KR102045785B1 - 미소 기전 시스템 장치 콰드러처 시프트 취소 - Google Patents

미소 기전 시스템 장치 콰드러처 시프트 취소 Download PDF

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Abstract

본 명세서에서는 미소 기전 시스템(MEMS) 자이로스코프와 같은 MEMS 장치로부터 감지 신호의 콰드러처 제거를 위한 장치 및 방법이 개시된다. 일례에서, 콰드러처 정정 장치는 MEMS 자이로스코프의 검증 질량체의 구동 정보를 제공하도록 구성된 구동 전하-전압(C2V) 변환기, 검증 질량체의 감지 정보를 제공하도록 구성된 감지 C2V 변환기, 구동 정보의 위상 시프트 정보를 제공하도록 구성된 위상 시프트 모듈, 구동 정보와 위상 시프트 정보를 수신하고 복조된 구동 정보를 제공하도록 구성된 구동 복조기, 감지 정보와 위상 시프트 정보를 수신하고 복조된 감지 정보를 제공하도록 구성된 감지 복조기를 포함하고, 상기 콰드러처 에러 장치는 복조된 구동 정보와 복조된 감지 정보를 이용하여 정정된 감지 정보를 제공하도록 구성된다.

Description

미소 기전 시스템 장치 콰드러처 시프트 취소{MEMS DEVICE QUADRATURE SHIFT CANCELLATION}
본 출원은 2012년 4월 5일자로 제출된 미국 가출원(출원번호 61/620,653: "MEMS GYROSCOPE QUADRATURE SHIFT CANCELLATION")의 우선권을 주장하며 그 내용 전체가 참조로서 본 명세서에 통합된다.
본 발명은 미소 기전 시스템(MEMS)에 관한 것으로서 보다 구체적으로는 MEMS 장치를 위한 콰드러처 시프트 제거 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 미소 기전 시스템(MEMS)에 관한 것으로서 보다 구체적으로는 MEMS 장치를 위한 콰드러처 시프트 제거 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 MEMS 자이로스코프와 같은 미소 기전 시스템(MEMS) 장치로부터 감지 정보의 콰드러처 시프트 제거 장치 및 방법에 관한 것이다. 일례에서, 콰드러처 정정 장치는 MEMS 자이로스코프의 검증 질량체(proof mass)의 구동 정보를 제공하도록 구성된 구동 전하-전압(C2V) 변환기, 검증 질량체의 감지 정보를 제공하도록 구성된 감지 C2V 변환기, 구동 정보의 위상 시프트 정보를 제공하도록 구성된 위상-시프트 모듈, 구동 정보 및 위상 시프트 정보를 수신하고 복조된(demodulated) 구동 정보인 복조 구동 정보를 제공하도록 구성된 구동 복조기, 감지 정보 및 위상 시프트 정보를 수시하고 복조된 감지 정보인 복조 감지 정보를 제공하는 감지 복조기를 포함하고, 콰드러처 정정 장치는 복조 구동 정보와 복조 감지 정보를 이용하여 정정된 감지 정보를 제공하도록 구성된다.
이러한 개요는 본 발명의 전체적인 구성을 제공하기 위한 것이며, 본 발명의 배타적이거나 완전한 설명은 아니다. 이하의 상세한 설명이 본 발명에 대한 보다 많은 정보를 제공한다.
반드시 실척으로 도시될 필요는 없는 도면에서, 동일한 도면 부호는 상이한 도면에 있는 유사한 구성요소를 나타낼 수도 있다. 앞자리의 숫자가 상이한 도면 부호는 유사한 구성요소의 상이한 예를 나타낼 수도 있다. 이들 도면은 전반적으로 본 명세서에서 논의되는 각종 실시 형태를 제한하기 위한 것이 아니라 예로서 설명하기 위한 것이다.
도 1은 MEMS 장치의 콰드러처 시프트를 취소시키기 위한 종래의 회로(100)를 도시한 것이다.
도 2는 MEMS 자이로스코프 센서 신호 상에 나타나는 콰드러처 에러를 제거하기 위한 예시적인 센서 회로를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 MEMS 장치를 위한 예시적인 콰드러처 제거 회로를 개략적으로 도시한 것이다.
