CN115388871A - 一种mems陀螺仪驱动模态控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MEMS陀螺仪驱动模态控制电路，电路包含了自激启动环路和驱动环路两大部分。其中自激启动环路包括CV转换电路、选频滤波器、移相电路、低通滤波器、驱动电路。驱动环路包括CV转换电路、ADC、数字滤波器、AGC幅度控制电路、PLL相位控制电路、DAC、环路滤波器、驱动电路。本发明采用自激振荡驱动方式与锁相环驱动方式相结合的驱动模态控制技术，既利用了自激振荡驱动方式起振速度快的优点，又避免了锁相环驱动方式需要预先设定初始频率的不足。同时还采用自适应调整与寄存器调整相结合的调整模式，针对不同陀螺表头谐振频率存在差异性的问题，快速对各个关键参数进行配置，从而使驱动环路快速跟踪陀螺表头的谐振频率，实现稳频稳幅振荡。
Description
技术领域
本发明涉及到一种MEMS陀螺仪驱动模态控制电路,属于集成电路技术领域。
背景技术
MEMS陀螺仪是一种基于柯里奥利效应的角速度传感器，具有成本低、体积小、易集成、功耗低、可靠性高等优点，在航空航天、汽车电子、消费电子、工业控制等领域都有着广泛的应用。驱动模态控制电路是MEMS陀螺仪重要的测控电路，驱动模态稳频稳幅振荡是MEMS陀螺仪稳定可靠工作的基础。当敏感轴有角速度输入时，基于柯里奥利效应，只有在驱动模态稳频稳幅振荡时，检测支路才会有与输入角速度成比例的输出。
常见的MEMS陀螺仪驱动模态控制方式分为自激振荡驱动方式和锁相环驱动方式。自激振荡驱动方式充分利用MEMS陀螺仪表头自身的谐振特性，具有起振速度快的优点，但同时也具有灵活性差、不易数字化的缺点。锁相环驱动方式设计灵活、易于数字化实现，但其缺点是需要预先设定合适的初始频率。由于MEMS加工工艺等影响因素的限制，不同陀螺表头的谐振频率存在较大的差异性，通常需要事先人工扫频来确定初始频率，陀螺的起振快慢与PLL初始设定频率与陀螺实际谐振频率的接近程度相关。
发明内容
本发明解决的技术问题为：克服现有技术的不足，提出了一种MEMS陀螺仪驱动模态控制电路设计方案，电路采用自激振荡驱动方式与锁相环驱动方式相结合的驱动模态控制技术，既利用了自激振荡驱动方式起振速度快的优点，又避免了锁相环驱动方式需要预先设定初始频率的不足。此外，本发明电路还采用自适应调整与寄存器调整相结合的调整模式，针对不同陀螺表头谐振频率存在差异性的问题，可以快速对各个关键参数进行配置，从而使驱动环路快速跟踪陀螺表头的谐振频率，实现稳频稳幅振荡。
本发明采用的技术方案为：
一种MEMS陀螺仪驱动模态控制电路，包括CV转换电路、选频滤波器、移相电路、低通滤波器、驱动电路、ADC、DAC、数字滤波器、AGC幅度控制电路以及PLL相位控制电路；
其中，CV转换电路、选频滤波器、移相电路、低通滤波器以及驱动电路组成自激启动环路；自激启动环路中，CV转换电路的输入端连接MEMS陀螺仪表头驱动模态的检测电极，CV转换电路将MEMS陀螺仪的电容变化量转化为电压信号并进行放大，放大后的信号送给选频滤波器；选频滤波器将与MEMS陀螺仪表头谐振频率同频的信号提取出来并送入移相电路；移相电路用于产生90°相移，以抵消MEMS陀螺仪表头的驱动力与位移之间的90°相位差；移相后的信号经过低通滤波器滤波处理后传送到驱动电路，驱动能力得以增强后输出到MEMS陀螺仪表头的驱动电极，使得MEMS陀螺仪表头快速在其固有的谐振频率上谐振起来；
