DE102009021957B4 - Kombinierter Resonator/Beschleunigungssensor für ein Reifendrucküberwachungssystem - Google Patents

Kombinierter Resonator/Beschleunigungssensor für ein Reifendrucküberwachungssystem Download PDF

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Abstract

Vorrichtung mit folgenden Merkmalen: einer Silizium-MEMS-Vorrichtung (100), die folgende Merkmale aufweist: – ein Resonanzelement (108), das konfiguriert ist, um sich simultan in einer ersten Bewegungsebene zu bewegen und in Resonanz zu befinden und in einer zweiten Bewegungsrichtung zu bewegen, die senkrecht zu der ersten Bewegungsebene ist; – eine Elektrode (106) mit einer einer ersten Seite des Resonanzelements (108) gegenüberliegenden wirksamen Fläche, die sich verändert, wenn sich das Resonanzelement (108) in der zweiten Bewegungsrichtung bewegt; und – einen Hohlraum (114), der einen Abstand (d) zwischen der Elektrode (106) und der ersten Seite des Resonanzelements (108) definiert, wobei sich der Abstand verändert, wenn sich das Resonanzelement (108) in der ersten Bewegungsebene in Resonanz befindet; einer Oszillatorschaltungsanordnung (122), die mit der Silizium-MEMS-Vorrichtung (100) gekoppelt ist und konfiguriert ist, um eine Referenzfrequenz, die durch die Silizium-MEMS-Vorrichtung erzeugt wird, zu extrahieren; und einer Einrichtung zum Erfassen der Änderung der...

Description

  • Referenzfrequenzerzeugung und Beschleunigungserfassung werden typischerweise durch zwei getrennte diskrete Komponenten in Vorrichtungen implementiert, die beides benötigen. Am häufigsten wird ein Quarzkristallresonator verwendet, um die Referenzfrequenz zu erzeugen, während eine Beschleunigungserfassung häufig durch Verwenden elektrostatischer, piezoelektrischer oder piezoresistiver Grundlagen gemessen wird. Viele Anwendungen nutzen auch eine Erschütterungserfassung, die für die Erfassung schneller Beschleunigungsänderungen sorgt und als ein Breitbandbeschleunigungssensor beschrieben werden kann.
  • Das Verwenden getrennter Komponenten für Frequenzerzeugung und Erfassung nimmt jedoch mehr Platz ein und kann mehr Leistung erfordern. Dies sind erhebliche Nachteile, insbesondere bei Anwendungen, bei denen eine kleine Größe sowie ein geringer Leistungsverbrauch erwünscht oder erforderlich sind, wie beispielsweise bei an Rädern befestigten Reifendrucküberwachungssystemen (TPMS, tire pressure monitoring systems).
  • AUS der DE 10 2005 014 500 A1 ist ein Sensorsystem bekannt, bei dem ein Vibrator in einer vorbestimmten Referenzrichtung vibriert und eine Winkelgeschwindigkeit auf der Grundlage einer Auslenkung der Vibrationskomponente in einer zu der Referenzrichtung senkrechten Richtung erfasst wird.
  • Aus der DE 603 17 436 T2 ist ein Mikrogyroskop bekannt, bei der eine Schwingmasse mittels einer Antriebselektrode in eine Schwingung in einer ersten Richtung versetzt wird, während eine Sensormasse, die zusammen mit der Schwingmasse schwingt, sich gleichzeitig in einer zweiten Richtung bewegt, die senkrecht zu der ersten Richtung verläuft.
  • Die US 2007/0125161 A1 offenbart ein Reifendrucksensorsystem basierend auf einem MEMS-basierten Drucksensor und einem MEMS-Oszillator-basierten drahtlosen Signalsender.
  • In der DE 10 2006 043 505 A1 ist ein Reifenmodul und ein Verfahren zur Erfassung von Rad- und/oder Reifenzustandsgrößen beschrieben. Das Reifenmodul umfasst mindestens einen Beschleunigungsschalter, der eine Rad- und/oder Reifenzustandsgröße ermittelt, wobei eine Kenngröße, welche ein Maß für die Reifenaufstandslänge oder die Latschdurchlaufzeit, durch einen Beschleunigungsschalter bestimmt wird.