MEMS 자이로스코프와 같은 MEMS 장치는 공진 주파수에서 진동하도록 구동기에 의해 여기되는 현수된 검증 질량체(proof mass)를 포함할 수 있다. 진동하는 검증 질량체는 회전 이동에 영향을 받게 되면 변위하는 현수된 검증 질량부들을 포함할 수 있다. 검증 질량부들의 변위는 코리올리 효과를 가지고 설명할 수 있다. 현수된 검증 질량부들에 연결된 용량성 센서들은 현수된 검증 질량부들에 영향을 줄 수 있는 회전 이동과 결과적으로 발생하는 코리올리 힘을 나타내는 센서 신호를 제공할 수 있다. 일례에서, 검증 질량체는 때때로 반도체 재료의 층 또는 일련의 층일 수 있다. 일례에서, 검증 질량체는 집적 회로 기술을 이용하여 제조될 수 있고, 여러 가지 기계적 요소들은 여러 가지 층 형성 및 식각 기술을 이용하여 제조될 수 있다. 통상, 검증 질량체는, MEMS 장치를 제조하는 데에 사용되는 제조 방법의 통상의 변형 범주 내에 있는 부정성(irregularities)을 포함할 수 있다.
도 1은 MEMS 장치의 콰드러처 시프트 또는 쿼드러처 에러를 제거하기 위한 종래의 회로(100)를 도시한 것이다. 이 회로는 MEMS 자이로스코프(101)와 같은 MEMS 장치의 구동 감지 전극(gdp, gdn)에 연결되기 위한 제1 입력단, MEMS 자이로스코프(101)의 센서 전극(gcxp, gcxn)에 연결되기 위한 제2 입력단, 구동 전하-전합(C2V) 변환기(102), 감지 C2V 변환기(103), 아날로그 정정 증폭기(104), 90도 위상 시프트 모듈(105), 복조기(demodulator)(106), 및 아날로그-디지털 변환기(ADC)(107).
구동 C2V 변환기(102)는 용량성 구동 전극 또는 용량성 구동 전극(gdp, gdn) 세트에 연관된 전하를 전압으로 변환할 수 있다. 일례에서, 용량성 구동 전극(gdp, gdn)은 MEMS 자이로스코프(101)의 구동에 의해 야기되는 검즐 질량체의 진동 움직임을 포함하는 구동 정보를 감지하는 데에 사용될 수 있다. 일례에서, 용량성 구동 전극(gdp, gdn)으로부터 수신된 구동 정보는, 검증 질량체가 안정적인 진폭을 가지고 안정적인 주파수로 진동하도록 MEMS 자이로스코프(101)의 검증 질량체를 제어하는 데에 사용될 수 있다.
감지 C2V 변환기(103)는 MEMS 자이로스코프(101)의 용량성 감지 전극(gcxp, gcxn)과 연관된 전하를 전압으로 변환하여 MEMS 자이로스코프와 연관된 감지 정보를 제공한다. 일례에서, 감지 정보는 MEMS 자이로스코프의 검증 질량체의 코리올리 효과 움직임과 연관된 정보를 포함할 수 있다. 일례에서, 감지 전극(gcxp, gcxn)은 현수된 검증 질량부의 변위를 나타내는 전하 신호를 제공할 수 있다. 현수된 검증 질량부의 변위는 특정 방향에서의 MEMS 자이로스코프(101)의 이동을 나타낼 수 있다. 일례에서, MEMS 자이로스코프(101)는 여러 개의 감지 전극 또는 한 세트의 감진 전극(gcxp, gcxn)을 포함하고 하나 이상의 방향에서 MEMS 자이로스코프의 움직임을 감지할 수 있다. 검증 질량체와 연관된 부정성(irregularities)과 같은, MEMS 자이로스코프(101)의 제조와 연관된 부정성으로 인해, 검증 질량부는 검증 질량부의 진동으로 인해 감지하고자 하는 방향에서 변위될 수 있고, 따라서 감지 전극(gcxp, gcxn)으로부터 수신한 감지 신호가 MEMS 자이로스코프(101)의 움직임과 연관된 정보뿐 아니라 검증 질량체 진동 정보도 포함할 수 있다. 감지 신호 내에 들어온 검증 질량체 진동 정보는 콰드러처 시프트 또는 콰드러처 에러로 볼리우는 것이다.
아날로그 정정 증폭기(104)는 구동 C2V 변환기(102)로부터 구동 감지 신호를 수신할 수 있고, 구동 감지 신호의 증폭된 버전을 감지 신호에 합산하여 감지 신호 내의 콰드러처 에러를 실질적으로 제거하고, 정정된 감지 신호 또는 정정된 감지 정보를 제공한다.
감지 C2V 변환기(103)는 콰드러처 에러가 실질적으로 제거된 용량성 감지 신호를 감지 전극(gcxp, gcxn)으로부터 수신하고, 그 신호를 MEMS 자이로스코프(101)의 회전 속도와 같은 MEMS 자이로스코(101)의 움직임 속도를 나타내는 전압으로 변환할 수 있다. 위상 시프트 모듈(105)은 복조기(106)와 함께 사용되어 감지 C2V 변환기(103)의 전압 신호를 복조하고 속도 출력 신호를 제공한다. 이 예의 회로에서, ADC(107)는 이 속도 출력 신호를 추후 처리를 위해 디지털 표현으로 변환할 수 있다.