CV转换电路、ADC、数字滤波器、AGC幅度控制电路、PLL相位控制电路、DAC、环路滤波器以及驱动电路组成闭环驱动环路；闭环驱动环路中，CV转换电路用于将MEMS陀螺仪的电容变化量转化为电压信号并放大，放大后的信号送给ADC电路将模拟信号转换为数字信号；数字信号再经数字滤波器滤波后将代表驱动模态幅值的信号输出到AGC幅度控制电路，同时将代表驱动模态相位的信号输出到PLL相位控制电路，两路信号经过乘法器调制后输出到DAC电路；DAC电路将数字信号转换为模拟信号，经过滤波后送入驱动电路；驱动电路用于增大信号的驱动能力，以给陀螺提供足够的驱动力；AGC幅度控制电路用于自动调节驱动电压的幅值，实现对驱动振幅的精确控制；PLL相位控制电路用于对驱动模态谐振频率和驱动模态检测信号的相位进行跟踪锁定。
进一步的，本发明电路还包括开关PH1、PH2和PH3；开关PH1设置在选频滤波器和移相电路之间，开关PH2设置在低通滤波器和驱动电路之间，开关PH3设置在驱动电路和环路滤波器之间。
进一步的，在陀螺的启动阶段，开关PH1、PH2闭合，开关PH3断开，自激启动环路正常工作，闭环驱动环路断开；陀螺谐振起来后，开关PH1、PH2断开，开关PH3闭合，自激启动环路断开，闭环驱动环路正常工作。
进一步的，本发明电路还包括时钟锁相环电路，选频滤波器的输出端除了连接自激启动环路中的移相电路外，还同时连接时钟锁相环电路的输入端，为时钟锁相环电路提供参考频率信号，时钟锁相环电路用于提供系统时钟。
进一步的，所述选频滤波器的中心频率、移相电路的相移、环路滤波器的带宽、锁相环的主频均为可调整设计，且通过相同的调整控制字协同控制；该调整控制字由两部分组成，其中一部分为根据陀螺表头的谐振频率自动产生的自适应调整控制字，另一部分通过寄存器进行配置；所述调整控制字通过自适应调整控制字产生电路产生。
进一步的，所述自适应调整控制字产生电路包括电流源I1、可变电容C1固定电容C2、可变电阻R1、开关网络、比较器和计数器；开关网络包括开关CLK1、CLK2、CLK3、CLK1N；
电流源I1一端接电源电压，另一端连接开关CLK1和CLK1N的公共端，用于提供充电电流；开关网络用于闭合和断开充放电通路，CLK1为可变电容C1的充电开关，CLK2为可变电容C1的放电开关；可变电容C1一端接地，另一端连接比较器的负输入端，用于调整充放电时间常数，改变比较器负输入端的电压值；固定电容C2一端接地，另一端连接比较器的正输入端，用来与可变电阻R1一起预设比较器正相输入端的充放电时间常数；可变电阻R1一端接地，另一端连接开关CLK3和CLK1N的公共端，可变电阻R1的阻值可通过寄存器进行配置，配置的依据为预设的时间常数，该预设的时间常数根据陀螺表头的谐振频率设计，因为不同的陀螺表头的谐振频率存在一定的差异性，所以将R1设计成可调整电阻；比较器的输出信号连接计数器的输入，计数器的计数时钟为CLK3N，计数器输出N位数字码值D[N-1:0]控制可变电容C1。
进一步的，电路上电之初，先由寄存器为选频滤波器、移相电路和环路滤波器中的可调电阻电容，以及锁相环中振荡器的充电电流配置初始状态；随后启动自适应调整控制字产生电路，自适应调整控制字产生电路的预设时间常数根据陀螺表头的谐振频率设计；自适应调整控制字对选频滤波器、移相电路和环路滤波器的可调电阻，以及振荡器的充电电流进行调整；自适应调整完成后，通过寄存器对选频滤波器、移相电路和环路滤波器的可调电容，以及振荡器的调整电流进行微调。
进一步的，自适应调整控制字D[N-1:0]输出到触发器组DFC1，触发器组DFC1的控制时钟与自适应调整控制字产生电路中的计数器的时钟CLK3N相同；触发器组DFC1的输出连接二选一选通开关MUX1的1号输入端，二选一选通开关MUX1的0号输入端连接寄存器regA[N-1:0]提供的控制字；regA[N]为二选一选通开关MUX1的开关控制信号，regA[N]为0时，选通0号输入端信号，regA[N]为1时，选通1号输入端信号；二选一选通开关MUX1的输出Z1[N-1:0]用于调整环路滤波器的可调电阻；环路滤波器的可调电容由寄存器regA1[N-1:0]进行配置。
