技术领域概括地说，本发明涉及电子电路，并且特别涉及MEMS传感器电路。
背景技术：
微机电系统（MEMS）包括小型机械设备，这些小型机械设备执行电气功能和机械功能，这些电气功能和机械功能是使用与用于制造集成电路的技术相似的光刻技术来进行制造。一些MEMS设备是可以检测运动的传感器（例如，加速度计）或检测角速率的传感器（例如，陀螺仪）。陀螺仪已经变得广泛使用，并且多轴陀螺仪MEMS结构可以集成到一个设备中。MEMS陀螺仪传感器的大小和复杂度在某些应用（例如，个人电子设备或移动电子设备）中仍然可以被认为是过度的。进一步地，在用户/手机、汽车和航空航天/防御应用中对三轴加速检测的需求不断增长。因此，对于MEMS陀螺仪而言，希望减小驱动和传感电子设备的大小和复杂度。
技术实现要素：
除了其他方面以外，本申请还讨论了与MEMS传感器配合的设备、系统和方法。一种装置示例包括用于MEMS传感器的驱动信号电路。该驱动信号电路包括：输入端，其配置成接收电压信号，所述电压信号表示由所述MEMS传感器所产生的电荷；相移电路，其电耦合到所述输入端，并且被配置成将输入信号相移大体上90度；以及具有滞后的比较器电路。所述比较器的输入端电耦合到所述相移电路的输出端，并且所述比较器电路的输出端电耦合到所述驱动信号电路的输出端。反馈回路从所述驱动信号电路的输出端延伸到所述相移电路的输入端，并且，所述反馈回路被配置成在所述驱动信号电路的输出端处产生自振荡信号。由所述驱动信号电路所产生的输出信号被施加到所述MEMS传感器的驱动输入端。这部分旨在提供对本专利申请的主题的概述。这部分并非旨在提供本发明的排他性的或详尽的说明。本文包括了详细的描述，以提供关于本专利申请的进一步信息。附图说明在附图中（这些附图不一定是按照比例绘制的），相同的数字能够描述不同视图中的类似部件。具有不同字母后缀的相同数字能够表示类似部件的不同示例。附图通过示例而非限制的方式概括地示例了本申请中讨论的各个实施例。图1是包括MEMS传感器和IC的电子系统的一示例的一部分的方框图。图2是一种产生用于MEMS传感器的驱动信号的方法的流程图。图3是驱动信号电路的一示例的一部分的电路图。图4是驱动信号电路的另一示例的一部分的电路图。图5是驱动信号电路的又一示例的一部分的电路图。图6是驱动信号电路的再一示例的一部分的电路图。图7是驱动信号电路的还一示例的一部分的电路图。图8是一种形成用于MEMS传感器的驱动信号电路的方法的一示例的流程图。具体实施方式图1是包括MEMS传感器105和IC110的电子系统的一示例的一部分的方框图。传感器可以包括MEMS陀螺仪，例如，振动陀螺仪。振动陀螺仪可以包括悬浮在衬底上方的试验块（proofmass）。试验块在驱动方向以及在垂直于驱动方向的感应方向上机械地振荡。试验块受外部驱动源驱使而在驱动方向上处于共振状态。当陀螺仪遭受角转动时，在感应方式上产生科里奥利力（Coriolisforce），科里奥利力是使用感应电容器来进行检测的。在该图中，电容器gdp和gdn表示至MEMS传感器105的驱动输入端，并且电容器gp和gn表示MEMS传感器105的感测信号输出端。包括配置或设计成将MEMS传感器105的机械振荡保持到目标机械振荡的电路。这些电路包括电荷-电压转换器电路115（C2V）和传感器驱动放大器电路120。C2V将由MEMS传感器的机械振荡所产生的电荷转换成电压。传感器驱动放大器电路120提供静电力到传感器，以导致机械振荡。IC110还包括自动增益控制（AGC）电路125和驱动信号电路130。AGC电路125调节静电力，以将机械振荡保持到目标值。