【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于微機電子機械系統，具體涉及mems諧振器突發模式驅動電路。
技術介紹
1、微機電子機械系統(micro?electro-mechanical?system，mems)諧振器利用如懸臂梁、微機械振蕩器等微機械結構在外加電場或機械力的作用下發生諧振振動，具有小尺寸、高品質因數值、高集成度等、高穩定性等優點。隨著諸如智能手機、人體可穿戴設備、平板電腦、無人機等電池驅動的可移動設備的普及，對高效、低功耗mems諧振器的需求越來越迫切。
2、一種常用的方法是通過驅動電路控制mems諧振器周期性地關斷和開啟來降低驅動電路的功耗，但在實際應用中，由于mems諧振器的品質因數通常很高需要很長的時間才能完成能量的重新注入，mems諧振器的啟動時間也很長。另外，在重新啟動過程中，外部環境變化或者芯片自身發熱也會導致諧振器的溫度變化，而溫度的變化又導致了諧振器的諧振頻率發生偏移，驅動增益也隨之下降，進一步地增加了啟動時間，這極大限制了該技術方案在無線通信設備、物聯網設備等需要快速響應的系統中的應用。
技術實現思路
1、為了解決現有技術中存在的上述問題，本專利技術提供了一種mems諧振器突發模式驅動電路。本專利技術要解決的技術問題通過以下技術方案實現：
2、本專利技術提供了一種mems諧振器突發模式驅動電路，包括：c/v轉換電路，輸入mems諧振器的諧振位移信號，用于獲取諧振位移信號中的幅值信息，得到第一參考信號并輸出；幅值自動增益控制電路，輸入第一參考信號，用于提取
3、在本專利技術的一個實施例中，突發模式驅動控制電路包括：依次連接的互補無源微分器、動態窗口比較器、占空比尋優電路和占空比選擇器；互補無源微分器輸入幅值誤差控制信號；動態窗口比較器分別輸入第一外部閾值信號與第二外部閾值信號，第一外部閾值信號與第二外部閾值信號的差值的絕對值為穩態閾值；互補無源微分器用于判斷幅值誤差控制信號偏離穩態的程度，動態窗口比較器用于比較幅值誤差控制信號偏離穩態的程度和穩態閾值，得到字信號作為判斷結果；占空比尋優電路，用于根據字信號得到占空比選擇字信號；占空比選擇器，用于根據占空比選擇字信號得到功耗門控信號并調整其占空比。
4、在本專利技術的一個實施例中，互補無源微分器包括：開關s31、開關s41、微分電容cd1、開關s42、開關s32、開關s51、開關s43、開關s33、微分電容cd2、開關s31、開關s34、開關s44和開關s52；開關s31與開關s41的第一端相連接，開關s31輸入第三外部開關信號，開關s41輸入第四外部開關信號，開關s31和開關s41的第二端均連接微分電容cd1的第一極板，微分電容cd1的第二極板連接開關s42和開關s32的第一端，開關s42的第二端連接開關s51的第一端，開關s32的第二端連接電源電壓端，開關s42輸入第四外部開關信號，開關s32輸入第三外部開關信號，開關s51輸入第五外部開關信號；開關s43的第一端連接開關s41的第一端，并輸入幅值誤差控制信號；開關s43與開關s33的第一端相連接，開關s43輸入第四外部開關信號，開關s33輸入第三外部開關信號，開關s43和開關s33的第二端均連接微分電容cd2的第一極板，微分電容cd2的第二極板連接開關s34和開關s44的第一端，開關s34的第二端連接開關s52的第一端，開關s44的第二端連接電源電壓端，開關s52的第二端連接開關s51的第二端，開關s34輸入第三外部開關信號，開關s44輸入第四外部開關信號，開關s52輸入第五外部開關信號；其中，第三外部開關信號、第四外部開關信號和第五外部開關信號均通過外部邏輯電路根據功耗門控信號得到。
5、在本專利技術的一個實施例中，動態窗口比較器包括：動態比較器co1、動態比較器co2和或門or1，動態比較器co1和動態比較器co2的反相輸入端分別連接開關s51和開關s52的第二端，動態比較器co1的正相輸入端輸入第一外部閾值信號，動態比較器co2的正相輸入端輸入第二外部閾值信號，動態比較器co1和動態比較器co2的控制端均輸入功耗門控信號，動態比較器co1和動態比較器co2的輸出端均連接或門or1的輸入端，或門or1的輸出端輸出字信號。