进一步的，自适应调整控制字D[N-1:0]输出到触发器组DFC2，触发器组DFC2的控制时钟与自适应调整控制字产生电路中的计数器的时钟CLK3N相同；触发器组DFC2的输出连接二选一选通开关MUX2的1号输入端，二选一选通开关MUX2的0号输入端连接寄存器regB[N-1:0]提供的控制字；regB[N]为二选一选通开关MUX2的开关控制信号，regB[N]为0时，选通0号输入端信号，regB[N]为1时，选通1号输入端信号；二选一选通开关MUX2的输出Z2[N-1:0]用于调整选频滤波器和移相电路的可调电阻；选频滤波器和移相电路的可调电容由寄存器regB1[N-1:0]进行配置。
进一步的，自适应调整控制字D[N-1:0]输出到触发器组DFC3，触发器组DFC3的控制时钟与自适应调整控制字产生电路中的计数器的时钟CLK3N相同；触发器组DFC3的输出连接二选一选通开关MUX3的1号输入端，二选一选通开关MUX3的0号输入端连接寄存器regC[N-1:0]提供的控制字；regC[N]为二选一选通开关MUX2的开关控制信号，regC[N]为0时，选通0号输入端信号，regC[N]为1时，选通1号输入端信号；二选一选通开关MUX3的输出Z3[N-1:0]用于调整锁相环中振荡器的充电电流I1；振荡器的充电电流I2由寄存器regC1[N-1:0]进行配置。
本发明相对现有技术带来的有益效果为：
(1)本发明电路采用自激振荡驱动方式与锁相环驱动方式相结合的驱动模态控制技术，既利用了自激振荡驱动方式起振速度快的优点，又避免了锁相环驱动方式需要预先设定初始频率的不足。自激振荡驱动方式用于陀螺仪表头的起振阶段，陀螺仪表头起振后，自激启动环路断开，驱动环路闭合，电路工作在AGC-PLL的锁相环驱动方式。因为此时表头已经处于谐振状态，表头的谐振频率即为PLL相位控制电路的初始频率，因此驱动环路可快速实现稳频稳幅振荡。
(2)由于MEMS加工工艺等多方面的限制，MEMS陀螺表头在加工过程中不可避免的会存在一些缺陷、误差、不一致性等，而这些因素会直接影响陀螺仪的精度及一致性，因此需要对其进行补偿与调整。陀螺表头结构工艺偏差的电路补偿是一个很好的解决途径，常见的调整方法主要有熔丝调整、齐纳击穿调整(也称反熔丝调整)和激光修调等几种OTP(一次可编程)调整方法。但OTP调整方法一般针对每个不同的参数都需要经过测试、试写、烧写、再测试等多个环节，时间成本非常大，不利于工程化。本发明电路采用自适应调整与寄存器调整相结合的调整模式，针对不同陀螺表头谐振频率存在差异性的问题，可以快速对各个关键参数进行配置，从而使驱动环路快速跟踪陀螺表头的谐振频率，实现稳频稳幅振荡。
附图说明
图1是本发明一种MEMS陀螺仪驱动模态控制电路结构图；
图2是本发明自激启动环路结构图；
图3是本发明闭环驱动环路结构图；
图4是本发明自适应调整控制字产生电路结构图；
图5是本发明自适应调整与寄存器调整相结合的调整模式结构图。
具体实施方式
本发明提出一种MEMS陀螺仪驱动模态控制电路设计方案，电路采用自激振荡驱动方式与锁相环驱动方式相结合的驱动模态控制技术，既利用了自激振荡驱动方式起振速度快的优点，又避免了锁相环驱动方式需要预先设定初始频率的不足。自激振荡驱动方式用于陀螺仪表头的起振阶段，自激启动电路激励陀螺仪表头起振后，自激启动环路自动断开，基于AGC-PLL驱动方式的驱动环路闭合，电路工作在基于AGC-PLL的锁相环驱动方式。因为此时表头已经处于谐振状态，所以PLL相位控制电路直接利用陀螺的谐振频率作为初始频率，无需预先设定初始频率，使驱动环路快速实现稳频稳幅振荡。同时表头的谐振信号作为时钟锁相环的参考频率信号，用于产生系统时钟，实现系统同步。
