CN109444590A - Mems器件检测电路和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种MEMS器件检测电路和方法，所述电路包括控制电路、MEMS驱动电路、第一采样电路和MEMS器件；所述控制电路的输出端与所述MEMS驱动电路的输入端连接，所述MEMS驱动电路的输出端与所述第一采样电路的输入端连接，所述第一采样电路的第一输出端与所述MEMS器件连接，所述第一采样电路的第二输出端与所述控制电路连接；所述第一采样电路用于在预设时间段内获取采样电压，并将所述采样电压传输给所述控制电路；所述控制电路用于根据所述采样电压和所述控制电路输出的驱动电压，判断MEMS器件是否失效。用此电路和方法检测MEMS器件时，无需借助外部测试设备，检测效率快；且此电路易于集成，成本较低，检测精度高。

Description

MEMS器件检测电路和方法

技术领域

本发明涉及电路领域，尤其涉及一种MEMS器件检测电路和方法。

背景技术

固态激光雷达已经成为自动驾驶的主要组成部件，而微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)振镜属于固态激光雷达里面的重要组成部分。MEMS振镜运行是否正常直接关系到测距的范围与精度和环境感知的正确性，所以MEMS器件工作的正常非常重要。

传统的判定MEMS器件是否正常的方法，通常使用显微镜肉眼检查MEMS振镜内部谐振腔有无异常，或者利用位于激光雷达传输引擎光学路径上的位置灵敏探测器(PositionSensitive Device,PSD),但是上述利用PSD的方法严重依赖外部激光器以及正确的光路，还需要搭建一套完整的结构平台，检测方法可靠性较低，检测效率也很低。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题提供一种MEMS器件检测电路和方法。

第一方面，本申请实施例提供一种MEMS器件检测电路，包括：

一种MEMS器件检测电路，其特征在于，所述电路包括控制电路、MEMS驱动电路、第一采样电路和MEMS器件；所述控制电路的输出端与所述MEMS驱动电路的输入端连接，所述MEMS驱动电路的输出端与所述第一采样电路的输入端连接，所述第一采样电路的第一输出端与所述MEMS器件连接，所述第一采样电路的第二输出端与所述控制电路连接；

所述第一采样电路用于在预设时间段内获取采样电压，并将所述采样电压传输给所述控制电路；

所述控制电路用于根据所述采样电压和所述控制电路输出的驱动电压，判断MEMS器件是否失效。

在其中一个实施例中，所述第一采样电路包括采样电阻和第二采样电路；所述采样电阻的第一端分别与所述MEMS驱动电路的输出端和所述第二采样电路的第一输入端连接；所述采样电阻的第二端分别与所述MEMS器件和所述第二采样电路的第二输入端连接；所述第二采样电路用于在所述预设时间段内获取所述采样电阻两端的所述采样电压，并将所述采样电压传输给所述控制电路。

在其中一个实施例中，所述第二采样电路为模数转换电路。

在其中一个实施例中，所述MEMS器件为振镜。

在其中一个实施例中，所述控制电路为可编程逻辑器件FPGA电路。

第二方面，本申请实施例提供一种MEMS器件检测方法，包括：

获取采样电压；所述采样电压为在预设时间段内采集到的电压信号；

根据所述采样电压和所述MEMS器件检测电路的驱动电压，判断MEMS器件是否失效。

上述的MEMS器件检测方法，获取采样电压，根据所述采样电压和所述MEMS器件检测电路的驱动电压，判断MEMS器件是否失效。在检测MEMS器件时，无需借助外部测试设备如示波器即可判断器件是否工作正常，检测效率高，检测准确度高。

在一个实施例中，所述根据所述采样电压和所述MEMS器件检测电路的驱动电压，判断MEMS器件是否失效，包括：

采用预设的信号解析方法，对所述采样电压进行解析，获取解析后的采样电压；

根据所述解析后的采样电压和所述MEMS器件检测电路的驱动电压，判断MEMS器件是否失效。

在一个实施例中，所述根据所述解析后的采样电压和所述MEMS器件检测电路的驱动电压，判断MEMS器件是否失效，包括：

根据所述解析后的采样电压的频率和幅度、所述驱动电压的频率和幅度，判断MEMS器件是否失效。

在一个实施例中，所述根据所述解析后的采样电压的频率和幅度、所述驱动电压的频率和幅度，包括：

若所述解析后的采样电压满足预设的判断条件，则确定所述MEMS器件正常；

其中，所述预设的判断条件包括：所述解析后的采样电压的频率与所述驱动电压的频率相同，所述解析后的采样电压的幅度与所述驱动电压的幅度成正比，且所述解析后的采样电压的幅度跳变值小于预设阈值。

