基于差分方法的mems器件信號(hào)檢測(cè)電路的制作方法

基于差分方法的mems器件信號(hào)檢測(cè)電路的制作方法

基于差分方法的器件信號(hào)檢測(cè)電路的制作方法專利名稱:基于差分方法的器件信號(hào)檢測(cè)電路的制作方法技術(shù)領(lǐng)域:本創(chuàng)造涉及電路領(lǐng)域,詳細(xì)涉及一種基于差分方法的器件信號(hào)檢測(cè)電路。

背景技術(shù):器件基于硅微加工技術(shù),器件中通常包含微小的機(jī)械結(jié)構(gòu)。

以固支梁結(jié)構(gòu)的濾波器為例,該器件使用微加工技術(shù)在微米甚至是亞微米的尺度上制作可動(dòng)的諧振梁,梁在電激勵(lì)信號(hào)的作用下發(fā)生振動(dòng),當(dāng)激勵(lì)信號(hào)的頻率與諧振梁的頻率全都時(shí)諧振梁振動(dòng)幅度最大,通過(guò)外部電路將振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),即通過(guò)諧振梁的振動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)選頻和濾波的功能,器件由靜電驅(qū)動(dòng),耗能微小;硅微機(jī)械結(jié)構(gòu)值特別高,因此器件的濾波性能出眾;器件的制作工藝與微電子工藝兼容,器件尺度微小,因此可以與集成電路集成在一起。

器件精彩的性能給予它將來(lái)極為寬闊的應(yīng)用前景。

在使用器件或者測(cè)量器件的電學(xué)特性如幅頻特性、相頻特性等時(shí),需要將器件壓焊或者封裝。

但是源于器件微小的尺度納米量級(jí)到微米量級(jí),器件的輸出信號(hào)特別微弱,此時(shí)由器件夾具、器件本身結(jié)構(gòu)材料等寄生效應(yīng)引入的干擾信號(hào)與器件的有效輸出信號(hào)摻雜在一起,甚至完全沉沒器件的有效輸出信號(hào),致使器件無(wú)法使用,器件的真實(shí)性能無(wú)法測(cè)量出來(lái)。

本創(chuàng)造使用差分的方法來(lái)消退干擾信號(hào)。

使用器件或測(cè)量器件的特性時(shí),同時(shí)使用兩組器件,其中一組處于正常工作狀態(tài),這一組器件的總的輸出信號(hào)包含干擾信號(hào)和有效信號(hào)。

另一組器件的壓焊或者封裝方式與第一組相同,但是不處于工作狀態(tài),因此這一組器件的總的輸出信號(hào)只有干擾信號(hào)。

這兩組輸出信號(hào)進(jìn)行差分,兩組輸出信號(hào)中的干擾信號(hào)相互抵消,有效信號(hào)即被有效的提取出來(lái)。

對(duì)于輸出信號(hào)微小而簡(jiǎn)單受到干擾的器件來(lái)說(shuō),本創(chuàng)造供應(yīng)了一種行之有效的檢測(cè)方法。

創(chuàng)造內(nèi)容本創(chuàng)造的目的是供應(yīng)一種基于差分方法的器件信號(hào)檢測(cè)電路,電路同時(shí)使用兩組相同或者相像的器件,為兩組相同或者相像的器件分別供應(yīng)激勵(lì)信號(hào)并檢測(cè)和處理相應(yīng)的輸出信號(hào),輸入信號(hào)和輸出信號(hào)分別存在肯定的相位關(guān)系,同時(shí),兩組相同或者相像的器件在測(cè)試和使用時(shí),其夾具的連接以及結(jié)構(gòu)材料等保持全都,從而使干擾信號(hào)相互抵消。

本創(chuàng)造供應(yīng)一種一種基于差分方法的器件信號(hào)檢測(cè)電路,包括一信號(hào)源;—跟隨器,該跟隨器的輸入端與信號(hào)源的輸出端連接,以跟隨信號(hào)源的變化;一第一器件夾具,該第一器件夾具的一端與跟隨器的輸出端連接,以供應(yīng)一路與信號(hào)源同相的激勵(lì)信號(hào);一反相器,該反相器的輸入端與信號(hào)源的輸出端連接,以將信號(hào)源的輸出信號(hào)反相;一其次器件夾具,該其次器件夾具的一端與反相器的輸出端連接,以供應(yīng)一路與信號(hào)源反相的激勵(lì)信號(hào);一跨阻放大器,該跨阻放大器的輸入端與第一器件夾具及其次器件夾具的另一端連接,以將第一器件夾具與其次器件夾具的電流之和轉(zhuǎn)化為電壓。