본 발명자들은 도 1에 도시된 회로와 같은 콰드러처 제거 회로가 MEMS 자이로스코프 감지 신호 내의 콰드러처 에러를 감시시키는 데 효과가 있지만 MEMS 자이로스코프(101)로부터 얻을 수 있는 움직임 정보의 정확도와 성능을 열화시킬 수 있는 노이즈 및 드리프트(drft) 또한 감지 신호 내로 인입될 수 있다는 것을 인지하였다. 예컨대, 본 발명자들은 도 1의 아날로그 정정 증폭기(104)에 의해 인입될 수 있는 노이즈 및 드리프트와 같은, 콰드러처 제거 회로의 아날로그 콤포넌트들로부터 인입될 수 있는 노이즈 및 위상 드리프트를 디지털 감지 및 콰드러처 제거 회로가 저감시킬 수 있다는 것을 인식하였다.
도 2는, 구동 감지 C2V 변환기(202), 감지 C2V 변환기(203), 위상 시프트 모듈(205), 구동 및 감지 복조기(210, 211), 및 정정 증폭기(204)를 포함하는 예시적인 콰드러처 제거 회로(200)를 개략적으로 도시한 것이다. 구동 감지 C2V 변환기(202)는 MEMS 자이로스코프(201)의 구동 감지 전극(gdp, gdn) 상의 전하를 변환하여 검증 질량체의 평면내(in-plane) 진동 움직임을 나타내는 전압 신호를 제공할 수 있다. 감지 C2V 변환기(203)는 현수된 검증 질량부의 감지 전극(gcxp, gcxn) 상의 전하를 MEMS 자이로스코프(201)의 움직임 속도를 나타내는 전압 신호로 변환할 수 있다. 위상 시프트 모듈(205) 및 구동 복조기(210)는 구동 감지 신호를 복조할 수 있고 검증 질량체 진동의 복조된 신호 표현을 제공할 수 있다. 위상 시프트 모듈(205) 및 감지 복조기(211)는 감지 신호를 복조하여 MEMS 자이로스코프(201)의 움직임 속도를 나타내는 복조된 감지 신호인 복조 감지 신호를 제공할 수 있다. 그러나, 복조 감지 신호는, 반도체 검증 질량체의 제조에서의 부정성(irregularities)과 같은 MEMS 자이로스코프(201)의 제조에 있어서의 부정성으로 인해 MEMS 자이로스코프(201)의 감지 전극(gcxp, gcxn)에 의해 감지될 수 있는 평면외(out-of-plane) 진동 움직임(예컨대 콰드러처 에러)이 야기될 수 있다. 정정 증폭기(204)는 복조된 구동 신호인 복조 구동 신호의 레벨을 조정하여 증폭된 복조 구동 정보 또는 정정 신호를 제공함으로써 복조된 감지 신호 내의 콰드러처 에러를 제거한다. 합산 노드(212)는 정정 신호를 복조된 감지 신호와 합산하여 복조된 감지 신호의 콰드러처 에러를 제거한다. 일례에서, 복조되고 콰드러처 에러가 없는 감지 신호는 ADC(207)을 이용하여 추가적인 처리를 위해 디지털 표현으로 변환될 수 있다. 일례에서, 콰드러처 제거 회로(200)는, 일례에서는 동일한 집적회로 내에서 제조될 수 있는 거의 동일한 콤포넌트를 이용하여 구동 감지 신호 및 감지 신호를 복조하는 것에 의해 트리프트가 회로로 인입되는 확률을 저감시킬 수 있다. 결과적으로, 하나의 회로 경로 내에 인입된 드리프트는 어떤 것이든 다른 회로 경로 내에서 동일한 메커니즘에 의해 인입된 드리프트에 의해 상쇄된다.
