用于陀螺儀系統(tǒng)中的檢測(cè)電極靜態(tài)電容的自校準(zhǔn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及陀螺儀技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于陀螺儀系統(tǒng)中的檢測(cè)電極靜態(tài)電容的自校準(zhǔn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]陀螺儀系統(tǒng)由表頭和傳感器芯片組成?，F(xiàn)有技術(shù)中的陀螺儀表頭的檢測(cè)電極靜態(tài)電容缺少校準(zhǔn)功能，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自校準(zhǔn)，由此無(wú)法提供平穩(wěn)的輸入共模電平，進(jìn)而降低陀螺儀系統(tǒng)工作的精準(zhǔn)度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0004]為此，本實(shí)用新型的目的在于提出一種用于陀螺儀系統(tǒng)中的檢測(cè)電極靜態(tài)電容的自校準(zhǔn)裝置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)陀螺儀表頭的檢測(cè)電容的自校準(zhǔn)，從而保持平穩(wěn)的輸入共模電平，進(jìn)而可以提高陀螺儀系統(tǒng)工作的精準(zhǔn)度。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型一方面的實(shí)施例提供一種用于陀螺儀系統(tǒng)中的檢測(cè)電極靜態(tài)電容的自校準(zhǔn)裝置，包括:第一至第四開(kāi)關(guān)，所述第一和第三開(kāi)關(guān)分別連接至陀螺儀系統(tǒng)中陀螺儀表頭的檢測(cè)電容的一條支路上，所述第二和第四開(kāi)關(guān)分別連接至陀螺儀表頭的檢測(cè)電容的另一條支路上，其中，在檢測(cè)電容一端的PPM端的脈沖信號(hào)處于上升沿時(shí)，所述第一和第二開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，所述第三和第四開(kāi)關(guān)導(dǎo)通；第五至第七開(kāi)關(guān)，所述第五開(kāi)關(guān)連接至所述第一補(bǔ)償電容陣列，所述第六開(kāi)關(guān)連接至所述第二補(bǔ)償電容陣列，其中，在所述檢測(cè)電容一端的PPM端脈沖信號(hào)處于上升沿時(shí)，所述第五至第七開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，并且所述第五至第七開(kāi)關(guān)具有一個(gè)公共端；第一和第二補(bǔ)償電容陣列，每個(gè)補(bǔ)償電容陣列均包括η路補(bǔ)償電容支路，每個(gè)所述補(bǔ)償電容支路包括開(kāi)關(guān)和與所述開(kāi)關(guān)串聯(lián)的補(bǔ)償電容，通過(guò)控制所述開(kāi)關(guān)的通斷以設(shè)置接入陀螺儀表頭的補(bǔ)償電容的數(shù)量和總電容值，其中，第一補(bǔ)償電容陣列連接于所述第三開(kāi)關(guān)和PPMB端之間，第二補(bǔ)償陣列連接于所述PPMB端和所述第四開(kāi)關(guān)之間，所述PPM端的脈沖信號(hào)與所述PPMB端的脈沖信號(hào)相位相反；輸入共模反饋電路，所述輸入共模反饋電路的輸出端連接至所述第七開(kāi)關(guān)、第一和第二共模反饋輸出電容的一端，所述第一共模反饋輸出電容的另一端連接至所述輸入共模反饋電路的一個(gè)輸入端，所述第二共模反饋輸出電容的另一端連接至所述輸入共模反饋電路的另一個(gè)輸入端；比較器，所述比較器的一個(gè)輸入端連接至所述五至第七開(kāi)關(guān)的公共端以接入基準(zhǔn)電壓信號(hào)，所述比較器的另一個(gè)輸入端連接至所述輸入共模反饋電路的輸出端以接入共模反饋輸出信號(hào)，其中，所述比較器比較所述基準(zhǔn)電壓信號(hào)和所述共模反饋輸出信號(hào)以調(diào)整第一和第二補(bǔ)償電容陣列的電容值等于所述檢測(cè)電容的電容值，完成自校準(zhǔn)。
[0006]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，還包括:差分放大器，所述差分放大器的兩個(gè)輸入端分別與所述輸入共模反饋電路的兩個(gè)輸入端對(duì)應(yīng)相連，所述差分放大器輸出差分電壓信號(hào)。
[0007]在本實(shí)用新型的又一個(gè)實(shí)施例中，還包括:第一和第二反饋電容，所述第一反饋電容的一端連接至所述第一共模反饋輸出電容的一端，所述第二反饋電容的一端連接至所述第二共模反饋輸出電容的一端，所述第一和第二反饋電容的另一端通過(guò)開(kāi)關(guān)相連。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于陀螺儀系統(tǒng)中的檢測(cè)電極靜態(tài)電容的自校準(zhǔn)裝置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)陀螺儀表頭的檢測(cè)電容的自校準(zhǔn)，從而保持平穩(wěn)的輸入共模電平，進(jìn)而可以提高陀螺儀系統(tǒng)工作的精準(zhǔn)度。并且，本實(shí)用新型可以適用于不同表頭的傳感靜態(tài)電容的自校準(zhǔn)，具有較高的通用性。
[0009]本實(shí)用新型附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0010]本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0011]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于陀螺儀系統(tǒng)中的檢測(cè)電極靜態(tài)電容的自校準(zhǔn)裝置的電路圖；
