JP6089035B2 - 慣性センサの電磁干渉に対するロバスト性を得るためのスキーム - Google Patents
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Description
る電磁干渉(電磁妨害)を克服するための技術に関する。
ケーブル、プレート、回路などとの間の容量性結合に主に起因して発生する。図1はEM
Iの例示的なシナリオを示す。図1において、微小電気機械構造(MEMS)デバイス1
02は、複数のボンドワイヤ106によって特定用途向け集積回路(ASIC)104に
結合される。ボンドワイヤ106の近くにあるEMIのソース110は、EMIソース1
10とボンドワイヤ106との間の容量性結合110を生成する。容量性結合110を説
明するために図1にキャパシタの記号を示すが、これは電磁障害ソース110とボンドワ
イヤ106との間の寄生容量を示すにすぎず、実際の電気部品は存在しない。電圧源や増
幅器で駆動されるノードとは対照的に、容量性ノードを結合するボンドワイヤは、EMI
に最も敏感である。
これらのEMIソースが重要になり得る。電磁障害はまた、実質的に単一の周波数で発生
することがあり、これがサンプリングの際にDC成分に折り重なることがある。これらの
電磁障害は、所望のセンサ信号の上に加わって、所望の信号を消し去ることがある。例え
ば、所望の信号が100kHzのクロック周波数でサンプリングされ、外乱が100kH
zである場合、クロック周波数で外乱をサンプリングすると、それは実質的にDC信号と
して現れ得る。したがって、特に容量性パスに沿って所望のセンサ信号をEMIから保護
することが重要である。EMIの問題は、例えば自動車の電子的安定性のために使用され
るセンサのような、過酷な環境にある、安全を重視すべき用途において解決することが特
に重要である。
とと、差動アプローチを使用することである。金属でセンサを遮蔽することは、EMIを
生じ得る外部の電界を遮断するためにファラデーケージを作成することを含む。しかし、
遮蔽は、遮蔽するべき多くのセンサがあるか又は小さな領域に収まるように高密度の電子
機器が存在する場合には特に、大型で高価になることがある。
ド信号として実質的に差し引くことができる。図2は差動アプローチを示す。例示的な差
動センサ及び増幅器システム200は、ボンドワイヤ260、262によってASIC2
40に結合されたMEMSデバイス220を含む。ボンドワイヤ260、262の各々は
外部のEMIソース210からのEMIを経験する。EMIソース210と第1のボンド
ワイヤ260との間には容量性結合250が存在して第1の外乱容量(disturbance capa
citance)C1を生成し、EMIソース210と第2のボンドワイヤ262との間には容
量性結合252が存在して第2の外乱容量C2を生成する。EMIソース210とボンド
ワイヤ260、262との間の外乱容量C1及びC2が同一である場合、電磁障害は、A
SIC240の差動増幅器のコモンモード阻止(common mode rejection)によって排除
される。しかし、所望の相殺を達成するためには、EMIソース210とボンドワイヤ2
60、262との間の外乱容量C1及びC2は0.5%より大きな差で不整合となるべき
ではない。この整合は、実際には達成するのが非常に困難であることがある。整合が最初
に達成されたとしても、例えば自動車事故によって、ボンドワイヤは乱されたりゆがんだ
りする可能性がある。ボンドワイヤのこの動きはボンドワイヤ間に非対称性をもたらすこ
とがあり、これにより、外乱容量における望ましくない不整合が生じて、差動アプローチ
の有効性を低減する可能性がある。
バストな技術を有することが望ましい。
テムを含む電磁干渉に耐性のある容量センサシステムが開示される。容量性コアは、第1
の可変キャパシタ、第2の可変キャパシタ、第1の可変キャパシタに結合された第1のコ
ア出力、第2の可変キャパシタに結合された第2のコア出力、並びに第1の可変キャパシ