도 3은 구동 감지 C2V 변환기(302), 감지 C2V 변환기(303), 위상 시프트 회로(305), 구동 및 감지 복조기(310, 311), 구동 및 감지 ADC(320, 321), 및 디지털 정정 증폭기(314)를 포함하는 예시적인 콰드러처 제거 회로(300)를 개략적으로 도시한 것이다. 구동 감지 C2V 변환기(302)는 MEMS 자이로스코프(301)의 검증 질량체의 구동 감지 전극(gdp, gdn) 상의 전하를 변환하여 검증 질량체의 평면내 진동 움직임을 나타내는 전압 신호를 제공한다. 감지 C2V 변환기(303)는 검증 질량체의 현수된 검증 질량부의 감지 전극(gcxp, gcxn) 상의 전하를 MEMS 자이로스코프(301)의 움직임의 속도를 나타내는 전압 신호로 변환한다. 위상 시프트 회로(305) 및 구동 복조기(310)는 검증 질량체 진동을 나타내는 복조된 신호를 제공할 수 있다. 위상 시프트 회로(305) 및 감지 복조기(311)는 감지 신호를 복조하여 MEMS 자이로스코프(301)의 움직임의 속도를 나타내는 복조된 감지 신호를 제공한다. 복조된 구동 감지 신호 및 복조된 감지 신호는 구동 및 감지 ADC(320, 321)를 이용하여 각각 디지털화될 수 있다. 복조된 신호를 디지털 표현으로 변환함으로써, 예컨대 아아날로그 신호 처리 콤포넌트에서는 일반적인 1/f 노이즈와 같은 노이즈가 신호에 인집되는 확률을 감소시킬 수 있다.
복조된 감지 신호의 디지털 표현은, MEMS 자이로스코프의 반도체 검증 질량체의 제조에 있어서의 부정성과 같은 MEMS 자이로스코프(301)의 제조에 있어서의 부정성으로 인해 MEMS 자이로스코프(301)의 감지 전극(gcxp, gcxn)에 의해 감지될 수 있는 평면외 진동 움직임(예컨대 콰드러처 에러)이 야기될 수 있기 때문에, 검증 질량체의 진동과 연관된 성분을 포함할 수 있다. 일례에서, 디지털 정정 증폭기(314)는 복조된 구동 신호의 디지털 표현의 레벨을 조정하여 디지털 정정 신호를 제공함으로써 디지털화되고 복조된 감지 신호 내의 콰드러처 에러를 제거할 수 있다. 디지털 합산 노드(317)는 복조된 감지 신호의 디지털 표현과 디지털 정정 신호를 디지털적으로 결합시켜 복조된 감지 신호의 디지털 표현의 콰드러처 에러를 제거할 수 있다. 일례에서, 콰드러처 제거 회로(300)는, 일례에 있어서 동일한 집적 회로 내에서 제조될 수 있는 거의 동일한 콤포넌트를 이용하여 구동 감지 신호 및 감지 신호를 복조하는 것에 의해 드리프트가 회로 내에 인입되는 확률을 낮출 수 있다. 결과적으로, 하나의 회로 경로 내에 인입된 드리프트는 어떤 것이든 다른 회로 경로 내에서 동일한 메커니즘에 의해 인입된 드리프트에 의해 상쇄된다.
추가적인 개시
예 1에서, 콰드러처 정정 장치는, MEMS 자이로스코프의 검증 질량체의 구동 정보를 제공하도록 구성된 구동 전하-전압(C2V) 변환기, 검증 질량체의 감지 정보를 제공하도록 구성된 감지 C2V 변환기, 구동 정보의 위상 시프트 정보를 제공하도록 구성된 위상 시프트 모듈, 구동 정보와 위상 시프트 정보를 수신하고 복조된 구동 정보인 복조 구동 정보를 제공하도록 구성된 구동 복조기, 및 감지 정보와 위상 시프트 정보를 수신하고 복조된 감지 정보인 복조 감지 정보를 제공하도록 구성된 감지 복조기를 포함하고, 상기 콰드러처 정정 장치는 복조된 구동 정보와 복조된 감지 정보를 이용하여 정정된 감지 정보를 제공하도록 구성된다.
예 2에서, 예 1의 장치는 선택적으로 복조된 구동 정보와 복조된 감지 정보를 이용하여 정정된 감지 징보를 제공하도록 구성된 합산 노드를 포함한다.
예 3에서, 예 1-2 중 어느 하나의 장치는 선택적으로 복조된 구동 정보를 수신하여 증폭된 복조 구동 정보를 제공하도록 구성된 정정 증폭기를 포함하고, 콰드러처 정정 장치는 증폭된 복조 구동 정보와 복조된 감지 정보를 이용하여 정정된 감지 정보를 제공하도록 구성된다.
예 4에서, 예 1-3 중 어느 하나의 장치는 선택적으로 증폭된 복조 구동 정보와 복조된 감지 정보를 이용하여 정정된 감지 정보를 제공하도록 구성된 합산 노드를 포함한다.
예 5에서, 예 1-3 중 어느 하나의 장치는 선택적으로 정정된 감지 신호를 수신하고 이 정정된 감지 신호의 디지털 표현을 제공하도록 구성된 아날로그-디지털 변환기를 포함한다.
예 6에서, 예 1-5 중 어느 하나의 구동 복조기는 선택적으로 복조된 구동 신호를 수신하고 복조된 구동 신호의 디지털 표현을 제공하도록 구성된 제1 아날로그-디지털 변환기를 포함한다.