驱动信号电路130向传感器驱动放大器电路120提供参考驱动信号。该参考驱动信号可以是基于由MEMS传感器105所感应出的信号的。因为由MEMS传感器所进行的感测与MEMS传感器的驱动是90度异相的，因此所感测的信号偏移大致90度，以产生参考驱动信号。然而，当电子系统首次启动或上电时，并不存在可用于MEMS传感器105的驱动信号，并且因此不存在来自MEMS传感器105的感测信号以创建参考驱动信号。为了创建初始参考驱动信号，驱动信号电路130在上电时产生一个振荡信号。因此，即使当来自MEMS传感器105的感测信号是不存在的时候，驱动信号也可以被提供到传感器驱动放大器电路120。该振荡信号在MEMS传感器105中引起机械振荡，机械振荡继而产生电荷并且在C2V电路的输出端处产生感测信号。初始驱动信号可以包括多个谐波频率。当所产生的感测信号达到阈值幅度时，参考驱动信号被锁定到所产生的感测信号的频率。由于MEMS传感器105的机械共振，由MEMS传感器所产生的感测信号是高Q信号，并且使用该信号来产生高Q参考驱动信号。图2是一种产生用于MEMS传感器（例如，MEMS回转仪或陀螺仪）的驱动信号的方法200的流程图。在方框205处，振荡信号是由驱动信号电路在驱动信号电路的输出端处自产生的。振荡信号被施加到MEMS传感器的驱动输入端。在方框210处，响应于将振荡信号施加到MEMS传感器的驱动输入端，表示由MEMS传感器所产生的电荷的电压信号在驱动信号电路的输入端处被接收。在方框215处，所接收到的电压信号的相位被偏移大体上90度，并且经相移的信号被用于产生驱动信号，而不是使用自产生的信号。在方框220处，所产生的驱动信号被施加到MEMS传感器的驱动输入端。图3是驱动信号电路的一示例的一部分的电路图。驱动信号电路为MEMS传感器提供参考驱动信号。驱动信号电路包括输入端335，输入端335接收表示由MEMS传感器所产生的电荷的电压信号。在一些示例中，电压信号是从电荷-电压转换器电路接收的。电压信号电路还包括相移电路340和比较器电路345。相移电路340可以被电耦合到输入端335。相移电路340将输入信号的相位偏移大体上90度（90°）。在一些示例中，相移电路340包括积分器电路。比较器电路345具有滞后。当输入大于第一阈值时，比较器电路345的输出从低转换到高，并且当输入小于与第一阈值不同的第二阈值时，输出从高转换到低。比较器电路345的输入端可以电耦合到相移电路340的输出端，并且比较器电路345的输出端可以电耦合到驱动信号电路的输出端350。驱动信号电路包括反馈回路，该反馈回路从驱动信号电路延的输出端伸到相移电路340的输入端。如果相移电路340包括积分器电路，则反馈回路可以从比较器电路345的输出端电耦合到积分器电路的放大器电路355的输入端。正如图3的示例中所示的，反馈回路可以包括：第一跨导放大器电路360（有时称为运算跨导放大器或OTA），其具有电耦合到比较器电路350的输出端的输入端；以及第二跨导放大器电路365，其具有电耦合到第一跨导放大器电路360的输出端的输入端和电耦合到相移电路340的输入端的输出端。反馈回路可以包括电容器370（C1），电容器370耦合到第一跨导放大器电路360的输出端和电路接地。反馈回路的配置在驱动信号电路的输出端350处自产生振动信号或自振荡信号。迟滞比较器电路将回路中（积分器的输出端处）的振荡的幅度保持最小，并且控制自振荡频率的范围。比较器的二进制输出通过第一跨导放大器电路360对电容器370进行充电/放电。