タ及び第2の可変キャパシタをを結合する共通ノードを含む。差動増幅器は反転入力と非
反転入力を含む。第1の容量性パス(capacitive path)は第1のコア出力を差動増幅器
の入力に結合し、第2の容量性パスは第2のコア出力を差動増幅器の入力に結合する。チ
ョッピングシステムは、ハイ状態及びロー状態を有し、第1及び第2のコア出力を差動増
幅器の入力に結合する。チョッピングシステムがハイ状態にあるとき、正のステップ電圧
が容量性コアの共通ノードに印加され、チョッピングシステムは第1のコア出力を差動増
幅器の反転入力に結合し、第2のコア出力を差動増幅器の非反転入力に結合する。チョッ
ピングシステムがロー状態にあるとき、負のステップ電圧が容量性コアの共通ノードに印
加され、チョッピングシステムは第1のコア出力を差動増幅器の非反転入力に結合し、第
2のコア出力を差動増幅器の反転入力に結合する。容量性コアは微小電気機械デバイスと
することができる。第1の容量性パスは第1のボンドワイヤを含むことができ、第2の容
量性パスは第2のボンドワイヤを含むことができる。チョッピングシステムは、関心のあ
る周波数帯域から離れてノイズをスミアし(分からなくし、smear)もしくは広い周波数
範囲にわたってノイズを実質的に均等にスミアする周波数において、又はランダムな周波
数において、ハイ状態とロー状態との間で変化させることができる。
ョッピングシステムを含む、電磁干渉に耐性のある容量センサシステムが開示される。第
1の容量性コアは、第1の可変キャパシタ、第2の可変キャパシタ、第1の可変キャパシ
タに結合された第1のコア入力、第2の可変キャパシタに結合された第2のコア入力、及
び第1の可変キャパシタと第2の可変キャパシタを結合する第1の共通ノードを含む。第
2の容量性コアは、第3の可変キャパシタ、第4の可変キャパシタ、第3の可変キャパシ
タに結合された第3のコア入力、第4の可変キャパシタに結合された第4のコア入力、及
び第3の可変キャパシタと第4の可変キャパシタを結合する第2の共通ノードを含む。差
動増幅器は、反転入力と非反転入力を含む。第1の容量性パスは、第1の共通ノード及び
差動増幅器の入力を結合し、第2の容量性パスは、第2の共通ノード及び差動増幅器の入
力を結合する。チョッピングシステムは、ハイ状態及びロー状態を有し、差動増幅器の入
力に第1及び第2の共通ノードを結合する。チョッピングシステムがハイ状態にあるとき
、正の基準電圧が第1の容量性コアの第1の入力及び第2の容量性コアの第4の入力に印
加され、負の基準電圧が第1の容量性コアの第2の入力及び第2の容量性コアの第3の入
力に印加され、チョッピングシステムは、第1の共通ノードを差動増幅器の反転入力に結
合し、第2の共通ノードを差動増幅器の非反転入力に結合し、負の基準電圧は正の基準電
圧と実質的に同じ大きさ及び反対の極性である。チョッピングシステムがロー状態にある
とき、負の基準電圧が第1の容量性コアの第1の入力及び第2の容量性コアの第4の入力
に印加され、正の基準電圧が第1の容量性コアの第2の入力及び第2の容量性コアの第3
の入力に印加され、チョッピングシステムは、第1の共通ノードを差動増幅器の非反転入
力に結合し、第2の共通のノードを差動増幅器の反転入力に結合する。第1及び第2の容
量性コアは微小電気機械デバイスの一部であってもよい。第1の容量性パスは第1のボン
ドワイヤを含むことができ、第2の容量性パスは第2のボンドワイヤを含むことができる
。チョッピングシステムは、関心のある周波数帯域から離れてノイズをスミアしもしくは
広い周波数範囲にわたってノイズを実質的に均等にスミアする周波数において、又はラン
ダムな周波数において、ハイ状態とロー状態との間で変化させることができる。
当該方法は、容量センサの第1の出力を差動増幅器の入力に切り替え可能に結合すること
、容量センサの第2の出力を差動増幅器の入力に切り替え可能に結合すること、ハイ状態
とロー状態との間でチョッピングシステムを切り替えて(flip)電磁干渉を制御すること