예 7에서, 예 1-6 중 어느 하나의 구동 변환기는 선택적으로 복조된 구동 신호의 디지털 표현의 레벨을 조정하여 감지 정보의 콰드러처 에러를 제거하기 위한 정정 신호를 제공한다.
예 8에서, 예 1-7 중 어느 하나의 감지 복조기는 선택적으로 복조된 감지 신호를 수신하고 이 복조된 감지 신호의 디지털 표현을 제공하도록 구성된 제2 아날로그-디지털 변환기를 포함한다.
예 9에서, 예 1-8 중 어느 하나의 합산 노드는 선택적으로, 복조된 감지 신호의 콰드러처 에러를 제거하기 위해 복조된 구동 신호의 디지털 표현과 복조된 감지 신호의 디지털 표현을 결합하여 디지털의 정정된 감지 신호를 제공하도록 구성된 디지털 합산 노드를 포함한다.
예 10에서, 방법은 구동 전하-전압(C2V) 변환기를 이용하여 MEMS 자이로스코프의 검증 질량체의 구동 정보를 제공하는 단계, 감지 C2V 변환기를 이용하여 검증 질량체의 감지 정보를 제공하는 단계, 구동 정보 및 위상 시프트 모듈을 이용하여 구동 정보의 위상 시프트 정보를 제공하는 단계, 구동 복조기 및 위상 시프트 정보를 이용하여 구동 정보를 복조하고 복조된 구동 정보를 제공하는 단계, 감지 복조기 및 위상 시프트 정보를 이용하여 감지 정보를 복조하여 복조된 감지 정보를 제공하는 단계, 복조된 구덩 정보와 복조된 감지 정보를 이용하여 감지 정보의 콰드러처 에러를 제거하고 정정된 감지 신호를 제공하는 단계를 포함한다.
예 11에서, 예 1-10 중 어느 하나의 방법은 선택적으로 정정 증폭기를 이용하여 복조된 구동 정보의 레벨을 조정하는 단계를 포함한다.
예 12에서, 예 1-11 중 어느 하나의 방법은 선택적으로 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 정정된 감지 신호를 변환하고 정정된 감지 신호의 디지털 표현을 제공하는 단계를 포함한다.
예 13에서, 예 1-12 중 어느 하나의 방법은 선택적으로 복조된 구동 정보와 제1 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 복조된 구동 신호의 디지털 표현을 제공하는 단계를 포함한다.
예 14에서, 예 1-13 중 어느 하나의 방법은 선택적으로 정정 증폭기를 이용하여 복조된 구동 정보의 디지털 표현의 레벨을 조정하는 단계를 포함한다.
예 15에서, 예 1-14 중 어느 하나의 방법은 선택적으로 복조된 감지 정보와 제2 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 복조된 감지 신호의 디지털 표현을 제공하는 단계를 포함한다.
예 16에서, 예 1-3 중 어느 하나의 콰드러처 에러를 제거하고 정정된 감지 신호를 제공하는 단계는 선택적으로 복조된 구동 신호의 디지털 표현과 복조된 감지 신호의 디지털 표현을 합산하고 디지털의 정정된 감지 신호를 제공하는 단계를 포함한다.
예 17에서, 시스템은 검증 질량체를 포함하는 MEMS 장치와 검증 질량체의 감지 정보를 제공하도록 구성된 제어 회로를 포함할 수 있다. 제어 회로는 검증 질량체에 연결되어 검증 질량체의 구동 정보를 제공하도록 구성된 구동 전하-전압(C2V) 변환기, 검증 질량체로부터 감지 신호를 수신하고 검증 질량체의 감지 정보를 제공하도록 구성된 감지 C2V 변환기, 구동 정보를 이용하여 위상 시프트 정보를 제공하도록 구성된 위상 시프트 모듈, 위상 시프트 정보와 구동 정보를 수신하고 복조된 구동 신호를 제공하는 구동 복조기, 위상 시프트 정보와 감지 정보를 수신하고 복조된 감지 신호를 제공하도록 구성된 감지 복조기, 및 복조된 구동 신호와 복조된 감지 신호의 합을 이용하여 감지 정보의 콰드러처 에러를 제거하고 정정된 감지 신호를 제공하도록 구성된 합산 노드를 포함할 수 있다.
예 18에서, 예 1-17 중 어느 하나의 구동 복조기는 선택적으로 복조된 구동 신호의 레벨을 조정하고 정정된 신호를 제공함으로써 감지 정보의 콰드러처 에러를 제거하도록 구성된 정정 증폭기와, 정정된 감지 신호를 수신하여 정정된 감지 신호의 디지털 표현을 제공하도록 구성된 아날로그-디지털 변환기를 포함한다.