在其中一个实施例中，所述根据所述解析后的采样电压的频率和幅度、所述驱动电压的频率和幅度，包括：

若所述解析后的采样电压不满足所述判断条件中的任一项，则确定所述MEMS器件异常。

上述的MEMS器件检测电路，所述电路包括控制电路、MEMS驱动电路、第一采样电路和MEMS器件；所述控制电路的输出端与所述MEMS驱动电路的输入端连接，所述MEMS驱动电路的输出端与所述第一采样电路的输入端连接，所述第一采样电路的第一输出端与所述MEMS器件连接，所述第一采样电路的第二输出端与所述控制电路连接；所述第一采样电路用于在预设时间段内获取采样电压，并将所述采样电压传输给所述控制电路；所述控制电路用于根据所述采样电压和所述控制电路输出的驱动电压，判断MEMS器件是否失效。用此电路检测MEMS器件时，无需借助外部测试设备，而且此电路易于集成，成本较低，检测精度更高，检测效率更快。

附图说明

图1为一个申请实施例提供的一种MEMS器件检测电路示意图；

图2为另一个申请实施例提供的一种MEMS器件检测电路示意图；

图3为一个申请实施例提供的一种MEMS器件检测方法示意图；

图4为另一个申请实施例提供的一种MEMS器件检测方法示意图。

附图标记说明：

1：控制电路；

2：MEMS驱动电路；

3：第一采样电路；

4：MEMS器件；

31：采样电阻；

32：第二采样电路。

具体实施例

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

图1为本申请实施例提供的一种MEMS器件检测电路示意图，该电路包括：控制电路1、MEMS驱动电路2、第一采样电路3和MEMS器件4；所述控制电路1的输出端与所述MEMS驱动电路2的输入端连接，所述MEMS驱动电路2的输出端与所述第一采样电路3的输入端连接，所述第一采样电路3的第一输出端与所述MEMS器件4连接，所述第一采样电路3的第二输出端与所述控制电路1连接；所述第一采样电路3用于获取采样电压，并将所述采样电压传输给所述控制电路1；所述控制电路1用于根据所述采样电压和所述控制电路1输出的驱动电压，判断MEMS器件4是否失效。

在本实施例中，控制电路1为电路提供驱动电压，并且可以提供计算和控制能力，控制其它的电路；可选地，控制电路可以是PAL、GAL、CPLD等可编程器件，可选地，也可以是FPGA(Field－Programmable Gate Array)现场可编程门阵列，本实施例不做限制。MEMS驱动电路2用于将控制电路输出的信号放大，第一采样电路3用于采集采样电压，MEMS器件4为被检测器件，可选地，MEMS器件4可以是振镜。控制电路1的输出端与MEMS驱动电路2的输入端连接，MEMS驱动电路2的输出端与第一采样电路3的输入端连接，第一采样电路3的第二输出端与控制电路1连接，控制电路1发出驱动电压，经过MEMS驱动电路2放大后传输给第一采样电路3和MEMS器件4使其工作，第一采样电路3将采集到的采样电压传输给控制电路1，控制电路1根据采集电压和发出的驱动电压，判断MEMS器件4是否失效。

本申请提供的MEMS器件检测电路，所述电路包括控制电路1、MEMS驱动电路2、第一采样电路3和MEMS器件4；所述控制电路1的输出端与所述MEMS驱动电路2的输入端连接，所述MEMS驱动电路2的输出端与所述第一采样电路3的输入端连接，所述第一采样电路3的第一输出端与所述MEMS器件4连接，所述第一采样电路3的第二输出端与所述控制电路1连接；控制电路1发出驱动电压，经过MEMS驱动电路2放大后传输给第一采样电路3和MEMS器件4使其工作，第一采样电路3将采集到的采样电压传输给控制电路1，控制电路1根据采集电压和发出的驱动电压，判断MEMS器件4是否失效。用此电路检测MEMS器件4时，无需借助外部测试设备即可检测MEMS器件4是否正常，而且此电路易于集成，成本较低，检测精度更高，检测效率更快。