[0012]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的補(bǔ)償電容陣列的電路圖；
[0013]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的脈沖信號(hào)的波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0015]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的用于陀螺儀系統(tǒng)中的檢測(cè)電極靜態(tài)電容的自校準(zhǔn)裝置，包括:第一至第四開(kāi)關(guān)、第一和第二補(bǔ)償電容陣列、第五至第七開(kāi)關(guān)、輸入共模反饋電路OP2和比較器CMP。
[0016]具體地，第一開(kāi)關(guān)Pll的一端連接至陀螺儀表頭的檢測(cè)電容Cdm的一條支路上，另一端接入電壓信號(hào)Vfb。第二開(kāi)關(guān)P12的一端連接至陀螺儀表頭的檢測(cè)電容Cdm的另一條支路上，另一端接入電壓信號(hào)Vfb。第三開(kāi)關(guān)P21的一端連接至陀螺儀表頭的檢測(cè)電容Cdm的一條支路上，另一端連接至補(bǔ)償電容陣列中位于首部的補(bǔ)償電容。第四開(kāi)關(guān)P22的一端連接至陀螺儀表頭的檢測(cè)電容Cdm的另一條支路上，另一端連接至補(bǔ)償電容陣列中位于末部的補(bǔ)償電容。其中，檢測(cè)電容Cdm位于陀螺儀系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)或傳感支路上。
[0017]其中，在檢測(cè)電容一端PPM端加載有脈沖信號(hào)，在脈沖信號(hào)處于上升沿時(shí)，第一和第二開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，第三和第四開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。
[0018]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的補(bǔ)償電容陣列的電路圖。其中，第一和第二補(bǔ)償電容陣列均為N*C0補(bǔ)償電容陣列。如圖2所示，每個(gè)N*C0補(bǔ)償電容陣列包括m路補(bǔ)償電容支路，每路補(bǔ)償電容支路包括開(kāi)關(guān)Di和與開(kāi)關(guān)串聯(lián)的補(bǔ)償電容2~(1-l)*Cu，其中，i=1，2…η。具體來(lái)說(shuō)，第I路補(bǔ)償電容支路包括開(kāi)關(guān)Dl和補(bǔ)償電容CO，以此類推，第η-1路補(bǔ)償電容支路包括開(kāi)關(guān)Dn-1和補(bǔ)償電容2~ (n-2) *C0，第η路補(bǔ)償電容支路包括開(kāi)關(guān)Dn和補(bǔ)償電容2~(n-l)*C0。從圖中可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)Di閉合的時(shí)候，和這個(gè)開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的電容2~ (1-1) *Cu會(huì)起作用，當(dāng)開(kāi)關(guān)Di斷開(kāi)的時(shí)候，和這個(gè)開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的電容2~ (1-1) *Cu不起作用。即，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)的通斷以設(shè)置接入陀螺儀表頭的補(bǔ)償電容的數(shù)量和總電容值。
[0019]第一補(bǔ)償陣列連接于第三開(kāi)關(guān)P21和PPMB端之間，第二補(bǔ)償陣列連接于PPMB端和第四開(kāi)關(guān)P22之間，PPM端的脈沖信號(hào)與PPMB端的脈沖信號(hào)相位相反。
[0020]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二補(bǔ)償陣列均為可調(diào)電容。其中，N為可調(diào)的二進(jìn)制數(shù)，由比較器CMP后續(xù)進(jìn)行調(diào)節(jié)設(shè)置。
[0021]第五至第七開(kāi)關(guān)具有一個(gè)公共端，第五開(kāi)關(guān)P31的另一端連接至第一補(bǔ)償電容陣列，第六開(kāi)關(guān)P32的另一端連接至第二補(bǔ)償電容陣列。其中，在檢測(cè)電容Cdm—端PPM端的脈沖信號(hào)處于上升沿時(shí)，第五至第七開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。
[0022]圖3示出了脈沖信號(hào)及各個(gè)開(kāi)關(guān)處的信號(hào)波形圖。
[0023]如圖3所示，PPM端和PPMB端的脈沖信號(hào)的相位相反。在PPM端脈沖信號(hào)處于上升沿時(shí)刻，第一開(kāi)關(guān)P11、第二開(kāi)關(guān)P12、第五開(kāi)關(guān)P31、第六開(kāi)關(guān)P32、第七開(kāi)關(guān)P33為低電平，處于斷開(kāi)狀態(tài)；第三開(kāi)關(guān)P21和第四開(kāi)關(guān)P22為高電平，處于導(dǎo)通狀態(tài)。
[0024]輸入共模反饋電路OP2的輸出端連接至第七開(kāi)關(guān)P33、第一共模反饋輸出電容Cifbl和第二共模反饋輸出電容Cifb的一端。并且，第一共模反饋輸出電容Cifbl的另一端連接至輸入共模反饋電路OP2的一個(gè)輸入端，第二共模反饋輸出電容Cifb2的另一端連接至輸入共模反饋電路OP2的另一個(gè)輸入端。其中，第一共模反饋輸出電容Cifbl和第二共模反饋輸出電容