输出端输出所述增益差分信号中一信号；所述第十开关与所述第六电容并联的一端为所述差分电路的第二输入端，另一端为所述差分电路的第二输出端，所述第二输出端输出所述增益差分信号中另一信号；以及第一运算放大器两输入端分别接所述差分电路的第一输入端和第二输入端，两输出端分别接所述差分电路的第一输出端和第二输出端；所述时钟信号控制所述第九开关和第十开关的开启和关闭。进一步的，所述差分转单端电路的开关电容电路包括两个输入端、一个输出端、四个电容、四个开关以及一个运算放大器，其中:所述差分转单端电路的第一输入端接所述增益差分信号中一信号，所述差分转单端电路的第一输入端通过第七电容与第二运算放大器一输入端连接；所述差分转单端电路的第二输入端接所述增益差分信号中另一信号，所述差分转单端电路的第一输入端通过第八电容与所述第二运算放大器另一输入端连接；共模电平通过依次第十一开关和第九电容接于所述第七电容和所述第二运算放大器一输入端之间，共模电平还通过并联的第十二开关和第十电容接于所述第八电容和所述第二运算放大器另一输入端之间；第十三开关一端接于所述第十一开关和所述第九电容之间，另一端与所述第二运算放大器的输出端共同接所述差分转单端电路的输出端；第十四开关接于所述第七电容和所述第二运算放大器一输入端之间，另一端接所述差分转单端电路的输出端。进一步的，低通滤波器的开关电容电路包括一输入端、一输出端、一个运算放大器、四个开关及两个电容，其中，所述低通滤波器的输入端依次通过第十五开关、第十一电容及第十六开关接第三运算放大器的一端，第十二电容的一端接所述第十六开关和所述第三运算放大器的一端；第十七开关的一端接所述第十一电容和所述第十六开关之间，另一端接所述第三运算放大器的另一端，共模电平接所述第三运算放大器的另一端；以及第十八开关的一端接所述第十五开关和所述第十一电容之间，另一端接所述低通滤波器的输出端。进一步的，所述频率检测锁相环路依次包括频率比较器、由鉴频鉴相器、电荷泵、压控振荡器及分频器组成的环路以及相移器；其中所述频率比较器接收所述微机械陀螺仪的振动差分信号，并输出参考比较信号；在所述鉴频鉴相器、电荷泵、压控振荡器及分频器构成的环路中，所述鉴频鉴相器接收所述参考比较信号和所述分频器输出的分频信号，输出反应频率误差和相位误差的比较差分信号，所述电荷泵经过接收所述比较差分信号，输出调整信号，所述压控振荡器接收所述调整信号输出控制电压信号至所述分频器，所述分频器输出所述分频信号至所述鉴频鉴相器和相移器；所述相移器接收所述分频信号，相移90度后输出时钟信号。综上所述，本实用新型所述微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路包括频率检测锁相环路、幅度控制电路及可变增益放大电路，其中所述频率检测锁相环路能够提供锁频的时钟信号，同时所述幅度控制电路通过接收所述微机械陀螺仪的振动差分信号和参考信号，对所述微机械陀螺仪的振动差分信号进行峰值检测，并将峰值检测结果与参考信号进行比较并处理后，输出增益控制信号。故所述闭环驱动自动增益控制电路可以通过自身频率检测即可自身电路检测，并实现自动增益控制，无需增加外围检测设备，以稳定陀螺仪驱动信号幅度，提高陀螺仪测量精度。进一步的，所述幅度控制电路的开关电容电路结构简单，易于实现且制造成本低，进而降低所述微机械陀螺仪闭环驱动自动增益控制电路的制造成本，提高所述微机械陀螺仪闭环驱动自动增益控制电路的适用范围。
图1为由本实用新型一实施例中闭环驱动自动增益控制电路组成的微机械陀螺仪闭环驱动系统。图2为本实用新型一实施例中微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路的结构框图。图3为本实用新型一实施例中微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路中幅度控制电路的结构框图。图4为本实用新型一实施例中微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路中幅度控制电路的峰值检测模块、加法模块与增益电路模块组成的开关电容电路示意图。图5为图4所示的开关电容电路工作过程的波形图。图6为本实用新型一实施例中微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路中幅度控制电路的差分转单端电路的开关电容电路示意图。图7为图6所示的开关电容电路工作过程的波形图。图8为本实用新型一实施例中微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路中幅度控制电路的低通滤波器的开关电容电路示意图。图9为图8所示的开关电容电路工作过程的波形图。图10为本实用新型一实施例中微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路中频率检测锁相环路的结构框图。