在图1所示电路图示意图的基础上，如图2所示，所述第一采样电路包括采样电阻31和第二采样电路32；所述采样电阻31的第一端分别与所述MEMS驱动电路2的输出端和所述第二采样电路32的第一输入端连接；所述采样电阻31的第二端分别与所述MEMS器件4和所述第二采样电路的第二输入端连接；所述第二采样电路32用于获取所述采样电阻31两端的所述采样电压，并将所述采样电压传输给所述控制电路1。

在本申请实施例中，采样电阻31是阻值较小的电阻，采样电阻31串联在MEMS驱动电路2和MEMS器件4之间，可以理解，MEMS器件的每个轴的控制信号链路上串联一个采样电阻，例如，若MEMS器件有4个轴，则MEMS驱动电路2和MEMS器件4之间串联4个采样电阻31；采样电阻31可以是插件电阻，也可以是贴片电阻或其他可以用作采样的电阻，本实施例中不做限制。第二采样电路32的两个输入端分别与采样电阻31的两端相连，作用是采集采样电阻31两端的电压，并将采集到的模拟信号转换为数字信号，传输给控制电路1；第二采样电路32可以是模数转换电路。控制电路1根据第二采样电路32传输的采样电压数字信号，与电路驱动电压相比较，判断MEMS器件4是否工作正常。

在一个实施例中，所述第二采样电路32为模数转换电路；所述MEMS器件4为振镜；所述控制电路1为可编程逻辑器件FPGA电路。

在本申请实施例中，第二采样电路32可以是模数转换电路，用于将模拟信号转变为数字信号。MEMS器件4可以是振镜，用于依据激光测距。控制电路1为电路提供驱动电压，并且可以提供计算和控制能力，控制其它的电路；可选地，控制电路1可以为FPGA电路。

图3为本申请实施例提供的一种MEMS器件检测方法示意图，该方法的执行主体为计算机设备，该计算机设备可以包括如图1所述的MEMS器件检测电路，该方法包括：

S301、获取采样电压；所述采样电压为在预设时间段内采集到的电压信号。

其中，采样电压为采样电路两端的电压，计算机设备可以通过采样电路获取采样电压，也可以通过模数转换电路获取采样电压，本实施例中不做限制。采集电压时，可以设定时间段和采集次数，例如，设置2s内采集5次，则采样电路会在预设时间2s内对采样电路两端的电压采集5次。

S302、根据所述采样电压和所述MEMS器件检测电路的驱动电压，判断MEMS器件是否失效。

其中，驱动电压为控制电路发出的信号，MEMS器件为待检测器件，在本实施例中可以是振镜，控制电路根据获取到的采样电压，与自身发出的驱动电压相比较，判断器件是否工作正常或失效；控制电路可以根据采样电压和驱动电压的频率、幅度、峰值等参数进行比较。

上述MEMS器件检测方法，获取采样电压，根据所述采样电压和所述MEMS器件检测电路的驱动电压，判断MEMS器件是否失效；可以脱离外部测试设备检测器件，检测效率更快，而且检测精度更高，成本也较低。

具体地，如图4所示，S302“所述根据所述采样电压和所述MEMS器件检测电路的驱动电压，判断MEMS器件是否失效”，包括：

S401、采用预设的信号解析方法，对所述采样电压进行解析，获取解析后的采样电压。

在本实施例中，计算机设备根据预设的信号解析方法，对采样电压进行解析，得到解析后的电压，解析后的采样电压包括可以包括电压的峰值、频率、时间、幅度等参数。

S402、根据所述解析后的采样电压和所述MEMS器件检测电路的驱动电压，判断MEMS器件是否失效。

在本申请实施例中，计算机设备根据解析后的电压与驱动电压相比较，判断MEMS器件是否正常或失效。进一步地，S402“所述根据所述采样电压和所述MEMS器件检测电路的驱动电压，判断MEMS器件是否失效”，包括：根据所述解析后的采样电压的频率和幅度、所述驱动电压的频率和幅度，判断MEMS器件是否失效。