如图1、图2、图3所示是本发明一种MEMS陀螺仪驱动模态控制电路结构图。电路包含了自激启动环路和驱动环路两大部分。其中自激启动环路包括CV转换电路、选频滤波器、移相电路、低通滤波器、驱动电路等主要电路模块。驱动环路包括CV转换电路、ADC、数字滤波器、AGC幅度控制电路、PLL相位控制电路、乘法器、DAC、环路滤波器、驱动电路等主要电路模块。
MEMS陀螺仪表头驱动模态的检测电极连接到CV转换电路输入端，CV转换电路输出端同时连接到自激启动环路中选频滤波器的输入端和驱动环路中ADC的输入端，选频滤波器输出端通过开关PH1连接移相电路输入端，移相电路输出端连接低通滤波器输入端，低通滤波器输出端通过开关PH2连接驱动电路输入端，驱动电路输出端连接表头的驱动电极。在驱动环路中，ADC的输出端连接数字滤波器的输入端，数字滤波器的输出端同时连接AGC幅度控制电路和PLL相位控制电路的输入端，AGC幅度控制电路和PLL相位控制电路的输出端连接乘法器的输入端，乘法器的输出端连接DAC的输入端，DAC的输出端连接环路滤波器的输入端，环路滤波器的输出端通过开关PH3连接驱动电路输入端。在陀螺的启动阶段，开关PH1、PH2闭合，开关PH3断开，自激启动环路正常工作，驱动环路断开；陀螺谐振起来后，开关PH1、PH2断开，开关PH3闭合，自激启动环路断开，驱动环路正常工作。选频滤波器的输出端除了连接自激启动环路中的移相电路外，同时连接时钟锁相环的输入端，为时钟锁相环提供参考频率信号，时钟锁相环用于提供系统时钟。
如图2所示是本发明自激启动环路结构图，其中MEMS陀螺仪表头部分只给出了驱动模态的等效图，Cs1代表驱动模态的检测电容，Cd1代表驱动模态的驱动电容，S1_P、S1_N代表驱动模态的正负检测电极，DR1_P、DR1_N代表驱动模态的正负驱动电极。电路部分包含了CV转换电路、放大电路、选频滤波器、移相电路、低通滤波器、驱动电路等主要电路模块。MEMS陀螺仪表头驱动模态的检测电极连接到CV转换电路输入端，CV转换电路输出端连接放大电路输入端，放大电路输出端连接选频滤波器输入端，选频滤波器输出端连接移相电路输入端，移相电路输出端连接低通滤波器输入端，低通滤波器输出端连接驱动电路输入端，驱动电路输出端连接表头的驱动电极。
自激启动环路中CV转换电路用于将MEMS陀螺仪的电容变化量转化为电压信号；信号经过放大级放大后送给选频滤波器；选频滤波器负责将与MEMS陀螺仪表头谐振频率同频的信号提取出来；移相电路用于产生90°相移，以抵消MEMS陀螺仪表头的驱动力与位移之间的90°相位差，满足陀螺仪自激振动的条件；移相后的信号经过滤波处理后传送到驱动电路，驱动能力得以增强后输出到MEMS陀螺仪表头的驱动电极。这样，MEMS陀螺仪表头和自激启动电路一起便构成了一个自激环路，使表头快速在其固有的谐振频率上谐振起来。
如图3所示是本发明闭环驱动环路结构图，其中的MEMS陀螺仪表头、CV转换及放大电路、驱动电路几个模块是与图2所示自激启动环路结构图共用的电路模块，此外，电路部分还包括ADC、数字滤波器、AGC幅度控制电路、PLL相位控制电路、乘法器、DAC、环路滤波器等电路模块。其中数字滤波器、AGC幅度控制电路、PLL相位控制电路、乘法器均在数字电路中实现。CV转换电路的输入端连接MEMS陀螺仪表头驱动模态的检测电极，CV转换电路的输出端连接ADC电路输入端，ADC电路的输出端连接数字滤波器输入端，数字滤波器的输出端同时连接AGC幅度控制电路和PLL相位控制电路的输入端，AGC幅度控制电路和PLL相位控制电路的输出端连接乘法器的输入端，乘法器的输出端连接DAC的输入端，DAC电路的输出端连接环路滤波器的输入端，环路滤波器的输出端连接驱动电路输入端，驱动电路的输出端连接MEMS陀螺仪表头驱动模态的驱动电极。