其中第一器件夾具和其次器件夾具的輸入信號(hào)反相,輸出信號(hào)疊加;該輸入信號(hào)的反相由反相器實(shí)現(xiàn)。

其中輸出信號(hào)的疊加由第一器件夾具和其次器件夾具的輸出信號(hào)送入跨阻放大器實(shí)現(xiàn)的。

本創(chuàng)造還供應(yīng)一種基于差分方法的器件信號(hào)檢測(cè)電路,包括一信號(hào)源;一跟隨器,該跟隨器的輸入端與信號(hào)源的輸出端連接,以跟隨信號(hào)源的變化;一第一器件夾具,該第一器件夾具的一端與跟隨器的輸出端連接,以供應(yīng)一路與信號(hào)源同相的激勵(lì)信號(hào);一反相器,該反相器的輸入端與信號(hào)源的輸出端連接,以將信號(hào)源的輸出信號(hào)反相;一其次器件夾具,該其次器件夾具的一端與反相器的輸出端連接,以供應(yīng)一路與信號(hào)源反相的激勵(lì)信號(hào);一求和運(yùn)算放大器,該求和運(yùn)算放大器的一輸入端與第一器件夾具的另一端連接;該求和運(yùn)算放大器的另一輸入端與其次器件夾具的另一端連接,以將第一器件夾具與其次器件夾具的輸出信號(hào)求和并轉(zhuǎn)化為電壓。

其中第一器件夾具和其次器件夾具的輸入信號(hào)反相,輸出信號(hào)疊加;該輸入信號(hào)的反相由反相器實(shí)現(xiàn)。

其中輸出信號(hào)的疊加由第一器件夾具和其次器件夾具的輸出信號(hào)送入求和運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)的。

本創(chuàng)造的優(yōu)點(diǎn)在于可以消退由夾具、連接夾具和器件的鍵合線以及結(jié)構(gòu)材料等產(chǎn)生的寄生電容、穿通電容、背景噪聲等帶來(lái)的干擾信號(hào),有效提取器件微小的輸出信號(hào)。

為了進(jìn)一步說(shuō)明本創(chuàng)造的詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容,下面結(jié)合實(shí)施例及附圖具體說(shuō)明如后,其中圖1是本創(chuàng)造第一實(shí)施例的原理框圖。

圖2是本創(chuàng)造其次實(shí)施例的原理框圖。

詳細(xì)實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1所示,本創(chuàng)造供應(yīng)一種基于差分方法的器件信號(hào)檢測(cè)電路,包括一種基于差分方法的器件信號(hào)檢測(cè)電路,包括一信號(hào)源11;一跟隨器12,該跟隨器12的輸入端與信號(hào)源11的輸出端連接,以跟隨信號(hào)源11的變化;一第一器件夾具13,該第一器件夾具13的一端與跟隨器12的輸出端連接,以供應(yīng)一路與信號(hào)源11同相的激勵(lì)信號(hào);一反相器14,該反相器14的輸入端與信號(hào)源11的輸出端連接,以將信號(hào)源11的輸出信號(hào)反相;一其次器件夾具15,該其次器件夾具15的一端與反相器14的輸出端連接,以供應(yīng)一路與信號(hào)源11反相的激勵(lì)信號(hào);一跨阻放大器16,該跨阻放大器16的輸入端與第一器件夾具13及其次器件夾具15的另一端連接,以將第一器件夾具13與其次器件夾具15的電流之和轉(zhuǎn)化為電壓。

所述的基于差分方法的信號(hào)檢測(cè)電路,其中第一器件夾具13和其次器件夾具15的輸入信號(hào)反相,輸出信號(hào)疊加;該輸入信號(hào)的反相由反相器14實(shí)現(xiàn)。

所述的基于差分方法的信號(hào)檢測(cè)電路,其中輸出信號(hào)的疊加由第一器件夾具13和其次器件夾具15的輸出信號(hào)送入跨阻放大器16實(shí)現(xiàn)的。