を含む。この方法では、差動増幅器は反転入力と非反転入力を含み、容量センサの第2の
出力は容量センサの第1の出力とは異なる。チョッピングシステムがハイ状態にあるとき
、当該方法はまた、第1の極性の電圧を容量センサの入力に印加すること、容量センサの
第1の出力を差動増幅器の反転入力に結合すること、容量センサの第2の出力を差動増幅
器の非反転入力に結合することを含む。チョッピングシステムがロー状態にあるとき、当
該方法はまた、第1の極性の電圧と実質的に同じ大きさで反対の極性を有する第2の極性
の電圧を容量センサの入力に印加すること、容量センサの第1の出力を差動増幅器の非反
転入力に結合すること、及び容量センサの第2の出力を差動増幅器の反転入力に結合する
ことを含む。切り替え(flipping)ステップは、関心のある周波数帯域から離れてノイズ
をスミアしもしくは広い周波数範囲にわたってノイズを実質的に均等にスミアする周波数
において、又はランダムな周波数において、ハイ状態とロー状態との間でチョッピングシ
ステムを切り替えることを含む。
タに結合された第1のコア出力、第2の可変キャパシタに結合された第2のコア出力、並
びに第1の可変キャパシタ及び第2の可変キャパシタを結合する共通ノードを有する容量
性コアを含む容量センサを使用して行うことができる。この場合、第1のコア出力は容量
センサの第1の出力であり、第2のコア出力は容量センサの第2の出力であり、共通ノー
ドは容量センサの入力である。当該方法はまた、第1及び第2の容量性コアを含む容量セ
ンサを使用して行うことができ、第1の容量性コアは、第1の可変キャパシタ、第2の可
変キャパシタ、第1の可変キャパシタに結合された第1のコア入力、第2の可変キャパシ
タに結合された第2のコア入力、並びに第1の可変キャパシタ及び第2の可変キャパシタ
を結合する第1の共通ノードを含み、第2の容量性コアは、第3の可変キャパシタ、第4
の可変キャパシタ、第3の可変キャパシタに結合された第3のコア入力、第4の可変キャ
パシタに結合された第4のコア入力、並びに第3の可変キャパシタ及び第4の可変キャパ
シタを結合する第2の共通ノードを含む。この場合、容量センサの第1の出力は第1の容
量性コアの第1の共通ノードであり、容量センサの第2の出力は第2の容量性コアの第2
の共通ノードであり、容量センサの入力は、第1の容量性コアの第1及び第2のコア入力
と第2の容量性コアの第3及び第4のコア入力のいずれかである。
図面と併せて本発明の実施例についての以下の説明を参照することによって、より明らか
となり、本発明そのものがよりよく理解されるであろう。
記載される例示はいくつかの形態で本発明の実施例を示しているが、以下に開示された実
施例は、網羅的なものであることを意図するものではなく、本発明の範囲を開示された厳
密な形態に限定するものとして解釈されることを意図するものでもない。
めのロバストな技術を実施できる例示的な差動センサ及び増幅器システム300を示す。
例示的な差動センサ及び増幅器システム300は、ボンドワイヤ360、362によって
ASIC340に結合されたMEMSデバイス320を含む。ASIC340は、差動増
幅器342とチョッピングシステム344を含む。第1のボンドワイヤ360は、差動増
幅器342の一方の側にMEMSデバイス320の第1の出力S1を接続し、第2のボン
ドワイヤ362は、差動増幅器342の他方の側にMEMSデバイス320の第2の出力
を結合する。MEMSデバイス320とASIC340との間にはさらなるボンドワイヤ
及び接続があってもよいが、明確にするために2つだけが示されている。ASIC340
はまた、追加の回路を含むことができる。ボンドワイヤ360、362の各々は外部のE
MIソース310からのEMIを経験する。EMIソース310と第1のボンドワイヤ3
60との間には容量性結合350が存在して第1の外乱容量C1を生成し、EMIソース
310と第2のボンドワイヤ362との間には容量性結合352が存在して第2の外乱容
量C2を生成する。