本实施例中，计算机设备将解析后的采集电压的频率和幅度与驱动电压的频率和幅度进行比较，判断MEMS器件是否失效。可选地，“根据所述解析后的采样电压的频率和幅度、所述驱动电压的频率和幅度，判断MEMS器件是否失效”包括，若所述解析后的采样电压满足预设的判断条件，则确定所述MEMS器件正常；其中，所述预设的判断条件包括：所述解析后的采样电压的频率与所述驱动电压的频率相同，所述解析后的采样电压的幅度与所述驱动电压的幅度成正比，且所述解析后的采样电压的幅度跳变值小于预设阈值。

上述实施例中，在解析后的采集电压和电路驱动电压的频率、幅度进行比较时，若解析后的采样电压的频率与驱动电压的频率相同，解析后的采样电压的幅度与驱动电压的幅度成正比，并且解析后的采样电压的幅度跳变值小于预设阈值，则MEMS器件工作正常。

反之而言，“根据所述解析后的采样电压的频率和幅度、所述驱动电压的频率和幅度，判断MEMS器件是否失效”，包括，若所述解析后的采样电压不满足所述判断条件中的任一项，则确定所述MEMS器件异常。

上述实施例中，在解析后的采集电压和电路驱动电压的频率、幅度进行比较时，若解析后的采样电压的频率与驱动电压的频率不相同，或者解析后的采样电压的幅度与驱动电压的幅度不成正比，又或者解析后的采样电压的幅度跳变值大于或等于预设阈值，则MEMS器件工作异常或失效。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种MEMS器件检测电路，其特征在于，所述电路包括控制电路、MEMS驱动电路、第一采样电路和MEMS器件；所述控制电路的输出端与所述MEMS驱动电路的输入端连接，所述MEMS驱动电路的输出端与所述第一采样电路的输入端连接，所述第一采样电路的第一输出端与所述MEMS器件连接，所述第一采样电路的第二输出端与所述控制电路连接；

所述第一采样电路用于在预设时间段内获取采样电压，并将所述采样电压传输给所述控制电路；

所述控制电路用于根据所述采样电压和所述控制电路输出的驱动电压，判断MEMS器件是否失效。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一采样电路包括采样电阻和第二采样电路；所述采样电阻的第一端分别与所述MEMS驱动电路的输出端和所述第二采样电路的第一输入端连接；所述采样电阻的第二端分别与所述MEMS器件和所述第二采样电路的第二输入端连接；

所述第二采样电路用于在所述预设时间段内获取所述采样电阻两端的所述采样电压，并将所述采样电压传输给所述控制电路。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第二采样电路为模数转换电路。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述MEMS器件为振镜。

5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述控制电路为可编程逻辑器件FPGA电路。

6.一种MEMS器件检测方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-5任一项所述的MEMS器件检测电路，所述方法包括：

获取采样电压；所述采样电压为在预设时间段内采集到的电压信号；

根据所述采样电压和所述MEMS器件检测电路的驱动电压，判断MEMS器件是否失效。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述采样电压和所述MEMS器件检测电路的驱动电压，判断MEMS器件是否失效，包括：

采用预设的信号解析方法，对所述采样电压进行解析，获取解析后的采样电压；

根据所述解析后的采样电压和所述MEMS器件检测电路的驱动电压，判断MEMS器件是否失效。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述解析后的采样电压和所述MEMS器件检测电路的驱动电压，判断MEMS器件是否失效，包括：

根据所述解析后的采样电压的频率和幅度、所述驱动电压的频率和幅度，判断MEMS器件是否失效。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述解析后的采样电压的频率和幅度、所述驱动电压的频率和幅度，包括：

若所述解析后的采样电压满足预设的判断条件，则确定所述MEMS器件正常；

其中，所述预设的判断条件包括：所述解析后的采样电压的频率与所述驱动电压的频率相同，所述解析后的采样电压的幅度与所述驱动电压的幅度成正比，且所述解析后的采样电压的幅度跳变值小于预设阈值。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述解析后的采样电压的频率和幅度、所述驱动电压的频率和幅度，包括：

若所述解析后的采样电压不满足所述判断条件中的任一项，则确定所述MEMS器件异常。