  • Aus der DE 198 10 534 A1 ist ein Mehrachsenbeschleunigungssensor bekannt, das eine bewegliche Elektrodenstruktur aufweist, die entlang zweier Achsen innerhalb einer Ebene und und einer Achse außerhalb der Ebene verschoben werden kann. Somit können Beschleunigungskomponenten von drei Achsen erfasst werden.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung, ein Resonator- und Sensorsystem, ein Verfahren und ein Reifendrucküberwachungssystem mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1, ein Resonator- und Sensorsystem nach Anspruch 6, ein Verfahren nach Anspruch 12 und ein Reifendrucküberwachungssystem nach Anspruch 17.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich auf MEMS-Resonatoren (MEMS = mikroelektromechanisches System). Bei einem Ausführungsbeispiel weist eine integrierte Resonator- und Sensorvorrichtung einen MEMS-Resonator (Mikroelektromechanisches-System-Resonator) und einen Ankerabschnitt auf, der mit dem MEMS-Resonator gekoppelt ist und konfiguriert ist, um eine Resonanz des MEMS-Resonators in einer ersten Bewegungsebene und eine Bewegung des MEMS-Resonators in einer zweiten Bewegungsebene zu ermöglichen.
  • Bei einem anderen Ausführungsbeispiel weist ein Verfahren ein Bestimmen einer Frequenzreferenz aus einer Bewegung eines MEMS-Resonanzelements (Mikroelektromechanisches-System-Resonanzelements) in einer ersten Bewegungsebene und ein Erfassen eines Zustands aus einer Bewegung des MEMS-Resonanzelements in einer zweiten Bewegungsebene auf.
  • Weitere Ausführungsbeispiele weisen zusätzliche Vorrichtungen, Geräte, Systeme und Verfahren auf.
  • Die Erfindung kann aus der folgenden detaillierten Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen vollständiger verstanden werden.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Diagramm einer Resonanzvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 2 ein Modell der Resonanzvorrichtung von 1;
  • 3 ein Blockdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 4 ein Blockdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 5 ein Diagramm einer Resonanzvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 6 ein Diagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
  • 7 ein Diagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • Wähnend die Erfindung verschiedenen Modifikationen und alternativen Formen zugänglich ist, wurden Besonderheiten derselben in den Zeichnungen exemplarisch gezeigt und werden hierin detailliert beschrieben. Es sollte jedoch klar sein, dass die Absicht nicht darin besteht, die Erfindung auf die speziellen beschriebenen Ausführungsbeispiele zu beschränken. Im Gegenteil, die Erfindung soll alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abdecken, die in die Wesensart und den Schutzbereich der Erfindung fallen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich auf eine Technologie mikroelektromechanischer Systeme (MEMS), wie beispielsweise integrierte Silizium-Resonator- und Sensor-vorrichtungen. Ausführungsbeispiele sind auf eine breite Vielfalt von Vorrichtungen und Systemen, anwendbar, wie beispielsweise Reifendruckmesssysteme (TPMS). Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung können durch Bezugnahme auf 1–7 und die folgende Beschreibung besser verstanden werden. Während die Erfindung nicht zwangsweise auf die spezifisch gezeigte(n) Anwendung(en) beschränkt ist, wird die Erfindung unter Verwendung einer Erörterung exemplarischer Ausführungsbeispiele in spezifischen Zusammenhängen besser ersichtlich.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung integrieren einen präzisen, stabilen und mechanisch robusten Referenzfrequenzgenerator und einen Erschütterungs-, Beschleunigungs- oder anderen Sensor in einer einzigen Silizium-MEMS-Vorrichtung (Silizium-Mikroelektromechanisches-System-Vorrichtung). Die Vorrichtung kann als ein System-auf-Chip (SoC, system-on-chip) oder System-in-Gehäuse (SiP, system-in-package) zusammen mit einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC, application-specific integrated circuit) in verschiedenen Ausführungsbeispielen, implementiert werden. Die Erfassungskomponente ist integriert, ohne die Genauigkeit und Präzision des Referenzfrequenzgenerators zu beeinflussen. Eine derartige Integration spart Platz und Leistung, was besonders bei Niedrigleistungsanwendungen sowie bei Anwendungen, bei denen starke Beschleunigungsänderungen (z. B. in dem Bereich von 1000 g und mehr) zu erwarten sind, wie beispielsweise bei TPMS, von Bedeutung ist.