回路と同様である。チョッピングシステム344は、MEMSデバイス320の出力S1
、S2と差動増幅器342の入力との間の接続を切り替え、これによりボンドワイヤ36
0、362が実質的に切り替えられる。チョッピング信号Φchがロー状態にある場合、
チョッピングシステム344のスイッチは、MEMSデバイス320の第1の出力S1を
差動増幅器342の反転入力に結合し、MEMSデバイス320の第2の出力S2を差動
増幅器342の非反転入力に結合する。このロー段階中、正のステップ電圧は、センサ3
20を励起して増幅器342に流入する電荷が
Qin=Vs*(ΔCsensor)+ΔVemc*(C1−C2) (1)
となるようにするために使用される。ここで、Qinは増幅器342に入力される電荷で
あり、Vsはセンサ320を励起するステップ電圧であり、ΔCsensorはセンサ3
20の可変キャパシタの差動電荷であり、ΔVemcはボンドワイヤ360、362とE
MIソース310との間の電磁干渉であり、C1及びC2は外乱容量である。
スイッチは、MEMSデバイス320の第2の出力S2を差動増幅器342の反転入力に
結合し、MEMSデバイス320の第1の出力S1を差動増幅器342の非反転入力に結
合する。このハイ段階中、負のステップ電圧は、センサ320を励起して増幅器342に
流入する電荷が
Qin=(−Vs)*(ΔCsensor)*(−1)+ΔVemc*(C1−C2)
=Vs*(ΔCsensor)−ΔVemc*(C1−C2) (
2)
となるようにするために使用される。
る一方で電磁妨害に起因する第2の項は符号が逆になっていることが分かる。したがって
、チョッピング信号がロー状態とハイ状態との間で前後に切り替わるとき、所望の信号は
変化しないが、電磁妨害の極性は前後に切り替わる。チョッピング信号のパターンを用い
ることによって、電磁干渉は、広い周波数範囲にわたってスミアしたり(分からなくする
、smear)、特定の周波数帯域から離れてスミアしたりすることができる。
数範囲にわたって電磁妨害をスミアすることができる。図4は、広い周波数範囲にわたる
電磁妨害の不鮮明化(smearing)を示している。図4において、上部のプロットは時間領
域にあり、下部のプロットは周波数領域にある。図4A1は時間領域でのチョッピング信
号Φchのランダムパターンを示し、図4A2は、周波数領域での広範囲にわたって広が
るランダムチョッピング信号を示す。ランダムチョッピングパターンのエネルギーは周波
数にわたって実質的に均等に分散される。図4B1は時間領域における例示的な正弦波電
磁妨害(ΔVemc)を示し、図4B2は周波数領域における例示的な電磁妨害を示す。
例示的な電磁妨害のエネルギーは単一周波数で集中される。図4C1は時間領域において
ランダムチョッピング信号を例示的な電磁妨害と合成した結果を示し、図4C2は周波数
領域においてこれら2つの信号を合成した結果を示す。得られた外乱信号のエネルギーは
、広い周波数範囲にわたって実質的に等しくスミアされる。
すように、単一周波数における非常に大きな電磁妨害は広い周波数範囲にわたって分散さ
せることができる。例えば、1MHzのクロック周波数及び50Hzの所望の帯域幅を使
用することによって、この技術は、10log(1MHz/(50Hz×2))=40d
Bの電磁ロバスト性の改善をもたらし、大きな利益をもたらす。
ジャイロスコープ、加速度計、圧力センサなどに用いることができる。図3は例示的なハ
ーフブリッジ(2キャパシタ)の容量センサを示す。図5は例示的なフルブリッジ(4キ
ャパシタ)の差動容量性加速度計を示す。図5Aはチョッピング信号がロー状態にあると
きの結合を示し、図5Bはチョッピング信号がハイ状態にあるときの結合を示す。図3の
チョッピングシステム344のようなスイッチングシステムをここで用いることができる
が、各状態における結合は明瞭にするために明示的に示されている。電磁妨害と容量性結
合によって影響を受けるものは、MEMSの容量性コア出力と増幅器入力との間のものの