6、在本專利技術的一個實施例中，突發模式鎖相環包括：依次連接的鑒頻鑒相器、突發模式選擇電路、電荷泵、環路濾波器、壓控振蕩器和移相器，鑒頻鑒相器的第一輸入端輸入第一參考信號，鑒頻鑒相器的第二輸入端連接壓控振蕩器的輸出端，突發模式選擇電路輸入功耗門控信號，移相器的輸出端輸出第二參考信號。
7、在本專利技術的一個實施例中，幅值自動增益控制電路包括：依次連接的幅值提取電路、誤差反饋放大器、低功耗跟隨保持電路和驅動緩沖電路，幅值提取電路，輸入第一參考信號，用于提取第一參考信號中的幅值信息；誤差反饋放大器，用于根據幅值信息得到誤差信號；低功耗跟隨保持電路，用于對誤差信號進行采樣保持，得到幅值誤差控制信號；驅動緩沖電路，分別輸入第二參考信號和幅值誤差控制信號，用于根據幅值誤差控制信號和第二參考信號得到差分驅動信號。
8、在本專利技術的一個實施例中，c/v電路可控電源包括：電源i1和開關s1，電源i1的第一端連接電源電壓端，第二端連接開關s1的第一端，開關s1輸入功耗門控信號，開關s1的第二端連接c/v轉換電路；agc電路可控電源包括：電源i2和開關s2，電源i2的第一端連接電源電壓端vdd，第二端連接開關s2的第一端，開關s2輸入功耗門控信號，開關s2的第二端連接幅值自動增益控制電路。
9、在本專利技術的一個實施例中，mems諧振器突發模式驅動電路包括若干個工作模式，工作模式至少包括：突發驅動模式和普通測量模式；突發模式鎖相環及驅動控制電路還輸入驅動模式控制字信號，并根據驅動模式控制字信號切換工作模式；mems諧振器突發模式驅動電路為突發驅動模式時，功耗門控信號為周期性脈沖信號，c/v轉換電路和agc電路可控電源周期性的開啟與關斷；mems諧振器突發模式驅動電路為普通測量模式時，功耗門控信號為恒定電位的信號，c/v轉換電路和agc電路可控電源持續開啟。
10、在本本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種MEMS諧振器突發模式驅動電路，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的MEMS諧振器突發模式驅動電路，其特征在于，所述突發模式驅動控制電路(10)包括：依次連接的互補無源微分器(11)、動態窗口比較器(12)、占空比尋優電路(13)和占空比選擇器(14)；
3.根據權利要求2所述的MEMS諧振器突發模式驅動電路，其特征在于，所述互補無源微分器(11)包括：開關S31、開關S41、微分電容CD1、開關S42、開關S32、開關S51、開關S43、開關S33、微分電容CD2、開關S31、開關S34、開關S44和開關S52；
4.根據權利要求3所述的MEMS諧振器突發模式驅動電路，其特征在于，所述動態窗口比較器(12)包括：動態比較器CO1、動態比較器CO2和或門OR1，所述動態比較器CO1和所述動態比較器CO2的反相輸入端分別連接所述開關S51和所述開關S52的第二端，所述動態比較器CO1的正相輸入端輸入第一外部閾值信號，所述動態比較器CO2的正相輸入端輸入第二外部閾值信號，所述動態比較器CO1和所述動態比較器CO2的控制端均輸入功耗門
5.根據權利要求1所述的MEMS諧振器突發模式驅動電路，其特征在于，所述突發模式鎖相環(20)包括：依次連接的鑒頻鑒相器(21)、突發模式選擇電路(22)、電荷泵(23)、環路濾波器(24)、壓控振蕩器(25)和移相器(26)，所述鑒頻鑒相器(21)的第一輸入端輸入所述第一參考信號，所述鑒頻鑒相器(21)的第二輸入端連接所述壓控振蕩器(25)的輸出端，所述突發模式選擇電路(22)輸入所述功耗門控信號，所述移相器(26)的輸出端輸出所述第二參考信號。