  • In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Silizium-MEMS-Resonatorvorrichtung 100 gezeigt. Die Resonatorvorrichtung 100 ist an einem Substrat 102 gebildet und eine isolierende Schicht 104, wie beispielsweise Siliziumdioxid bei einem Ausführungsbeispiel, ist an dem Substrat 102 gebildet. Eine Elektrode 106 ist an der Schicht 104 gebildet.
  • Die Resonatorvorrichtung 100 weist ferner ein Resonanzelement 108 auf, das mit einem oberen Abdichtabschnitt 110 durch einen Anker 112 gekoppelt ist. Das Resonanzelement 108 ist von der Elektrode 106 durch einen Hohlraum 114 getrennt. Das Resonanzelement 108 bewegt sich in der x-y-Ebene oder befindet sich in derselben in Resonanz, wobei eine Referenzfrequenz erzeugt wird. Resonatoren können derart entworfen sein, dass dieselben in anderen Ebenen in Resonanz sind, wie bei anderen Ausführungsbeispielen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel bewegt sich das Resonanzelement 108 zusätzlich in die z-Richtung. Diese zusätzliche Bewegungsebene ermöglicht, dass die Resonatorvorrichtung 100 auch als ein Beschleunigungs- oder Erschütterungssensor fungieren kann. Somit weist die Resonatorvorrichtung 100 eine integrierte Resonator- und Sensorvorrichtung auf.
  • Resonanzvorrichtungen können elektrisch mit einem Butterworth-van-Dyke-Modell modelliert werden, wie es in 2 gezeigt ist. Die Reihenresonanzfrequenz fs des Resonanzelements 108 ist durch die Bewegungsinduktanz (Lm) und -Kapazität (Cm) und in mechanischer Hinsicht durch die Steifigkeit (k) und die Masse (m) des Resonanzelements 108 definiert.
  • Figure 00060001
  • Die Resonanzfrequenz fS ist daher nicht von der Fläche der Elektroden 106 und des Resonanzelements 108 abhängig.
  • Bei der Reihenresonanz ist die Gesamtimpedanz des Systems auf den Bewegungswiderstand (Rm) des Resonanzelements 108 bezogen. Dieser kann beschrieben werden durch:
    Figure 00060002
    wobei Q der Gütefaktor bzw. Qualitätsfaktor des Resonators ist und η die so genannte elektromechanische Kopplung ist, die auf eine angelegte DC-Vorspannungs-Spannung (udc) (dc = direct current, Gleichstrom), den Abstand zwischen der Elektrode 106 und dem Resonanzelement 108 (d) sowie die statische Kapazität dazwischen (C0) bezogen ist.
  • Figure 00060003
  • In Kenntnis dessen, dass die statische Kapazität C0 die Kapazität eines Parallelplattenkondensators ist und dass es kein Dielektrikum in dem Zwischenraum gibt, lässt sich die elektromechanische Kopplung ausdrücken als:
    Figure 00060004
  • Der Bewegungswiderstand, der die Impedanz in der Reihenresonanz beherrscht, wird dann zu:
    Figure 00070001
  • Wie es oben zu sehen ist, ist der Bewegungswiderstand Rm umgekehrt propertional zu dem Quadrat der Kondensatorfläche (Ael). Falls das Resonanzelement 108 dann derart entwerfen ist, dass es auch für eine Beschleunigung in die z-Richtung empfindlich ist, wird die wirksame Elektrodenfläche verändert, falls das Resonanzelement 108 so beschleunigt wird, und die Beschleunigung kann erfasst werden.
