用于陀螺仪系统中的检测电极静态电容的自校准装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及陀螺仪技术领域，特别涉及一种用于陀螺仪系统中的检测电极静态电容的自校准装置。
【背景技术】
[0002]陀螺仪系统由表头和传感器芯片组成。现有技术中的陀螺仪表头的检测电极静态电容缺少校准功能，无法实现自校准，由此无法提供平稳的输入共模电平，进而降低陀螺仪系统工作的精准度。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
[0004]为此，本实用新型的目的在于提出一种用于陀螺仪系统中的检测电极静态电容的自校准装置，可以实现对陀螺仪表头的检测电容的自校准，从而保持平稳的输入共模电平，进而可以提高陀螺仪系统工作的精准度。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型一方面的实施例提供一种用于陀螺仪系统中的检测电极静态电容的自校准装置，包括:第一至第四开关，所述第一和第三开关分别连接至陀螺仪系统中陀螺仪表头的检测电容的一条支路上，所述第二和第四开关分别连接至陀螺仪表头的检测电容的另一条支路上，其中，在检测电容一端的PPM端的脉冲信号处于上升沿时，所述第一和第二开关断开，所述第三和第四开关导通；第五至第七开关，所述第五开关连接至所述第一补偿电容阵列，所述第六开关连接至所述第二补偿电容阵列，其中，在所述检测电容一端的PPM端脉冲信号处于上升沿时，所述第五至第七开关断开，并且所述第五至第七开关具有一个公共端；第一和第二补偿电容阵列，每个补偿电容阵列均包括η路补偿电容支路，每个所述补偿电容支路包括开关和与所述开关串联的补偿电容，通过控制所述开关的通断以设置接入陀螺仪表头的补偿电容的数量和总电容值，其中，第一补偿电容阵列连接于所述第三开关和PPMB端之间，第二补偿阵列连接于所述PPMB端和所述第四开关之间，所述PPM端的脉冲信号与所述PPMB端的脉冲信号相位相反；输入共模反馈电路，所述输入共模反馈电路的输出端连接至所述第七开关、第一和第二共模反馈输出电容的一端，所述第一共模反馈输出电容的另一端连接至所述输入共模反馈电路的一个输入端，所述第二共模反馈输出电容的另一端连接至所述输入共模反馈电路的另一个输入端；比较器，所述比较器的一个输入端连接至所述五至第七开关的公共端以接入基准电压信号，所述比较器的另一个输入端连接至所述输入共模反馈电路的输出端以接入共模反馈输出信号，其中，所述比较器比较所述基准电压信号和所述共模反馈输出信号以调整第一和第二补偿电容阵列的电容值等于所述检测电容的电容值，完成自校准。
[0006]在本实用新型的一个实施例中，还包括:差分放大器，所述差分放大器的两个输入端分别与所述输入共模反馈电路的两个输入端对应相连，所述差分放大器输出差分电压信号。
[0007]在本实用新型的又一个实施例中，还包括:第一和第二反馈电容，所述第一反馈电容的一端连接至所述第一共模反馈输出电容的一端，所述第二反馈电容的一端连接至所述第二共模反馈输出电容的一端，所述第一和第二反馈电容的另一端通过开关相连。
[0008]根据本实用新型实施例的用于陀螺仪系统中的检测电极静态电容的自校准装置，可以实现对陀螺仪表头的检测电容的自校准，从而保持平稳的输入共模电平，进而可以提高陀螺仪系统工作的精准度。并且，本实用新型可以适用于不同表头的传感静态电容的自校准，具有较高的通用性。
[0009]本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0010]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0011]图1为根据本实用新型实施例的用于陀螺仪系统中的检测电极静态电容的自校准装置的电路图；
[0012]图2为根据本实用新型实施例的补偿电容阵列的电路图；
[0013]图3为根据本实用新型实施例的脉冲信号的波形图。
【具体实施方式】
[0014]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0015]如图1所示，本实用新型实施例的用于陀螺仪系统中的检测电极静态电容的自校准装置，包括:第一至第四开关、第一和第二补偿电容阵列、第五至第七开关、输入共模反馈电路OP2和比较器CMP。
[0016]具体地，第一开关Pll的一端连接至陀螺仪表头的检测电容Cdm的一条支路上，另一端接入电压信号Vfb。第二开关P12的一端连接至陀螺仪表头的检测电容Cdm的另一条支路上，另一端接入电压信号Vfb。第三开关P21的一端连接至陀螺仪表头的检测电容Cdm的一条支路上，另一端连接至补偿电容阵列中位于首部的补偿电容。第四开关P22的一端连接至陀螺仪表头的检测电容Cdm的另一条支路上，另一端连接至补偿电容阵列中位于末部的补偿电容。其中，检测电容Cdm位于陀螺仪系统的驱动或传感支路上。
[0017]其中，在检测电容一端PPM端加载有脉冲信号，在脉冲信号处于上升沿时，第一和第二开关断开，第三和第四开关导通。
[0018]图2为根据本实用新型实施例的补偿电容阵列的电路图。其中，第一和第二补偿电容阵列均为N*C0补偿电容阵列。如图2所示，每个N*C0补偿电容阵列包括m路补偿电容支路，每路补偿电容支路包括开关Di和与开关串联的补偿电容2~(1-l)*Cu，其中，i=1，2…η。具体来说，第I路补偿电容支路包括开关Dl和补偿电容CO，以此类推，第η-1路补偿电容支路包括开关Dn-1和补偿电容2~ (n-2) *C0，第η路补偿电容支路包括开关Dn和补偿电容2~(n-l)*C0。从图中可知，当开关Di闭合的时候，和这个开关对应的电容2~ (1-1) *Cu会起作用，当开关Di断开的时候，和这个开关对应的电容2~ (1-1) *Cu不起作用。即，通过控制开关的通断以设置接入陀螺仪表头的补偿电容的数量和总电容值。
[0019]第一补偿阵列连接于第三开关P21和PPMB端之间，第二补偿阵列连接于PPMB端和第四开关P22之间，PPM端的脉冲信号与PPMB端的脉冲信号相位相反。
[0020]在本实用新型的一个实施例中，第一和第二补偿阵列均为可调电容。其中，N为可调的二进制数，由比较器CMP后续进行调节设置。
[0021]第五至第七开关具有一个公共端，第五开关P31的另一端连接至第一补偿电容阵列，第六开关P32的另一端连接至第二补偿电容阵列。其中，在检测电容Cdm—端PPM端的脉冲信号处于上升沿时，第五至第七开关断开。
[0022]图3示出了脉冲信号及各个开关处的信号波形图。
[0023]如图3所示，PPM端和PPMB端的脉冲信号的相位相反。在PPM端脉冲信号处于上升沿时刻，第一开关P11、第二开关P12、第五开关P31、第六开关P32、第七开关P33为低电平，处于断开状态；第三开关P21和第四开关P22为高电平，处于导通状态。
[0024]输入共模反馈电路OP2的输出端连接至第七开关P33、第一共模反馈输出电容Cifbl和第二共模反馈输出电容Cifb的一端。并且，第一共模反馈输出电容Cifbl的另一端连接至输入共模反馈电路OP2的一个输入端，第二共模反馈输出电容Cifb2的另一端连接至输入共模反馈电路OP2的另一个输入端。其中，第一共模反馈输出电容Cifbl和第二共模反馈输出电容