ような容量性ノードであることに注意されたい。
コアCBを含む。第1の容量性コアCAは、第1の共通ノードM1により結合された第1
の可変キャパシタCA1及び第2の可変キャパシタCA2を含む。第1の容量性コアCA
はまた、第1の可変キャパシタCA1に結合された第1の入力及び第2の可変キャパシタ
CA2に結合された第2の入力を含む。第2の容量性コアCBは、第2の共通ノードM2
によって結合された第3の可変キャパシタCB1及び第4の可変キャパシタCB2を含む
。第2の容量性コアCBはまた、第3の可変キャパシタCB1に結合された第3の入力及
び第4の可変キャパシタCB2に結合された第4の入力を含む。第1の容量性コアCAの
第1の共通のノードM1は上部MEMS出力に結合され、第2の容量性コアCBの第2の
共通ノードM2は下部MEMS出力に結合される。
ASIC増幅器の反転入力に結合され、下部MEMS出力がASIC増幅器の非反転入力
に結合される。また、チョッピング信号がロー状態にあるとき、正の基準電圧+Vsが第
1の容量性コアCAの第1の入力及び第2の容量性コアCBの第4の入力に印加され、負
の基準電圧−Vsが第1の容量性コアCAの第2の入力及び第2の容量性コアCBの第3
の入力に印加される。正及び負の基準電圧は実質的に同じ大きさと逆の極性を有する。
電圧が切り替えられる(フリップされる)。チョッピング信号がハイ状態にあるとき、上
部MEMS出力がASIC増幅器の非反転入力に結合され、下部MEMS出力がASIC
増幅器の反転入力に結合される。また、チョッピング信号がハイ状態にあるとき、負の基
準電圧−Vsが第1の容量性コアCAの第1の入力及び第2の容量性コアCBの第4の入
力に印加され、正の基準電圧+Vsが第1の容量性コアCAの第2の入力及び第2の容量
性コアCBの第3の入力に印加される。
する許容範囲との間の正しい妥協を達成するように選択することができる。いくつかのケ
ースでは、図4A1及び4A2に示すような平坦なスペクトルのチョッピングシーケンス
は、最良の選択ではないかもしれない。例えば、センサの非理想性(例えば、寄生容量)
により、チョップ信号のロー段階及びハイ段階のオフセットが異なる場合には、成形され
た(shaped)チョッピングシーケンスを使用する方がよいかもしれない。単純なランダム
チョッピングは、オフセット差をホワイトノイズとしてスミアして、DC付近にある程度
ノイズを入れ、ノイズフロアを上昇させる。成形されたチョッピングシーケンスは、特定
の周波数帯域から離れてノイズをスミアするために使用することができる。例えば、関心
のある周波数帯域がDC又は低周波数にある場合、ノイズをより高い周波数へとスミアす
る成形されたチョッピングシーケンスを使用することができる。
フセット差による誤差をスミアするために、成形されたチョッピングパターンを使用する
ことができる方法を示す。図6Aは周波数領域におけるチョッピングパターンを示す。チ
ョッピングパターンは、DC又は低周波成分を実質的に有しておらず、より高い周波数で
上昇を開始する。図6Bは、高チョップ状態と低チョップ状態との間のオフセットの差に
よるDC誤差を示す。図6Cは、図6Aの成形されたチョッピングパターンを図6Bのオ
フセット差によるDC誤差と組み合わせた周波数領域での結果を示す。オフセット差によ
る出力の誤差は、DC及び低周波数、関心のある周波数帯域から離れ、より高い周波数へ
のノイズとして成形される。
大きなEMI誘起妨害が生じる可能性がある。図7は、成形されたチョッピングパターン
と成形されないランダムパターンとの間の潜在的なトレードオフを示している。図7は、
成形されていないランダムなチョッピングパターン702及び例示的な成形されたチョッ
ピングパターン704の周波数スペクトルを示す。エイリアス(aliased)EMI周波数
が周波数faよりも小さい場合、例えば周波数femi1である場合、成形されたパター
ン704は、不成形パターン702の場合よりも、DC上に重なるノイズが小さくなる。