  • Unter Bezugnahme auf 3 führt die Änderung bei der wirksamen Elektrodenfläche zu einer Änderung bei dem Bewegungswiderstand, die elektronisch durch eine Widerstandserfassungsschaltungsanordnung 120 erfasst werden kann, die mit der Resonatorvorrichtunq 100 gekoppelt ist. Diese Widerstandsinformationen können dann verwendet werden, um die Beschleunigung des Resonanzelements 108 zu bestimmen. Eine Oszillatorschaltungsanordnung 122, die mit der Resonatorvorrichtung 100 gekoppelt ist, extrahiert die stabile Referenzfrequenz, die durch die Resonatorverrichtung 100 erzeugt wird. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel und unter Bezugnahme auf 4 ist die Widerstandserfassungsschaltungsanordnung 120 mit der Oszillatorschaltungsanordnung 122 integriert bei 124. Die Widerstandserfassungsschaltungsanordnung 120, die Oszillatorschaltungsanordnung 122 und/oder die integrierte Schaltungsanordnung 124 weisen bei verschiedenen Ausführungsbeispielen eine CMOS- oder BiCMOS-Schaltungsanordnung auf (CMOS = complementary metal oxide semiconductor = Kemplementär-Metalloxid-Halbleiter; BiCMOS = Bipolar-CMOS).
  • Eine Resonanzempfindlichkeit in die z-Richtung kann bei einem Ausführungsbeispiel durch den Entwurf des Ankers 112 erzielt werden, wie beispielsweise eine Kombination von steiferen und weicheren Materialien. Bei einem Ausführungsbeispiel weist der Anker 112 eine Mehrzahl von Materialschichten auf. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel weist der Anker 112 eine Form, Konfiguration und/oder Struktur auf, die ausewählt ist, um eine Beschleunigung in z-Richtung zu ermöglichen.
  • Unter Bezugnahme auf 5 weist ein anderes Ausführungsbeispiel, das konfiguriert ist, um eine Beschleunigung in z-Richtung zusätzlich zu dem Erzeugen einer stabilen Referenzfrequenz zu erfassen, eine zusätzliche Elektrode 130 unterhalb des Resonanzelements 108 der Resonatorvorrichtung 100 auf. Die Elektrode 130 bildet einen Kondensator mit dem Resonanzelement 108. Falls das Resonanzelement 108 beschleunigt wird, in diesem Fall in die z-Richtung, wird die Kapazität zwischen dem Resonanzelement 108 und der Elektrode 130 verändert und kann durch eine elektrische Schaltung erfasst werden. Wie bei dem, vorhergehenden Ausführungsbeispiel erzeugt eine Resonanz des Resonanzelements 108 in der x-y-Ebene eine stabile Referenzfrequenz. Die Kapazitätserfassungsschaltungsanordnung, die Oszillaterschaltungsenordnung 122 und/oder die integrierte Kapazitäts- und Oszillatorschaltungsanordnung kann mit der Resonatorvorrichtung 100 gekoppelt sein, ähnlich wie es oben unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben ist.
  • Ein bereits erwähnter Anwendungsbereich für Ausführungsbeispiele der Resonatorvorrichtung 100 ist TPMS. Ein TPMS erfordert typischerweise eine stabile Frequenzreferenz zusätzlich zu einem Erfassungselement, wie beispielsweise einem Beschleunigungs- oder Erschütterungssensor. Die Frequenzreferenz dient als die Referenz für den Systemtakt der TPMS-ASIC und kann auch die Referenz für drahtlose Kommunikationen zwischen den Reifen-basierten Sensormodulen und dem Fahrzeug liefern. Ein Beschleunigungs- oder Erschütterungssensor wird für gewöhnlich für eine Bewegungs- oder Rollerfassung des Fahrzeugs verwendet, um Leistung sparende Aufwachsignale zu liefern.