具体实施方式
为使本实用新型的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本实用新型的内容作进一步说明。当然本实用新型并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本实用新型的保护范围内。其次，本实用新型利用示意图进行了详细的表述，在详述本实用新型实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本实用新型的限定。图1为由本实用新型一实施例中闭环驱动自动增益控制电路组成的微机械陀螺仪闭环驱动系统。图2为本实用新型一实施例中微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路的结构框图。结合图1和图2，本实用新型提供一种微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路，包括:频率检测锁相环路103、幅度控制电路102和可变增益放大电路101。所述频率检测锁相环路103接收并根据所述微机械陀螺仪的振动差分信号Vinl、Vin2，输出时钟信号CLK ；所述幅度控制电路102，接收所述微机械陀螺仪的振动差分信号Vinl、Vin2和参考信号Vref，所述幅度控制电路102对所述微机械陀螺仪的振动差分信号Vinl、Vin2进行峰值检测，并将峰值检测结果与参考信号Vref进行比较并处理后，输出增益控制信号Vctrl ;以及所述可变增益放大电路101，接收所述微机械陀螺仪的振动差分信号Vinl、Vin2和所述增益控制信号Vctrl，并根据所述增益控制信号Vctrl输出驱动差分信号Dl、D2至所述微机械陀螺仪10，以使所述微机械陀螺仪10保持稳定恒幅振荡状态。图3为本实用新型一实施例中微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路中幅度控制电路的结构框图。优选的，如图3所示，本实用新型所述微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路的所述幅度控制电路102依次包括峰值检测模块201、加法模块202、增益电路模块203、差分转单端电路204及低通滤波器205。其中，所述峰值检测模块201接收并根据所述微机械陀螺仪的振动差分信号VinU Vin2和所述时钟信号CLK，获得并输出峰值差分信号la、lb。所述峰值检测模块201用于检测振动差分信号Vinl和Vin2的峰值电压。所述峰值检测模块201具有两差分输入端、第三输入端和两差分输出端，其中两差分输入端接受振动差分信号Vinl和Vin2输入。第三输入端接时钟信号CLK，时钟信号CLK与输入信号Vinl和Vin2相位差90°，差分输出端la、lb接加法模块202的差分输入端。所述加法模块202接收所述峰值差分信号la、Ib和参考信号Vref，并将所述峰值差分信号la、lb和参考信号Vref进行比较后，获得并输出比较差分信号2a、2b。所述加法模块202根据峰值检测模块201输出的峰值差分信号la、Ib得到峰值电压，并用参考信号Vref减去峰值电压，从而输出反应峰值变化的比较差分信号2a、2b。所述加法模块202具有两差分输入端、第三输入端和两差分输出端，两差分输入端接峰值检测模块201的输出端，第三输入端接参考信号Vref，两差分输出端接增益电路模块203的差分输入端。所述增益电路模块203用于将加法器202输出的比较差分信号2a、2b进行信号放大，接收所述比较差分信号2a、2b和所述时钟信号CLK，输出增益差分信号3a、3b，包括两差分输入端、第三输入端和两差分输出端，两差分输入端接加法模块202的输出端，两差分输出端接所述差分转单端电路204的输入端，所述差分转单端电路204接收所述增益差分信号3a、3b和所述时钟信号CLK，输出具有带外噪声信号的增益控制信号4a，低通滤波器205接收所述具有带外噪声信号的增益控制信号4a和所述时钟信号CLK，滤除噪声信号后输出增益控制信号Vctrl，所述比较差分信号2a、2b通过调节增益电路模块203的增益，可以调节微机械陀螺仪闭环驱动的环路稳定性。所述差分转单端电路204，将增益电路模块203输出的增益差分信号3a、3b转换为单端的具有带外噪声信号的增益控制信号4a。