예 19에서, 예 1-18 중 어느 하나의 구동 복조기는 선택적으로 복조된 구동 신호를 수신하고 복조된 구동 신호의 디지털 표현을 제공하는 제1 아날로그-디지털 변환기를 포함하고, 구동 복조기는 복조된 구동 신호의 디지털 표현의 레벨을 조정하고 감지 정보의 콰드러처 에러를 제거하기 위한 디지털 정정 신호를 제공하도록 구성된 디지털 정정 증폭기를 포함한다.
예 20에서, 예 1-19 중 어느 하나의 감지 복조기는 선택적으로 복조된 감지 신호를 수신하고 복조된 감지 신호의 디지털 표현을 제공하는 제2 아날로그-디지털 변환기를 포함한다.
예 21에서, 예 1-20 중 허느 하나의 합산 노드는 선택적으로 복조된 구동 신호의 디지털 표현과 복조된 감지 신호의 디지털 표현을 결합하여 복조된 감지 신호의 콰드러처 에러를 제거하고 디지털의 정정된 감지 신호를 제공하도록 구성된 디지털 합산 노드를 포함한다.
예 22는, 예 1-21의 기능 중 하나 이상을 수행하기 위한 수단 또는 머신에 의해 실행된 때에 그 머신으로 하여금 예 1-21의 기능 중 하나 이 상을 수행하도록 하는 명령어를 포함하는 머신 판독가능한 매체를 포함하는 발명을 포함할 수도 있고, 그러한 발명을 포함하기 위해 예 1-21 중 어느 하나의 일부 또는 일부의 조합에 선택적으로 조합될 수 있다.
상기 기재된 사항은 상세한 설명의 일부를 형성하는 도면에 대한 참조를 포함한다. 도면은 본원 발명이 실시될 특정 실시형태를 예시로서 보여주고 있다. 이 실시형태는 여기에 "실시예"로도 참조된다. 그러한 실시예들은 여기서 기재되거나 도시되지 않은 요소를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명자는 또한 기재되고 도시된 요소들만이 제공된 예도 고려한다. 또한, 본 발명자는, 특정의 예(또는 하나 이상의 그 양태들) 또는 여기에 기재되거나 도시된 다른 예(또는 하나 이상의 그 양태들) 중 하나에 대해, 도시되거나 기재된 그러한 요소들(또는 하나 이상의 그 양태들)의 임의의 조합이나 치환을 이용한 예도 고려한다.
본 명세서에 언급된 모든 공개 문헌, 특허, 및 특허 문헌은 참조에 의해 개별적으로 원용되어 있지만 그 전체 내용이 본 명세서에 참조에 의해 원용된다. 본 명세서와 이와 같이 참조로 포함된 문헌 간에 일치하지 않는 사용법이 있을 경우에, 원용된 참조 문헌에서의 사용법은 본 명세서의 사용법에 대한 보조적인 것으로 간주되어야 하며, 예컨대 양립 불가능한 불일치의 경우에는, 본 명세서에서의 사용법이 우선한다.
본 명세서에서는, "일" 또는 "하나의"라는 표현은, 특허 문헌에서 흔히 쓰이는 바와 같이, 다른 경우들이나 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"이라는 표현의 용법과 관계없이 하나 또는 하나 이상을 포함하도록 사용된다. 본 명세서에서는, 특별한 지시가 없는 이상 "A 또는 B"가 "A이나 B가 아닌", "B이나 A가 아닌" 및 "A 및 B"를 포함하도록, "또는"이라는 표현은 독점적이지 않은 것을 언급하도록 사용된다. 첨부된 청구범위에서, "포함하다(including)" 및 "~인(in which)"이라는 표현은 "구비하다(comprising)" 및 "~인, ~이고(wherein)"의 공통 등가물로 사용된다. 또한, 이하의 청구범위에서는, "포함하다" 및 "구비하다"라는 표현이 개방형(open-eneded)의 의미를 갖는다. 즉, 청구항에서 이 표현 앞에 열거된 것 이외의 요소들을 포함하는 시스템, 장치, 물품, 또는 프로세스 또한 여전히 그 청구항의 범위 내에 포함되는 것으로 간주된다. 더욱이, 이하의 청구범위에서, "제1", "제2" 및 "제3" 등의 표현은 단순히 표지로서 사용되며, 그러한 대상에 대한 수적 요건을 강제하려는 의도는 아니다.