しかし、エイリアスEMI周波数が周波数faよりも大きい場合、例えば周波数femi
2である場合、不成形パターン702は、成形されたパターン704よりもDC上に重な
るノイズが小さくなる。所望のチョッピングパターンを決定するためにシステムレベルの
検討を使用することができる。
趣旨及び範囲内でさらに修正することができる。したがって、本出願は、本発明のさまざ
まな原理を用いる、本発明の任意の変形、使用、又は適合をカバーすることを意図してい
る。
第1の可変キャパシタ、第2の可変キャパシタ、前記第1の可変キャパシタに結合された第1のコア入力、前記第2の可変キャパシタに結合された第2のコア入力、並びに前記第1の可変キャパシタ及び前記第2の可変キャパシタを結合する第1の共通のノードを含む第1の容量性コアと、
第3の可変キャパシタ、第4の可変キャパシタ、前記第3の可変キャパシタに結合された第3のコア入力、前記第4の可変キャパシタに結合された第4のコア入力、並びに前記第3の可変キャパシタ及び前記第4の可変キャパシタを結合する第2の共通ノードを含む第2の容量性コアと、
反転入力及び非反転入力を含む差動増幅器と、
前記第1の共通ノードと前記差動増幅器の入力との間の第1の容量性パスと、
前記第2の共通ノードと前記差動増幅器の入力との間の第2の容量性パスと、
ハイ状態及びロー状態を有し、前記第1及び第2の共通ノードを前記差動増幅器の入力に結合するチョッピングシステムと
を備え、
前記チョッピングシステムがハイ状態にあるとき、正の基準電圧が前記第1の容量性コアの前記第1の入力及び前記第2の容量性コアの前記第4の入力に印加され、負の基準電圧が前記第1の容量性コアの前記第2の入力及び前記第2の容量性コアの前記第3の入力に印加され、前記チョッピングシステムは、前記第1の共通ノードを前記差動増幅器の前記反転入力に結合し、前記第2の共通ノードを前記差動増幅器の前記非反転入力に結合し、前記負の基準電圧は前記正の基準電圧と実質的に同じ大きさ及び反対の極性であり、
前記チョッピングシステムがロー状態にあるとき、負の基準電圧が前記第1の容量性コアの前記第1の入力及び前記第2の容量性コアの前記第4の入力に印加され、正の基準電圧が前記第1の容量性コアの前記第2の入力及び前記第2の容量性コアの前記第3の入力に印加され、前記チョッピングシステムは、前記第1の共通ノードを前記差動増幅器の前記非反転入力に結合し、前記第2の共通のノードを前記差動増幅器の前記反転入力に結合する容量センサシステムであってもよい。
容量センサの第1の出力を差動増幅器の入力に切り替え可能に結合するステップであって、前記差動増幅器は反転入力及び非反転入力を含む、ステップと、
前記容量センサの第2の出力を前記差動増幅器の入力に切り替え可能に結合するステップであって、前記容量センサの前記第2の出力は前記容量センサの前記第1の出力とは異なる、ステップと、
ハイ状態とロー状態との間でチョッピングシステムを切り替えて電磁干渉を制御するステップと、
前記チョッピングシステムが前記ハイ状態にあるとき、
第1の極性の電圧を前記容量センサの入力に印加するステップと、
前記容量センサの前記第1の出力を前記差動増幅器の前記反転入力に結合するステッ
プと、
前記容量センサの前記第2の出力を前記差動増幅器の前記非反転入力に結合するステップと、
前記チョッピングシステムが前記ロー状態にあるとき、
前記第1の極性の電圧と実質的に同じ大きさと反対の極性を有する第2の極性の電圧を前記容量センサの入力に印加するステップと、
前記容量センサの前記第1の出力を前記差動増幅器の前記非反転入力に結合するステップと、
前記容量センサの前記第2の出力を前記差動増幅器の前記反転入力に結合するステップと
を含む方法であってもよい。
前記第1の容量性コアは、第1の可変キャパシタ、第2の可変キャパシタ、前記第1の可変キャパシタに結合された第1のコア入力、前記第2の可変キャパシタに結合された第2のコア入力、並びに前記第1の可変キャパシタ及び前記第2の可変キャパシタを結合する第1の共通ノードを含み、