請(qǐng)參閱圖2所示,本創(chuàng)造供應(yīng)一種基于差分方法的器件信號(hào)檢測(cè)電路,包括一種基于差分方法的器件信號(hào)檢測(cè)電路,包括一信號(hào)源11;一跟隨器12,該跟隨器12的輸入端與信號(hào)源11的輸出端連接,以跟隨信號(hào)源11的變化;一第一器件夾具13,該第一器件夾具13的一端與跟隨器12的輸出端連接,以供應(yīng)一路與信號(hào)源11同相的激勵(lì)信號(hào);一反相器14,該反相器14的輸入端與信號(hào)源11的輸出端連接,以將信號(hào)源11的輸出信號(hào)反相;一其次器件夾具15,該其次器件夾具15的一端與反相器14的輸出端連接,以供應(yīng)一路與信號(hào)源11反相的激勵(lì)信號(hào);—求和運(yùn)算放大器沈,該求和運(yùn)算放大器沈的一輸入端與第一器件夾具13的另一端連接;該求和運(yùn)算放大器26的另一輸入端與其次器件夾具15的另一端連接,以將第一器件夾具3與其次器件夾具5的輸出信號(hào)求和并轉(zhuǎn)化為電壓。

所述的基于差分方法的信號(hào)檢測(cè)電路,其中第一器件夾具13和其次器件夾具15的輸入信號(hào)反相,輸出信號(hào)疊加;該輸入信號(hào)的反相由反相器14實(shí)現(xiàn)。

所述的基于差分方法的信號(hào)檢測(cè)電路,其中輸出信號(hào)的疊加由第一器件夾具13和其次器件夾具15的輸出信號(hào)送入求和運(yùn)算放大器沈?qū)崿F(xiàn)。

第一器件夾具3和其次器件夾具15用于固定待測(cè)的器件并連接器件和外部的測(cè)試電路,通常狀況下,假如待測(cè)的器件尚未封裝,則需要通過(guò)金絲球壓焊將器件連接至測(cè)試電路;夾具的引入一方面是測(cè)試平臺(tái)所必需的組成部分,另一方面則引入了對(duì)測(cè)試的干擾。

器件分別固定于第一器件夾具13和其次器件夾具15上,器件本身,源于其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),會(huì)造成信號(hào)的饋通,也就是說(shuō)有一部分輸入信號(hào)通過(guò)其本身的結(jié)構(gòu)中的寄生電容和寄生電阻,在沒有參加到器件工作的狀況下,直接泄漏至輸出端,從而對(duì)器件的測(cè)試造成干擾。

器件在通常狀況下有效輸出信號(hào)特別小,因此上述兩種干擾是影響器件測(cè)試的主要干擾,本創(chuàng)造即通過(guò)差分的方法構(gòu)成測(cè)試電路將這兩種干擾去除,以得到較純潔的器件有效輸出信號(hào)。

圖1是本創(chuàng)造實(shí)施例的原理框圖。

信號(hào)源11經(jīng)過(guò)跟隨器12、反相器14分成兩路幅度相同、相位相反的信號(hào),分別作為第一器件夾具13和其次器件夾具15的輸入信號(hào)此例中第一器件夾具13和其次器件夾具15上安裝的器件的輸出信號(hào)均為電流信號(hào),需要測(cè)試器件時(shí),將器件固定到第一器件夾具13和其次器件夾具15上,其中第一器件夾具13上固定的器件處于正常工作狀態(tài),此時(shí),第一器件夾具13的輸出信號(hào)包含有效信號(hào)以及夾具等產(chǎn)生的干擾信號(hào),其次器件夾具15上安裝的器件處于不工作狀態(tài),因此其輸出信號(hào)僅為干擾信號(hào),且與第一器件夾具13輸出信號(hào)中的干擾信號(hào)相位相反,兩路信號(hào)連接后干擾信號(hào)抵消,隨后經(jīng)過(guò)跨阻放大器16將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)供測(cè)試使用。