  • Unter Bezugnahme auf 6 weisen Erschütterungssensoren eine zusätzliche Anwendbarkeit bei neuen Entwicklungen von reifeninternen TPMS auf, bei denen der Erschütterungssensor verwendet werden kann, um eine Zeit zwischen einer vorderen und einer hinteren Kante zu messen und daher den so genannten „Fußabdruck” (footprint) bzw. die Standfläche oder die vertikale Last jedes einzelnen Reifens zu erfassen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann ein TPMS-Radmodul ein Ausführungsbeispiel der Resonatorvorrichtung 100 aufweisen. Das Radmodul kann direkt in den Reifen integriert sein oder an der Innenauskleidung eines Reifens angebracht sein.
  • Wenn das Rad in Bewegung ist, gibt es zwei grundlegende Beschleunigungszustände, die auf das Resonanzelement 108 wirken: einen ersten Zustand, in dem die radiale Beschleunigung größer Null ist, und einen zweiten Zustand, in dem die radiale Beschleunigung Null beträgt. Der zweite Zustand tritt auf, wenn das Radmodul sich in der Standfläche des Reifens befindet, d. h. wenn der Abschnitt des Reifens, an dem das Modul befestigt ist, sich in Kontakt mit der Fahroberfläche bzw. Fahrbahn befindet. Wenn sich das Radmodul nicht in dem Standflächenbereich befindet, gibt es eine Beschleunigung in die radiale Richtung aufgrund der Drehbewegung des Reifens. Wenn der Abschnitt des Reifens, an dem das Radmodul befestigt ist, in Kontakt mit der Fahroberfläche an der vorderen Kante gelangt, fällt die radiale Beschleunigung auf Null ab und bleibt Null, bis das Radmodul den Standflächenbereich an der hinteren Kante verlässt. 7 ist ein Diagramm, das Beschleunigungsänderungen während einer Drehbewegung eines Rades zeigt.
  • Ausführungsbeispiele der integrierten Resonator- und Erfassungsvorrichtung sind für eine jegliche Anwendung relevant, bei der eine stabile, präzise und genaue Frequenzreferenz in Kombination mit einem oder mehreren Sensoren für eine Erschütterungs- oder Beschleunigungserfassung verwendet wird.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel ist ein Resonator, der eine stabile Frequenzreferenz liefert, mit einem Erschütterungs- oder Beschleunigungssensor in einer einzigen Vorrichtung integriert, indem der Resonator für eine Beschleunigung in eine Richtung empfindlich gemacht ist. Diese Richtung ist im Allgemeinen senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Resonators zum Erzeugen der Frequenzreferenz. Diese Integration ermöglicht eine Verringerung diskreter Vorrichtungen und spart daher Platz an dem Wafer sowie auf der Ebene der gedruckten Schaltungsplatine (PCB-Ebene; PCB = printed circuit board, gedruckte Schaltungsplatine). Zugleich liefert dieselbe eine Leistungseinsparung, was bei allen drahtlos- und Ultrahochleistungssystemen, wie beispielsweise einem TPMS bedeutsam ist. Während einige Ausführungsbeispiele eine einzige integrierte Resonator- und Erfassungsvorrichtung aufweisen, wie beispielsweise die Resonatorvorrichtung 100, können zusätzliche Ausführungsbeispiele der Erfindung ferner eine Mehrzahl von Resonatorvorrichtungen 100 und/oder zusätzlichen Resonanz- und Erfassungselementen aufweisen.