여기에 기술된 방법 실시예들은 적어도 부분적으로 기계 또는 컴퓨터에 의해 구현될 수 있다. 그러한 실시예들은, 상기한 예들에서 기술된 바와 같은 방법을 전자 기기가 실행하도록 하는 명령어가 인코딩된 컴퓨터 판독 가능한 매체 또는 기계 판독 가능한 매체를 포함한다. 그러한 방법의 구현예는, 마이크로코드와 같은 코드, 어셈블리 언어 코드, 상위 레벨 언어 코드 등을 포함할 수 있다. 그러한 코드는 여러 가지 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 명령어를 포함할 수 있다. 코드는 컴퓨터 프로그램 제품의 일부를 형성할 수 있다. 또한 일례에서, 코드는 하나 이상의 휘발성, 비일시적인, 또는 비휘발성의 유형의 컴퓨터 판독 가능한 매체에, 예컨대 실행 동안 또는 다른 시점에서 유형적으로 저장될 수 있다. 이러한 유형의 컴퓨터 판독 가능한 매체의 예들은, 제한되는 것은 아니지만, 하드디스크, 교체 가능한 자기 디스크, 교체 가능한 광 디스크(예컨대, CD, DVD), 자기 카세트, 메모리 카드 또는 스틱, RAM, ROM 등을 포함한다.
상기한 설명은 예시를 위한 것으로, 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 예컨대, 전술한 실시예(또는 이러한 실시예의 하나 이상의 양태들)는 서로 조합되어 이용될 수도 있다. 상기한 설명을 검토한 당업자에 의해 다른 실시예가 이용될 수 있다. 요약서는 독자가 신속하게 기술적 개시 사항의 본질을 확인할 수 있도록 하기 위해 제공될 뿐이다. 요약서는 그것이 청구항의 범위나 의미를 해석하거나 제한하는 데에 사용되지 않을 것이라는 전제하에 제출된 것이다. 또한, 상술한 상세한 설명에서, 여러 가지 특징들은 함께 그룹화되어 본 개시를 간소화한다. 이것은 청구되지 않은 개시된 특징이 어떤 청구항에서도 필수요소로서 해석되지 않아야 한다. 오히려, 발명의 청구 대상은 특정한 공개 실시형태의 모든 특징보다 작게 두어도 좋다. 따라서, 이하의 청구범위는 이에 의하여 상세한 설명에 포함되는 것이며, 각각의 청구항은 개별적인 실시형태를 나타낸다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위와 함께 청구항으로 나타낸 등가물의 전체 범위를 참조하여 결정되어야 한다.

Claims (13)

  1. 콰드러처(quadrature) 정정 장치에 있어서,
    미소 기전 시스템(MEMS) 자이로스코프의 검증 질량체의 구동 정보를 제공하도록 구성된 구동 전하-전압(C2V) 변환기;
    상기 검증 질량체의 감지 정보를 제공하도록 구성된 감지 C2V 변환기;
    상기 구동 정보의 위상 시프트 정보를 제공하도록 구성된 위상 시프트 모듈;
    상기 구동 정보 및 상기 위상 시프트 정보를 수신하고 복조된 구동 정보인 복조 구동 정보를 제공하도록 구성된 구동 복조기;
    상기 감지 정보 및 상기 위상 시프트 정보를 수신하고 복조된 감지 정보인 복조 감지 정보를 제공하도록 구성된 감지 복조기;
    상기 감지 복조기로부터 상기 복조 감지 정보를 수신하도록 구성된 합산 노드; 및
    상기 구동 복조기로부터 상기 복조 구동 정보를 수신하고, 증폭된 복조 구동 정보를 상기 합산 노드에 제공하도록 구성된 정정 증폭기
    를 포함하고,
    상기 복조 구동 정보와 상기 복조 감지 정보를 이용하여 정정된 감지 정보를 제공하는 콰드러처 정정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증폭된 복조 구동 정보와 상기 복조 감지 정보를 이용하여 상기 정정된 감지 정보를 제공하는 콰드러처 정정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 합산 노드는 상기 감지 복조기로부터의 복조 구동 정보와 상기 정정 증폭기로부터의 복조 감지 정보를 이용하여 상기 정정된 감지 정보를 제공하도록 구성되는 콰드러처 정정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정정된 감지 신호를 수신하고 상기 정정된 감지 신호의 디지털 표현을 제공하도록 구성된 아날로그-디지털 변환기를 더 포함하는 콰드러처 정정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동 복조기는, 상기 복조 구동 신호를 수신하고 상기 복조 구동 신호의 디지털 표현을 제공하도록 구성된 제1 아날로그-디지털 변환기와, 상기 복조 구동 신호의 디지털 표현의 레벨을 조정하고 상기 감지 정보의 콰드러처 에러를 제거하기 위한 정정 신호를 제공하도록 구성된 정정 증폭기를 포함하며,
    상기 감지 복조기는, 상기 복조 감지 신호를 수신하고 상기 복조 감지 신호의 디지털 표현을 제공하는 제2 아날로그-디지털 변환기를 포함하고,
    상기 합산 노드는 상기 복조 감지 신호의 콰드러처 에러를 제거하기 위해 상기 복조 구동 신호의 디지털 표현과 상기 복조 감지 신호의 디지털 표현을 결합하여 디지털의 정정된 감지 신호를 제공하도록 구성된 디지털 합산 노드를 포함하는,
    콰드러처 정정 장치.