由50%占空比引起的自振荡信号中的误差被存储在电容器370上，并且通过第二跨导放大器电路365反馈到相移电路340。该反馈布置对输入信号偏移、放大器偏移和比较器偏移进行校正，以提供大体上50%占空比的输出信号。由驱动信号电路所产生的输出信号被施加到MEMS传感器的驱动输入端。作为参考驱动信号而提供的输出信号可以是驱动电路输出端350（输出端）处的信号或相移电路340的输出端（输出端-正弦波）处的信号。对于图1中所示的示例，驱动信号电路的自振荡信号是由AGC电路125在上电时选择作为用于驱动放大器电路120的参考驱动信号。该自产生的振荡信号是在驱动信号电路中标记有输出端的电路结点处可得到的。当所感测的信号的幅度是足够的（例如，满足预定的信号阈值幅度）时，AGC电路125能够将由从输出端处可得到的信号而来的参考驱动信号切换到输出端-正弦波处可得到的信号来当作参考驱动信号。这是因为在达到幅度阈值之后，输出端-正弦波为MEMS传感器提供了谐波较纯（例如，较高的Q）的参考驱动信号。由于较少的谐波频率，高Q信号使MEMS传感器中的驱动和机械共振得到了改善。输出端-正弦波处的高Q信号提供了准确的90度相移和大体上50%的占空比。如果相移电路340包括积分器电路，则反馈布置为正向通路积分器提供稳定的操作点。稳定的操作点避免了失控问题（run-awayproblem），失控问题可以由对较小的偏置进行积分而导致。此外，使用对于直流（DC）信号具有可控的信号增益的放大器电路355使自振荡信号随温度的频移最小化。反馈通路应当被设计成提供足够大的DC电流，以对输入信号偏移进行补偿，但是应当具有非常低的交流（AC）增益，以不妨碍由正向通路积分器所提供的90度相移。反馈回路的设计可以要求对于第二跨导放大器电路而言是难以实现的跨导gm值。较小的gm值可以是在将第二跨导放大器的输出电流反馈到相移电路之前通过对输出电流进行分流来避免的。图4是驱动信号电路的另一示例的一部分的电路图，该驱动信号电路具有包括第一跨导放大器电路460和第二跨导放大器电路465的反馈回路。驱动信号电路包括分流器电路475，分流器电路475电耦合到第二跨导放大器电路465的输出端，以对第二跨导放大器电路465的输出电流进行分流。图5是驱动信号电路的又一示例的一部分的电路图，该驱动信号电路具有包括第一跨导放大器电路560和第二跨导放大器电路565的反馈回路。驱动信号电路包括电阻分压器575，电阻分压器575电耦合到第二跨导放大器电路565的输出端和相移电路540的输入端，以对第二跨导放大器电路565的输出电流进行分流。前馈积分器电路的放大器应当具有低增益，以在较大输入信号操作期间提供良好的相位裕度。一种可替代的方法是使用高增益放大器，但是改变反馈回路的配置。图6是驱动信号电路的另一示例的一部分的电路图，该驱动信号电路具有包括第一跨导放大器电路660和第二跨导放大器电路665的反馈回路。第二跨导放大器电路665具有电耦合到第一跨导放大器电路的输出端的输入端，并且具有电耦合到积分器放大器电路的输入端的输出端。反馈回路还包括耦合到第一跨导放大器电路660的输出端的电阻器680以及耦合到电阻器680和电路接地的电容器670。该补偿电阻器R1增加了一个零点至反馈传递函数。这增加了相位超前，以对高幅度输入信号的相位裕度进行改善。为了在反馈中提供有效的零点，补偿电阻器的值可能对于IC上的实现而言是太大的。图7是驱动信号电路的还一示例的一部分的电路图，该驱动信号电路具有包括第三跨导放大器电路785的反馈回路。第三跨导放大器电路785的输入端电耦合到比较器电路745的输出端和积分器放大器电路的输入端，以形成第二并联的反馈回路。