  • Obwohl spezifische Ausführungsbeispiele hierin zu Zwecken einer Beschreibung eines exemplarischen Ausführungsbeispiels dargestellt und beschrieben wurden, ist es Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet ersichtlich, dass eine breite Vielfalt anderer und/oder äquivalenter Implementierungen, die berechnet sind, um die gleichen Zwecke zu erreichen, die spezifischen gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele ersetzen können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Fachleute auf dem Gebiet erkennen ohne Weiteres, dass die Erfindung in einer sehr breiten Vielfalt von Ausführungsbeispielen implementiert werden kann. Diese Anmeldung soll jegliche Adaptionen oder Variationen der verschiedenen hierin erörterten Ausführungsbeispiele abdecken, einschließlich der Offenbarungsinformationen in den beigefügten Anhängen. Deshalb ist ausdrücklich beabsichtigt, dass diese Erfindung lediglich durch die Ansprüche und die Äquivalente derselben begrenzt sein soll.

Claims (18)

  1. Vorrichtung mit folgenden Merkmalen: einer Silizium-MEMS-Vorrichtung (100), die folgende Merkmale aufweist: – ein Resonanzelement (108), das konfiguriert ist, um sich simultan in einer ersten Bewegungsebene zu bewegen und in Resonanz zu befinden und in einer zweiten Bewegungsrichtung zu bewegen, die senkrecht zu der ersten Bewegungsebene ist; – eine Elektrode (106) mit einer einer ersten Seite des Resonanzelements (108) gegenüberliegenden wirksamen Fläche, die sich verändert, wenn sich das Resonanzelement (108) in der zweiten Bewegungsrichtung bewegt; und – einen Hohlraum (114), der einen Abstand (d) zwischen der Elektrode (106) und der ersten Seite des Resonanzelements (108) definiert, wobei sich der Abstand verändert, wenn sich das Resonanzelement (108) in der ersten Bewegungsebene in Resonanz befindet; einer Oszillatorschaltungsanordnung (122), die mit der Silizium-MEMS-Vorrichtung (100) gekoppelt ist und konfiguriert ist, um eine Referenzfrequenz, die durch die Silizium-MEMS-Vorrichtung erzeugt wird, zu extrahieren; und einer Einrichtung zum Erfassen der Änderung der wirksamen Fläche der Elektrode (106).
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Silizium-MEMS-Vorrichtung (100) ferner einen Anker (112) aufweist, der mit dem Resonanzelement (108) gekoppelt ist und konfiguriert ist, um eine Resonanz des Resonanzelements (108) in der ersten Ebene simultan mit einer Bewegung des Resonanzelements (108) in der zweiten Ebene zu ermöglichen.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der der Anker (112) eine Mehrzahl von Materialschichten aufweist.
  4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, bei der der Anker (112) eine Mehrzahl von Materialien aufweist.
  5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner konfiguriert ist, um aus der Änderung der wirksamen Fläche der Elektrode (106) eine Beschleunigung zu bestimmen.
  6. Resonator- und Sensorsystem, umfassend: eine integrierte Resonator- und Sensorvorrichtung (100) auf einem Substrat (102), die folgende Merkmale aufweist: – einen MEMS-Resonator (108); – einen Ankerabschnitt (112), der mit dem MEMS-Resonator (108) gekoppelt ist, um eine Resonanz des MEMS-Resonators (108) in der Substratebene und eine Bewegung des MEMS-Resonators (108) in einer Bewegungsrichtung zu ermöglichen, die senkrecht zur Substratebene ist; – eine erste Elektrode (106), die einer Seite des MEMS-Resonators (108) mit einem Abstand (d) zwischen denselben gegenüberliegt; und – eine zweite Elektrode (130), die von dem MEMS-Resonator (108) in der Richtung, die senkrecht zur Substratebene ist, beabstandet ist; eine Schaltungsanordnung, die mit der zweiten Elektrode (130) gekoppelt ist und konfiguriert ist, um eine Kapazität zwischen dem MEMS-Resonator (108) und der zweiten Elektrode (130) zu erfassen; und eine Schaltungsanordnung, die mit der ersten Elektrode (106) gekoppelt ist und konfiguriert ist, um eine Frequenzsignalausgabe zu liefern, die auf eine Resonanz des MEMS-Resonators (108) in der Substratebene bezogen ist.