6.根據權利要求1所述的MEMS諧振器突發模式驅動電路，其特征在于，所述幅值自動增益控制電路(103)包括：依次連接的幅值提取電路(1031)、誤差反饋放大器(1032)、低功耗跟隨保持電路(1033)和驅動緩沖電路(1034)，所述幅值提取電路(1031)，輸入所述第一參考信號，用于提取所述第一參考信號中的幅值信息；所述誤差反饋放大器(1032)，用于根據所述幅值信息得到誤差信號；所述低功耗跟隨保持電路(1033)，用于對所述誤差信號進行采樣保持，得到所述幅值誤差控制信號；所述驅動緩沖電路(1034)，分別輸入所述第二參考信號和所述幅值誤差控制信號，用于根據所述幅值誤差控制信號和所述第二參考信號得到所述差分驅動信號。
7.根據權利要求1所述的MEMS諧振器突發模式驅動電路，其特征在于，所述C/V電路可控電源(104)包括：電源I1和開關S1，所述電源I1的第一端連接電源電壓端，第二端連接所述開關S1的第一端，所述開關S1輸入所述功耗門控信號，所述開關S1的第二端連接所述C/V轉換電路(102)；
8.根據權利要求2所述的MEMS諧振器突發模式驅動電路，其特征在于，包括若干個工作模式，所述工作模式至少包括：突發驅動模式和普通測量模式；所述突發模式鎖相環及驅動控制電路(101)還輸入驅動模式控制字信號，并根據所述驅動模式控制字信號切換所述工作模式；
9.根據權利要求8所述的MEMS諧振器突發模式驅動電路，其特征在于，所述占空比尋優電路(13)輸入驅動模式控制字信號；
10.根據權利要求2所述的MEMS諧振器突發模式驅動電路，其特征在于，所述幅值誤差控制信號偏離穩態的程度大于所述穩態閾值時，所述占空比尋優電路(13)增大輸出的所述占空比選擇字信號，所述占空比選擇器(14)根據增大的所述占空比選擇字信號增大輸出的功耗門控信號的占空比并保持若干個周期不變；
...【技術特征摘要】
1.一種mems諧振器突發模式驅動電路，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的mems諧振器突發模式驅動電路，其特征在于，所述突發模式驅動控制電路(10)包括：依次連接的互補無源微分器(11)、動態窗口比較器(12)、占空比尋優電路(13)和占空比選擇器(14)；
3.根據權利要求2所述的mems諧振器突發模式驅動電路，其特征在于，所述互補無源微分器(11)包括：開關s31、開關s41、微分電容cd1、開關s42、開關s32、開關s51、開關s43、開關s33、微分電容cd2、開關s31、開關s34、開關s44和開關s52；
4.根據權利要求3所述的mems諧振器突發模式驅動電路，其特征在于，所述動態窗口比較器(12)包括：動態比較器co1、動態比較器co2和或門or1，所述動態比較器co1和所述動態比較器co2的反相輸入端分別連接所述開關s51和所述開關s52的第二端，所述動態比較器co1的正相輸入端輸入第一外部閾值信號，所述動態比較器co2的正相輸入端輸入第二外部閾值信號，所述動態比較器co1和所述動態比較器co2的控制端均輸入功耗門控信號，所述動態比較器co1和所述動態比較器co2的輸出端均連接所述或門or1的輸入端，所述或門or1的輸出端輸出所述字信號。
5.根據權利要求1所述的mems諧振器突發模式驅動電路，其特征在于，所述突發模式鎖相環(20)包括：依次連接的鑒頻鑒相器(21)、突發模式選擇電路(22)、電荷泵(23)、環路濾波器(24)、壓控振蕩器(25)和移相器(26)，所述鑒頻鑒相器(21)的第一輸入端輸入所述第一參考信號，所述鑒頻鑒相器(21)的第二輸入端連接所述壓控振蕩器(25)的輸出端，所述突發模式選擇電路(22)輸入所述功耗門控信號，所述移相器(26)的輸出端輸出所述第二參考信號。
6.根據權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱樟明，李成月，鐘龍杰，張錦文，卜舜堯，王凌，
申請(專利權)人：西安電子科技大學，
類型：發明
國別省市：
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