这种增加的跨导级消除了对大补偿电阻器的需要，并且可以提供有效的零点，以提供相位超前并且对高幅度输入信号的相位裕度进行改善。图8是一种形成用于MEMS传感器的驱动信号电路的方法800的一示例的流程图。在方框805处，驱动信号电路的输入端电耦合到积分器电路的输入端。积分器电路可以具有如本文中的示例所示出的电路拓扑结构。在方框810处，积分器电路的输出端电耦合到具有滞后的比较器电路。在方框815处，当电路功率被施加到驱动信号电路时，驱动信号电路中的反馈回路被形成为在驱动信号电路的输出端处产生自振荡信号。反馈回路从比较器电路的输出端延伸到积分器电路的放大器（例如，运算放大器或opamp）的输入端。积分器电路将在输入端处所接收到的输入信号的相位角偏移大体上90度。所接收到的输入信号是响应于将自振荡信号施加到MEMS传感器的驱动输入端而产生的。驱动信号电路可以电耦合到电容-电压转换器电路，并且输入信号可以是响应于将自振荡信号施加到MEMS传感器而从由MEMS传感器产生的电荷而转换的电压信号。驱动信号电路提供了可靠的自启动来提供驱动振荡信号，并且还可靠地提供了50%的占空比。驱动信号电路进一步提供了准确的90°相移，准确的90°相移避免了与微分器移相器相关联的噪音。额外的说明和示例。示例1可以包括主题（例如，一种装置），该主题包括用于微机电系统（MEMS）传感器的驱动信号电路。该驱动信号电路包括：输入端，其被配置成接收电压信号，所述电压信号表示由所述MEMS传感器所产生的电荷；相移电路，其电耦合到所述输入端，并且被配置成将输入信号相移大体上90度；具有滞后的比较器电路；以及反馈回路，其从所述驱动信号电路的输出端延伸到所述相移电路的输入端。所述比较器的输入端可以电耦合到所述相移电路的输出端，并且所述比较器电路的输出端电耦合到所述驱动信号电路的输出端。所述反馈回路可以被配置成在所述驱动信号电路的输出端处产生自振荡信号，并且由所述驱动信号电路所产生的输出信号被施加到所述MEMS传感器的驱动输入端。示例2可以包括或者可以选择性地与示例1的主题相结合以选择性地包括：第一跨导放大器电路，其具有电耦合到所述比较器电路的输出端的输入端；第二跨导放大器电路，其具有电耦合到所述第一跨导放大器电路的输出端的输入端，和电耦合到所述相移电路的输入端的输出端；以及电容器，其耦合到所述第一跨导放大器电路的输出端和电路接地。示例3可以包括或者可以选择性地与示例1和示例2中的一个或任意组合的主题相结合以选择性地包括：分流器电路，其电耦合到所述第二跨导放大器电路的输出端。示例4可以包括或者可以选择性地与示例1-3中的一个或任意组合的主题相结合以选择性地包括：电阻分压器电路，其电耦合到所述第二跨导放大器电路的输出端和所述相移电路的输入端，其中，所述电阻分压器被配置成对所述第二跨导放大器电路的输出电流进行分流。示例5可以包括或者可以选择性地与示例1-4中的一个或任意组合的主题相结合以选择性地包括：相移电路，其包括积分器电路，所述积分器电路包括放大器电路；以及反馈回路，其从所述比较器电路的输出端选择性地电耦合到所述积分器放大器电路的输入端。示例6可以包括或者可以选择性地与示例5中的主题相结合以选择性地包括：积分器放大器电路，其为直流（DC）信号提供受控的信号增益。示例7可以包括或者可以选择性地与示例5和示例6中的一个或任意组合的主题相结合以选择性地包括第三跨导放大器电路，并且，所述第三跨导放大器电路的输入端电耦合到所述比较器电路的输出端和所述积分器放大器电路的输入端，以形成第二反馈回路。