前記第2の容量性コアは、第3の可変キャパシタ、第4の可変キャパシタ、前記第3の可変キャパシタに結合された第3のコア入力、前記第4の可変キャパシタに結合された第4のコア入力、並びに前記第3の可変キャパシタ及び前記第4の可変キャパシタを結合する第2の共通ノードを含み、
前記容量センサの前記第1の出力は前記第1の容量性コアの前記第1の共通ノードであり、前記容量センサの前記第2の出力は前記第2の容量性コアの前記第2の共通ノードであり、前記容量センサの入力は、前記第1の容量性コアの前記第1及び第2のコア入力並びに前記第2の容量性コアの前記第3及び第4のコア入力のいずれかであってもよい。
Claims (8)
- 電磁干渉に耐性のある容量センサシステムであって、
第1の可変キャパシタ、第2の可変キャパシタ、前記第1の可変キャパシタに結合された第1のコア入力、前記第2の可変キャパシタに結合された第2のコア入力、並びに前記第1の可変キャパシタ及び前記第2の可変キャパシタを結合する第1の共通ノードを含む第1の容量性コアと、
第3の可変キャパシタ、第4の可変キャパシタ、前記第3の可変キャパシタに結合された第3のコア入力、前記第4の可変キャパシタに結合された第4のコア入力、並びに前記第3の可変キャパシタ及び前記第4の可変キャパシタを結合する第2の共通ノードを含む第2の容量性コアと、
反転入力及び非反転入力を含む差動増幅器と、
前記第1の共通ノードと前記差動増幅器の入力との間の第1の容量性パスと、
前記第2の共通ノードと前記差動増幅器の入力との間の第2の容量性パスと、
ハイ状態及びロー状態を有し、前記第1及び第2の共通ノードを前記差動増幅器の入力に結合するチョッピングシステムと
を備え、
前記チョッピングシステムが前記ハイ状態にあるとき、正の基準電圧が前記第1の容量性コアの前記第1の入力及び前記第2の容量性コアの前記第4の入力に印加され、負の基準電圧が前記第1の容量性コアの前記第2の入力及び前記第2の容量性コアの前記第3の入力に印加され、前記チョッピングシステムは、前記第1の共通ノードを前記差動増幅器の前記反転入力に結合し、前記第2の共通ノードを前記差動増幅器の前記非反転入力に結合し、前記負の基準電圧は前記正の基準電圧と実質的に同じ大きさ及び反対の極性であり、
前記チョッピングシステムが前記ロー状態にあるとき、負の基準電圧が前記第1の容量性コアの前記第1の入力及び前記第2の容量性コアの前記第4の入力に印加され、正の基準電圧が前記第1の容量性コアの前記第2の入力及び前記第2の容量性コアの前記第3の入力に印加され、前記チョッピングシステムは、前記第1の共通ノードを前記差動増幅器の前記非反転入力に結合し、前記第2の共通ノードを前記差動増幅器の前記反転入力に結合する容量センサシステム。 - 前記第1の容量性コア及び前記第2の容量性コアは微小電気機械デバイスの一部である請求項1に記載の容量センサシステム。
- 前記第1の容量性パスは第1のボンドワイヤを含み、前記第2の容量性パスは第2のボンドワイヤを含む請求項2に記載の容量センサシステム。
- 前記第1の容量性パスは第1のボンドワイヤを含み、前記第2の容量性パスは第2のボンドワイヤを含む請求項1に記載の容量センサシステム。
- 前記チョッピングシステムは、関心のある周波数帯域から離れてノイズをスミアする周波数で前記ハイ状態と前記ロー状態との間で変化させられる請求項1に記載の容量センサシステム。
- 前記チョッピングシステムのチョッピングパターンは、前記関心のある周波数帯域内の周波数成分を実質的に有さないように成形される請求項5に記載の容量センサシステム。
- 前記チョッピングシステムは、広い周波数範囲にわたってノイズを実質的に均等にスミアする周波数で前記ハイ状態と前記ロー状態との間で変化させられる請求項1に記載の容量センサシステム。
- 前記チョッピングシステムはランダムな周波数で前記ハイ状態と前記ロー状態との間で変化させられる請求項7に記載の容量センサシステム。
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