差分转单端电路204具有两差分输入端、第三输入端和一个单端输出端，两差分输入端接增益电路模块203的输出端,第三输入端接时钟信号CLK，单端输出端接低通滤波器205输入端，输出具有带外噪声信号的增益控制信号4a ο所述低通滤波器205用于滤除带外噪声信号，输出增益控制信号Vctrl。所述低通滤波器205具有第一信号输入端、第二信号输入端和一个输出端Vctrl,所述第一信号输入端接差分转单端电路204的输出端，第二输入端接时钟信号CLK，输出端接所述可变增益放大电路101的增益控制端。图4为本实用新型一实施例中微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路中幅度控制电路的峰值检测模块、加法模块与增益电路模块组成的开关电容电路示意图。在较佳的实施例中，所述峰值检测模块201、加法模块202与增益电路模块203组成的开关电容电路(SC电路)如图4所示，具体包括:两个输入端，两个输出端，由八个开关SI S4、SI， S4’、四个电容Cil Ci4组成的运算电路以及由一个运算放大器0PA1、两个电容Cfl、Cf2和两个开关S5、S5’组成的差分电路；所述运算电路用于获得所述振动差分信号Vinl、Vin2的峰值并与所述参考信号Vref进行比较后，获得峰值差分信号la、lb和比较差分信号2a、2b并输出比较差分信号2&、213;所述差分电路接收并将所述比较差分信号2&、213进行增益处理后，输出增益差分信号3a、3b。进一步的，在所述运算电路中:所述运算电路的第一输入端接所述微机械陀螺仪的振动差分信号中一信号Vinl，且所述第一输入端与共模电平Vc分别接第一开关S2和第二开关SI后共同接第一电容Cil,以米集所述微机械陀螺仪的振动差分信号中一信号Vinl的峰值，地线电平与所述参考信号Vref分别接第三开关S4和第四开关S3后共同接第二电容Ci2，以采集所述参考信号Vref的峰值，所述第一电容Cil和所述第二电容Ci2共同接所述差分电路的第一输入端。所述运算电路的第二输入端接所述微机械陀螺仪的振动差分信号中另一信号Vin2，且所述第二输入端与共模电平Vc分别接第五开关S2’和第六开关后SI’共同接第三电容Ci3，以采集所述微机械陀螺仪的振动差分信号中另一信号Vin2的峰值，地线电平与所述参考信号Vref分别接第七开关S3’和第八开关S4’后共同接第四电容Ci4，以采集所述参考信号Vref的峰值，所述第三电容Ci3和所述第四电容Ci4共同接所述差分电路的第二输入端；所述时钟信号CLK控制第一至第八开关SI S4、SI’ S4’的开启和关闭。进一步的，在所述差分电路中:所述第九开关S5与所述第五电容Cfl并联的一端为所述差分电路的第一输入端，另一端为所述差分电路的第一输出端，所述第一输出端输出所述增益差分信号中一信号3a ;所述第十开关S5’与所述第六电容Cf2并联的一端为所述差分电路的第二输入端，另一端为所述差分电路的第二输出端，所述第二输出端输出所述增益差分信号中另一信号3b ;以及第一运算放大器OPAl两输入端分别接所述差分电路的第一输入端和第二输入端，两输出端分别接所述差分电路的第一输出端和第二输出端；所述时钟信号CLK控制所述第九开关S5和第十开关S5’的开启和关闭。图5为图4所示的开关电容电路工作过程的波形图。结合图5和图4，所述第九开关S5和第十开关S5’为峰值检测、采样开关。第一至第八开关SI S4、S1’ S4’实现加法功能，在第九开关S5和第十开关S5’断开时，第一运算放大器OPAl、四个电容Cil Ci4和两个电容Cfl、Cf2构成反馈环路，从而实现增益放大功能。图6为本实用新型一实施例中微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路中幅度控制电路的差分转单端电路的开关电容电路示意图。在较佳的实施例中，所述差分转单端电路204的开关电容电路(SC电路)如图6所示，具体包括两个输入端、一个输出端、四个电容、四个开关以及一个运算放大器。其中，所述差分转单端电路204的第一输入端接所述增益差分信号中一信号3a，所述差分转单端电路204的第一输入端通过第七电容Cs2与第二运算放大器0PA2的一输入端(具体地，负向输入端)连接；所述差分转单端电路的第二输入端接所述增益差分信号中另一信号3b，所述差分转单端电路204的第一输入端通过第八电容Csi与所述第二运算放大器0PA2的另一输入端(具体地，正向输入端)连接；共模电平Vc依次通过第十一开关Sll和第九电容Ch2接于所述第七电容Cs2和所述第二运算放大器0PA2的一输入端之间，共模电平Vc还通过并联的第十二开关S12和第十电容Chl接于所述第八电容Csi和所述第二运算放大器0PA2的另一输入端之间，所述第十电容Chl起保持作用；第十三开关S13 —端接于所述第十一开关Sll和所述第九电容Ch2之间，另一端与所述第二运算放大器0PA2的输出端共同接所述差分转单端电路204的输出端，所述第九电容Ch2起保持作用；第十四开关S14接于所述第七电容Cs2和所述第二运算放大器0PA2 —输入端之间，另一端接所述差分转单端电路204的输出端，所述差分转单端电路204的输出端输出具有带外噪声信号的增益控制信号4a。