信號(hào)源11,為兩組器件供應(yīng)激勵(lì)。

跟隨器12,跟隨激勵(lì)信號(hào)11,輸出與激勵(lì)源信號(hào)同相的信號(hào)以激勵(lì)第一器件夾具13上固定的器件。

反相器14,供應(yīng)與激勵(lì)信號(hào)11反相、同等幅度的信號(hào)以激勵(lì)其次器件夾具15上固定的器件。

其中第一器件夾具13和其次器件夾具15用來(lái)固定器件,并供應(yīng)必要的連接從而使器件和外部測(cè)試電路連接起來(lái),構(gòu)成器件的測(cè)量平臺(tái)。

跨阻放大器16,將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)并輸出。

當(dāng)?shù)谝黄骷A具13和其次器件夾具15上固定的器件輸出信號(hào)為電流信號(hào)時(shí),兩路電流直接進(jìn)入跨阻放大器16后被轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào),從跨阻放大器16的輸出端輸出,以供測(cè)量需要。

圖2是另一種簡(jiǎn)潔的實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。

信號(hào)源11,為兩組器件供應(yīng)激勵(lì)。

跟隨器12,跟隨激勵(lì)信號(hào)11,輸出與激勵(lì)源信號(hào)同相的信號(hào)以激勵(lì)第一器件夾具13上固定的器件。

反相器14,供應(yīng)與激勵(lì)信號(hào)11反相、同等幅度的信號(hào)以激勵(lì)其次器件夾具15上固定的器件。

其中第一器件夾具13和其次器件夾具15用來(lái)固定器件,并供應(yīng)必要的連接從而使器件和外部測(cè)試電路連接起來(lái),構(gòu)成器件的測(cè)量平臺(tái)。

求和運(yùn)算放大器沈,對(duì)第一器件夾具13、其次器件夾具15的輸出信號(hào)進(jìn)行求和。

第一器件夾具13上固定的器件與其次器件夾具15上固定的器件的輸出信號(hào)可以是電壓信號(hào)或者電流信號(hào);第一器件夾具13的輸出端連接求和運(yùn)算放大器沈的一個(gè)輸入端,其次器件夾具15的輸出端連接求和運(yùn)算放大器沈的另一個(gè)輸入端,由求和運(yùn)算放大器26完成信號(hào)的求和并輸出以供測(cè)量需要。

雖然已參照詳細(xì)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理框圖進(jìn)一步具體描述了本創(chuàng)造一種基于差分方法的微機(jī)電系統(tǒng)器件信號(hào)檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)狀況,但這些描述僅是說(shuō)明性和示例性的,并非對(duì)本創(chuàng)造的限制。

對(duì)于那些熟識(shí)本事域的技術(shù)人員而言應(yīng)能理解,可對(duì)其形式和細(xì)節(jié)做出多種可能的改型和變化,而不脫離所附權(quán)利要求限定的本創(chuàng)造的范圍。

,包括一信號(hào)源;一跟隨器,該跟隨器的輸入端與信號(hào)源的輸出端連接,以跟隨信號(hào)源的變化;一第一器件夾具,該第一器件夾具的一端與跟隨器的輸出端連接,以供應(yīng)一路與信號(hào)源同相的激勵(lì)信號(hào);一反相器,該反相器的輸入端與信號(hào)源的輸出端連接,以將信號(hào)源的輸出信號(hào)反相;一其次器件夾具,該其次器件夾具的一端與反相器的輸出端連接,以供應(yīng)一路與信號(hào)源反相的激勵(lì)信號(hào);一跨阻放大器,該跨阻放大器的輸入端與第一器件夾具及其次器件夾具的另一端連接,以將第一器件夾具與其次器件夾具的電流之和轉(zhuǎn)化為電壓。

,其中第一器件夾具和其次器件夾具的輸入信號(hào)反相,輸出信號(hào)疊加;該輸入信號(hào)的反相由反相器實(shí)現(xiàn)。

,其中輸出信號(hào)的疊加由第一器件夾具和其次器件夾具的輸出信號(hào)送入跨阻放大器實(shí)現(xiàn)的。

,包括一信號(hào)源;一跟隨器,該跟隨器的輸入端與信號(hào)源的輸出端連接,以跟隨信號(hào)源的變化;一第一器件夾具,該第一器件夾具的一端與跟隨器的輸出端連接,以供應(yīng)一路與信號(hào)源同相的激勵(lì)信號(hào);一反相器,該反相器的輸入端與信號(hào)源的輸出端連接,以將信號(hào)源的