  7. Resonator- und Sensorsystem gemäß Anspruch 6, bei dem die erste Elektrode (106) von dem MEMS-Resonator (108) um einen Abstand (d) beabstandet ist, der sich mit einer Resonanz des MEMS-Resonators (108) in der Substratebene ändert.
  8. Resonator- und Sensorsystem gemäß Anspruch 6, bei dem die zweite Elektrode (130) von dem MEMS-Resonator (108) um einen Abstand beabstandet ist, der sich mit einer Bewegung des MEMS-Resonators (108) in der Bewegungsrichtung, die senkrecht zur Substratebene ist, ändert.
  9. Resonator- und Sensorsystem gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem eine isolierende Schicht (104) zwischen der ersten Elektrode (106) und der zweiten Elektrode (130) angeordnet ist.
  10. Resonator- und Sensorsystem gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem der Resonator (108) Silizium aufweist.
  11. Resonator- und Sensorsystem gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, bei dem der Anker (112) zumindest eine Mehrzahl von Materialien oder eine Mehrzahl von Schichten aufweist.
  12. Verfahren zum Bereitstellen einer Referenzfrequenz und zum Erfassen eines Zustand aus einer Bewegung eines MEMS-Resonanzelements (108), das auf einem Substrat ausgebildet ist und ausgelegt ist, um sich simultan in der Substratebene zu bewegen und in Resonanz zu befinden und in einer Bewegungsrichtung zu bewegen, die senkrecht zu der Substratebene ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Extrahieren einer stabilen Referenzfrequenz aus der Resonanzbewegung des MEMS-Resonanzelements (108) in der Substratebene; und Erfassen eines Zustands aus einer Bewegung des MEMS-Resonanzelements (108) in der Bewegungsrichtung, die senkrecht zu der Substratebene ist.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem das Erfassen eines Zustands ferner ein Bestimmen der Kapazität zwischen dem MEMS-Resonanzelement (108) und einer Elektrode (106) aufweist, die von dem MEMS-Resonanzelement (108) beabstandet ist.
  14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 13, bei dem das Erfassen eines Zustands das Erfassen der Beschleunigung des MEMS-Resonanzelements (108) umfasst.
  15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, das ferner folgende Schritte aufweist: Verwenden der Referenzfrequenz in einem Reifendrucküberwachungssystem als Systemtakt; und Erfassen einer Bewegung eines Reifens, an dem das MEMS-Resonanzelements (108) befestigt ist, auf der Basis des erfassten Zustands.
  16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, das ferner folgende Schritte aufweist: Verwenden der Referenzfrequenz in einem Reifendrucküberwachungssystem als Systemtakt; und Erfassen, ob ein Abschnitt eines Reifens, an dem das MEMS-Resonanzelements (108) befestigt ist, in Kontakt mit einer Fahroberfläche ist, auf der Basis des erfassten Zustands.
  17. Reifendrucküberwachungssystem, das folgende Merkmale aufweist: eine integrierte Resonator- und Sensorvorrichtung (100), die folgende Merkmale aufweist: einen MEMS-Resonator (108), und einen Ankerabschnitt (112), der mit dem MEMS-Resonator (108) gekoppelt ist und konfiguriert ist, um eine Resonanz des MEMS-Resonators (108) in einer ersten Bewegungsrichtung und eine Bewegung des MEMS-Resonators (108) in einer zweiten Bewegungsrichtung zu ermöglichen; und eine Schaltungsanordnung, die mit der integrierten Resonator- und Sensorvorrichtung (100) gekoppelt ist und konfiguriert ist, um aus der Resonanz des MEMS-Resonators (108) in der ersten Bewegungsebene eine Frequenzreferenz für einen Systemtakt und aus der Bewegung des MEMS-Resonators (108) in der zweiten Bewegungsebene eine Beschleunigung des MEMS-Resonators (108) zu bestimmen.
  18. System gemäß Anspruch 17, bei dem der MEMS-Resonator (108) Silizium aufweist.
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