示例8可以包括或者可以选择性地与示例5-7中的一个或任意组合的主题相结合以选择性地包括：反馈回路，其包括：第一跨导放大器电路，其具有电耦合到所述比较器电路的输出端的输入端；第二跨导放大器电路，其具有电耦合到所述第一跨导放大器电路的输出端的输入端，并且具有电耦合到所述积分器放大器电路的输入端的输出端；电阻器，其耦合到所述第一跨导放大器电路的输出端；以及电容器，其耦合到所述电阻器和电路接地。示例9可以包括或者可以选择性地与示例1-8中的一个或任意组合的主题相结合以选择性地包括MEMS传感器，其中，所述MEMS传感器包括MEMS陀螺仪。示例10可以包括或者可以选择性地与示例1-9中的一个或任意组合的主题相结合以选择性地包括主题（例如，一种方法，一种用于执行动作的装置，或者包括指令的机器可读介质，当被机器执行时，指令可以导致机器执行动作），该主题包括：在驱动信号电路的输出端处自产生振荡信号，并且将所述振荡信号施加到所述MEMS传感器的驱动输入端；响应于将所述振荡信号施加到所述MEMS传感器的驱动输入端，在所述驱动信号电路的输入端处接收电压信号，所述电压信号表示由所述MEMS传感器所产生的电荷；将所接收到的电压信号的相位偏移大体上90度，并且使用所述经相移的信号来产生所述驱动信号；以及将所产生的驱动信号施加到所述MEMS传感器的驱动输入端。示例11可以包括或者可以选择性地与示例10中的主题相结合以选择性地包括：使用积分器电路来对所接收到的电压信号进行积分。示例12可以包括或者可以选择性地与示例11中的主题相结合以选择性地包括：将经积分的所接收到的电压信号施加到具有滞后的比较器电路，并且将所述比较器电路的输出反馈到所述积分器电路的放大器的输入，以形成反馈回路。示例13可以包括或者可以选择性地与示例12中的主题相结合以选择性地包括：使用所述比较器电路的输出，通过第一跨导放大器电路对电容器进行充电；以及将所述电容器的电荷通过第二跨导放大器电路施加到所述积分器电路的所述放大器的输入端。示例14可以包括或者可以选择性地与示例13中的一个或任意组合的主题相结合以选择性地包括：对所述第二跨导放大器电路的输出电流进行分流，以减小所述第二跨导放大器电路的跨导。示例15可以包括或者可以选择性地与示例13和示例14中的一个或任意组合的主题相结合以选择性地包括：将所述比较器电路的输出端电耦合到第三跨导放大器电路的输入端，并且将所述第三跨导放大器电路的输出端电耦合到所述积分器电路的所述放大器电路的输入端，以形成第二反馈回路。示例16可以包括或者可以选择性地与示例13-15中的一个或任意组合的主题相结合以选择性地包括：通过所述第三跨导放大器和电阻器对所述电容器进行充电。示例17可以包括或者可以选择性地与示例11-16中的一个或任意组合的主题相结合以选择性地包括：将所产生的驱动信号施加到MEMS陀螺仪传感器的驱动输入端。示例18可以包括或者可以选择性地与示例1-17中的一个或任意组合的主题相结合以选择性地包括主题（例如，一种方法，一种用于执行动作的装置，或者包括指令的机器可读介质，当被机器执行时，指令可以导致机器执行动作），该主题包括：将所述驱动信号电路的输入端电耦合到积分器电路；将所述积分器电路的输出端电耦合到具有滞后的比较器电路；以及在所述驱动电路中形成反馈回路，以在电路功率被施加到所述驱动信号电路时，在所述驱动信号电路的输出端处产生自振荡信号，其中，所述反馈回路从所述比较器电路的输出端延伸到所述积分器电路的放大器的输入端。所述积分器电路将在所述驱动信号电路的输入端处所接收到的输入信号的相位角偏移大体上90度，并且所述输入信号是响应于将所述自振荡信号施加到所述MEMS传感器的驱动输入端而产生的。