图7为图 6所示的开关电容电路工作过程的波形图。结合图7和图6，当开关第十一开关S11、第十二开关S12和第十四开关S14导通时，差分转单端电路204采样输入增益差分信号3a、3b。当第十三开关S13导通时，差分转单端电路204可以实现减法功能，将
差分信号转为单端信号输出。所示差分转单端电路204的传递函数为P4a =--Kd，
其中 Chl — Ch2，Cs1-Cs2。图8为本实用新型一实施例中微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路中幅度控制电路的低通滤波器的开关电容电路示意图。在较佳的实施例中，所述低通滤波器205的开关电容电路(SC电路)如图8所不,包括一输入端、一输出端、一个运算放大器、四个开关及两个电容，其中，所述低通滤波器205的输入端依次通过第十五开关S15、第十一电容Ci5及第十六开关S16接第三运算放大器0PA3的一端,第十二电容Cf2的一端接所述第十六开关S16和所述第三运算放大器0PA3的一端之间；第十七开关S17的一端接所述第十一电容Ci5和所述第十六开关S16之间，另一端接所述第三运算放大器0PA3的另一端，共模电平Vc接所述第三运算放大器0PA3的另一端；以及第十八开关S18的一端接所述第十五开关S15和所述第十一电容Ci5之间，另一端接所述低通滤波器205的输出端，所述低通滤波器205的输出端输出增益控制信号4a。图9为图8所示的开关电容电路工作过程的波形图。结合图9和图8，其中，第十一电容Ci5和第十五开关至第十八开关S15、S16、S17、S18分别构成输入和反馈等效电阻，，所
述第十二电容Cf2起滤波作用。则低通滤波器205的-3dB带宽为
权利要求1.一种微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路，其特征在于，包括:频率检测锁相环路，接收并根据所述微机械陀螺仪的振动差分信号，输出时钟信号；幅度控制电路，接收所述微机械陀螺仪的振动差分信号和参考信号，所述幅度控制电路对所述微机械陀螺仪的振动差分信号进行峰值检测，并将峰值检测结果与参考信号进行比较并处理后，输出增益控制信号，其中所述幅度控制电路依次包括峰值检测模块、加法模块、增益电路模块、差分转单端电路及低通滤波器；其中 所述峰值检测模块接收并根据所述微机械陀螺仪的振动差分信号和所述时钟信号，获得并输出峰值差分信号； 所述加法模块接收所述峰值差分信号和参考信号，并将所述峰值差分信号和参考信号进行比较后，获得并输出比较差分信号；以及 所述增益电路模块接收所述比较差分信号和所述时钟信号，输出增益差分信号，所述差分转单端电路接收所述增益差分信号和所述时钟信号，输出具有带外噪声信号的增益控制信号，低通滤波器接收所述具有带外噪声信号的增益控制信号和所述时钟信号，滤除噪声信号后输出增益控制信号；以及 可变增益放大电路，接收所述微机械陀螺仪的振动差分信号和所述增益控制信号，并根据所述增益控制信号输出驱动差分信号至所述微机械陀螺仪，以使所述微机械陀螺仪保持稳定恒幅振荡状态。
2.如权利要求1所述的微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路，其特征在于，所述峰值检测模块、加法模块与增益电路模块组成的开关电容电路包括:两个输入端，两个输出端，由八个开关、四个电容组成的运算电路以及由一个运算放大器、两个电容和两个开关组成的差分电路；所述运算电路用于获得所述振动差分信号的峰值并与所述参考信号进行比较后，获得峰值差分信号和比较差分信号并输出比较差分信号；所述差分电路接收并将所述比较差分信号进行增益处理后，输出增益差分信号。
3.如权利要求2所述的微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路，其特征在于，在所述运算电路中: 所述运算电路的第一输入端接所述微机械陀螺仪的振动差分信号中一信号，且所述第一输入端与共模电平分别接第一开关和第二开关后共同接第一电容，以米集所述微机械陀螺仪的振动差分信号中一信号的峰值，地线电平与所述参考信号分别接第三开关和第四开关后共同接第二电容，以采集所述参考信号的峰值，所述第一电容和所述第二电容共同接所述差分电路的第一输入端；以及 所述运算电路的第二输入端接所述微机械陀螺仪的振动差分信号中另一信号，且所述第二输入端与共模电平分别接第五开关和第六开关后共同接第三电容，以采集所述微机械陀螺仪的振动差分信号中另一信号的峰值，地线电平与所述参考信号分别接第七开关和第八开关后共同接第四电容，以采集所述参考的峰值，所述第三电容和所述第四电容共同接所述差分电路的第二输入端；所述时钟信号控制第一至第八开关的开启和关闭。