  6. 구동 전하-전압(C2V) 변환기를 이용하여 MEMS 자이로스코프의 검증 질량체의 구동 정보를 제공하는 단계;
    감지 C2V 변환기를 이용하여 검증 질량체의 감지 정보를 제공하는 단계;
    상기 구동 정보와 위상 시프트 모듈을 이용하여 상기 구동 정보의 위상 시프트 정보를 제공하는 단계;
    구동 복조기와 상기 위상 시프트 정보를 이용하여 상기 구동 정보를 복조하고 복조된 구동 신호인 복조 구동 신호를 제공하는 단계;
    감지 복조기와 상기 위상 시프트 정보를 이용하여 상기 감지 정보를 복조하고 복조된 감지 신호인 복조 감지 신호를 제공하는 단계;
    정정 증폭기를 이용하여 상기 복조 구동 신호의 레벨을 조정하는 단계; 및
    상기 복조 구동 신호와 상기 복조 감지 신호의 합산을 이용하여 상기 감지 정보의 콰드러처 에러를 제거하고 정정된 감지 신호를 제공하는 단계
    를 포함하는 방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복조 구동 정보와 제1 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 상기 복조 구동 신호의 디지털 표현을 제공하는 단계;
    정정 증폭기를 이용하여 상기 복조 구동 정보의 레벨을 조정하는 단계; 및
    상기 복조 감지 정보와 제2 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 상기 복조 감지 신호의 디지털 표현을 제공하는 단계
    를 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 정정된 감지 신호를 제공하는 단계는, 상기 복조 구동 정보의 디지털 표현과 상기 복조 감지 정보의 디지털 표현을 합산하여 디지털의 정정된 감지 신호를 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 검증 질량체를 포함하는 미소 기전 시스템(MEMS) 장치; 및
    상기 검증 질량체의 감지 정보를 제공하도록 구성된 제어 회로
    를 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 검증 질랑체에 연결되어 상기 검증 질량체의 구동 정보를 제공하도록 구성된 구동 전하-전압(C2V) 변환기;
    상기 검증 질량체로부터 감지 신호를 수신하고 상기 검증 질량체의 감지 정보를 제공하도록 구성된 감지 C2V 변환기;
    상기 구동 정보를 이용하여 위상 시프트 정보를 제공하도록 구성된 위상 시프트 모듈;
    상기 위상 시프트 정보와 상기 구동 정보를 수신하여 복조된 구동 신호인 복조 구동 신호를 제공하도록 구성된 구동 복조기;
    상기 위상 시프트 정보와 상기 감지 정보를 수신하여 복조된 감지 신호인 복조 감지 신호를 제공하도록 구성된 감지 복조기;
    상기 복조 구동 신호와 상기 복조 감지 신호의 합산을 이용하여 상기 감지 정보의 콰드러처 에러를 제거하고 정정된 감지 신호를 제공하도록 구성된 합산 노드; 및
    상기 복조 구동 신호의 레벨을 조정하여 상기 감지 정보의 콰드러처 에러를 제거하기 위한 정정 신호를 제공하도록 구성된 정정 증폭기를 포함하는, 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 정정된 감지 신호를 수신하고 상기 정정된 감지 신호의 디지털 표현을 제공하도록 구성된 아날로그-디지털 변환기를 더 포함하는, 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 구동 복조기는 상기 복조 구동 신호를 수신하고 상기 복조 구동 신호의 디지털 표현을 제공하는 아날로그-디지털 변환기를 포함하고,
    상기 정정 증폭기는 상기 복조 구동 신호의 디지털 표현의 레벨을 조정하고 상기 감지 정보의 콰드러처 에러를 제거하기 위한 디지털 정정 신호를 제공하도록 구성된 디지털 정정 증폭기를 포함하는, 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 구동 복조기는 제1 아날로그-디지털 변환기를 포함하고,
    상기 감지 복조기는 상기 복조된 감지 신호를 수신하고 상기 복조된 감지 신호의 디지털 표현을 제공하도록 구성된 제2 아날로그-디지털 변환기를 포함하며,
    상기 합산 노드는, 상기 복조된 감지 신호의 콰드러처 에러를 제거하기 위해 상기 복조된 구동 신호의 디지털 표현과 상기 복조된 감지 신호의 디지털 표현을 결합하고 디지털의 정정된 감지 신호를 제공하도록 구성된 디지털 합산 노드를 포함하는, 시스템.
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