示例19可以包括或者可以选择性地与示例18中的主题相结合以选择性地包括：将所述比较器电路的输出端通过第一跨导放大器电路电耦合到电容器，并且使用第二跨导放大器来将所述电容器电耦合到所述相移电路。示例20可以包括或者可以选择性地与示例19中的主题相结合以选择性地包括：将分流器电路电耦合到所述第二跨导放大器的输出端。示例21可以包括或者可以选择性地与示例18-20中的一个或任意组合的主题相结合以选择性地包括：在所述输入端处将电阻分压器电路电耦合到所述积分器电路。示例22可以包括或者可以选择性地与示例18-21中的一个或任意组合的主题相结合以选择性地包括：放大器电路，其具有针对DC信号的受控信号增益。示例23可以包括或者可以选择性地与示例18-22中的一个或任意组合的主题相结合以选择性地包括：将所述比较器电路的输出端电耦合到第三跨导放大器电路的输入端，并且将所述第三跨导放大器电路的输出端电耦合到所述积分器电路的所述放大器电路的输入端，以形成第二反馈回路。示例24可以包括或者可以选择性地与示例18-23中的一个或任意组合的主题相结合以选择性地包括：响应于将所述自振荡信号施加到MEMS陀螺仪的驱动输入端而产生输入信号。示例25可以包括或者可以选择性地与示例1-24中的一个或任意组合的主题相结合以选择性地包括主题，该主题可以包括：用于执行示例1-24的功能中的一个或多个功能的装置；或者包括指令的机器可读介质，当被机器执行时，指令导致机器执行示例1-24的功能中的一个或多个功能。上述详细说明书参照了附图，附图也是所述详细说明书的一部分。附图以图解的方式显示了可应用本发明的具体实施例。这些实施例在本发明中被称作“示例”。本发明所涉及的所有出版物、专利及专利文件全部作为本发明的参考内容，尽管它们是分别加以参考的。如果本发明与参考文件之间存在用途差异，则将参考文件的用途视作对本发明的用途的补充；若两者之间存在不可调和的差异，则以本发明的用途为准。在本文中，与专利文件通常使用的一样，术语“一”或“某一”表示包括一个或多个，但其他情况或在使用“至少一个”或“一个或多个”时应除外。在本文中，除非另外指明，否则使用术语“或”指无排他性的或者，使得“A或B”包括：“A但不是B”、“B但不是A”以及“A和B”。在所附权利要求中，术语“包含”和“在其中”等同于各个术语“包括”和“其中”的通俗英语。同样，在本文中，术语“包含”和“包括”是开放性的，即，系统、设备、物品或步骤包括除了权利要求中这种术语之后所列出的那些部件以外的部件的，依然视为落在该条权利要求的范围之内。而且，在下面的权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅仅用作标签，并非对对象有数量要求。上述说明书的作用在于解说而非限制。在其他示例中，上述示例（或示例的一个或多个方面）可结合使用。可以在理解上述说明书的基础上，利用现有技术的某种常规技术来执行其他实施例。遵照37C.F.R.§1.72（b）的规定提供摘要，允许读者快速确定本技术公开的性质。提交本摘要时要理解的是该摘要不用于解释或限制权利要求的范围或意义。同样，在上面的具体实施方式中，各种特征可归类成将本公开合理化。这不应理解成未要求的公开特征对任何权利要求必不可少。相反，本发明的主题可在于的特征少于特定公开的实施例的所有特征。因此，下面的权利要求据此并入具体实施方式中，每个权利要求均作为一个单独的实施例。应参看所附的权利要求，以及这些权利要求所享有的等同物的所有范围，来确定本申请的范围。