4.如权利要求2所述的微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路，其特征在于，所述差分电路包括第九开关、 第十开关、第五电容、第六电容和第一运算放大器，在所述差分电路中: 所述第九开关与所述第五电容并联的一端为所述差分电路的第一输入端，另一端为所述差分电路的第一输出端，所述第一输出端输出所述增益差分信号中一信号； 所述第十开关与所述第六电容并联的一端为所述差分电路的第二输入端，另一端为所述差分电路的第二输出端，所述第二输出端输出所述增益差分信号中另一信号；以及 第一运算放大器两输入端分别接所述差分电路的第一输入端和第二输入端，两输出端分别接所述差分电路的第一输出端和第二输出端；所述时钟信号控制所述第九开关和第十开关的开启和关闭。
5.如权利要求1所述的微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路，其特征在于，所述差分转单端电路的开关电容电路包括两个输入端、一个输出端、四个电容、四个开关以及一个运算放大器，其中: 所述差分转单端电路的第一输入端接所述增益差分信号中一信号，所述差分转单端电路的第一输入端通过第七电容与第二运算放大器一输入端连接；所述差分转单端电路的第二输入端接所述增益差分信号中另一信号，所述差分转单端电路的第一输入端通过第八电容与所述第二运算放大器另一输入端连接； 共模电平通过依次第十一开关和第九电容接于所述第七电容和所述第二运算放大器一输入端之间，共模电平还通过并联的第十二开关和第十电容接于所述第八电容和所述第二运算放大器另一输入端之间； 第十三开关一端接于所述第十一开关和所述第九电容之间，另一端与所述第二运算放大器的输出端共同接所述差分转单端电路的输出端； 第十四开关接于所述第七电容和所述第二运算放大器一输入端之间，另一端接所述差分转单端电路的输出端。
6.如权利要求1所述的微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路，其特征在于，低通滤波器的开关电容电路包括一输入端、一输出端、一个运算放大器、四个开关及两个电容，其中， 所述低通滤波器的输入端依次通过第十五开关、第十一电容及第十六开关接第三运算放大器的一端，第十二电容的一端接所述第十六开关和所述第三运算放大器的一端； 第十七开关的一端接所述第十一电容和所述第十六开关之间，另一端接所述第三运算放大器的另一端，共模电平接所述第三运算放大器的另一端；以及 第十八开关的一端接所述第十五开关和所述第十一电容之间，另一端接所述低通滤波器的输出端。
7.如权利要求1所述的微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路，其特征在于，所述频率检测锁相环路依次包括频率比较器、由鉴频鉴相器、电荷泵、压控振荡器及分频器组成的环路以及相移器；其中 所述频率比较器接收所述微机械陀螺仪的振动差分信号，并输出参考比较信号；在所述鉴频鉴相器、电荷泵、压控振荡器及分频器构成的环路中，所述鉴频鉴相器接收所述参考比较信号和所述分频器输出的分频信号，输出反应频率误差和相位误差的比较差分信号，所述电荷泵经过接收所述比较差分信号，输出调整信号，所述压控振荡器接收所述调整信号输出控制电压信号至所述分频器，所述分频器输出所述分频信号至所述鉴频鉴相器和相移器； 所述相移器接收所述分频信号， 相移90度后输出时钟信号。
专利摘要本实用新型提供一种微机械陀螺仪的闭环驱动自动增益控制电路，频率检测锁相环路、幅度控制电路、可变增益放大电路，其中所述幅度控制电路接收所述微机械陀螺仪的振动差分信号和参考信号，所述幅度控制电路对所述微机械陀螺仪的振动差分信号进行峰值检测，并将峰值检测结果与参考信号进行比较并处理后，输出增益控制信号，从而稳定陀螺仪驱动信号幅度，提高陀螺仪测量精度。
文档编号H03L7/099GK203014748SQ20122065521
公开日2013年6月19日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者郑泉智, 潘华兵, 陈灿锋 申请人:杭州士兰微电子股份有限公司