闭环驱动环路中CV转换电路用于将MEMS陀螺仪的电容变化量转化为电压信号；信号经过放大级放大后送给ADC电路；ADC用于将模拟信号转换为数字信号；数字信号经数字滤波器滤波后将代表驱动模态幅值的信号输出到AGC幅度控制电路，同时将代表驱动模态相位的信号输出到PLL相位控制电路，两路信号经过乘法器调制后输出到DAC电路；DAC电路用于将数字信号转换为模拟信号；环路滤波器用于对数模转换完成的信号进行滤波；驱动电路用于增大信号的驱动能力，以给陀螺提供足够的驱动力；AGC幅度控制电路用于自动调节驱动电压的幅值，实现对驱动振幅的精确控制；PLL相位控制电路用于对驱动模态谐振频率和驱动模态检测信号的相位进行跟踪锁定。
如图4所示是本发明自适应调整控制字产生电路结构图。电路包括电流源、可变电阻电容、开关网络、比较器和计数器。
电流源I1一端接电源电压，另一端连接开关CLK1和CLK1N的公共端，用于提供充电电流；开关网络用于闭合和断开充放电通路，CLK1为可变电容C1的充电开关，CLK2为可变电容C1的放电开关；可变电容C1一端接地，另一端连接比较器的负输入端，用于调整充放电时间常数，改变比较器负输入端的电压值；固定电容C2一端接地，另一端连接比较器的正输入端，用来与可变电阻R1一起预设比较器正相输入端的充放电时间常数；可变电阻R1一端接地，另一端连接CLK3和CLK1N的公共端，R1的阻值可通过寄存器进行配置，配置的依据为预设的时间常数，该预设的时间常数根据陀螺表头的谐振频率设计，因为不同的陀螺表头的谐振频率存在一定的差异性，所以将R1设计成可调整电阻；比较器的输出信号连接计数器的输入，计数器的计数时钟为CLK3N，计数器输出N位数字码值D[N-1:0]控制可变电容C1。
在CLK1N和CLK3高电平阶段电流源I1对比较器正相输入端进行充电，并维持到每个比较计数周期结束；CLK2高电平阶段比较器的负相输入端和输出端复位清零，计数器输出保持不变；CLK1高电平和CLK2低电平阶段对比较器负相输入端进行充电并输出比较结果；当比较器输出为低电平时，计数器加1，电容值变大；当时间常数达到预设值时计数器停止计数，此时其输出的N位数字码值D[N-1:0]为调整完成的控制字。
如图5所示是本发明自适应调整与寄存器调整相结合的调整模式结构图。自适应调整控制字D[N-1:0]输出到触发器组DFC1、DFC2、DFC3，三个触发器组的控制时钟与自适应调整控制字产生电路中的计数器的时钟CLK3N相同。
DFC1的输出连接二选一选通开关MUX1的1号输入端，二选一选通开关MUX1的0号输入端连接寄存器regA[N-1:0]提供的控制字；regA[N]为二选一选通开关MUX1的开关控制信号，regA[N]为0时，选通0号输入端信号，regA[N]为1时，选通1号输入端信号；二选一选通开关MUX1的输出Z1[N-1:0]用于调整环路滤波器的可调电阻；环路滤波器的可调电容由寄存器regA1[N-1:0]进行配置。
DFC2的输出连接二选一选通开关MUX2的1号输入端，二选一选通开关MUX2的0号输入端连接寄存器regB[N-1:0]提供的控制字；regB[N]为二选一选通开关MUX2的开关控制信号，regB[N]为0时，选通0号输入端信号，regB[N]为1时，选通1号输入端信号；二选一选通开关MUX2的输出Z2[N-1:0]用于调整选频滤波器和移相电路的可调电阻；选频滤波器和移相电路的可调电容由寄存器regB1[N-1:0]进行配置。
DFC3的输出连接二选一选通开关MUX3的1号输入端，二选一选通开关MUX3的0号输入端连接寄存器regC[N-1:0]提供的控制字；regC[N]为二选一选通开关MUX2的开关控制信号，regC[N]为0时，选通0号输入端信号，regC[N]为1时，选通1号输入端信号；二选一选通开关MUX3的输出Z3[N-1:0]用于调整锁相环中振荡器的充电电流I1；振荡器的充电电流I2由寄存器regC1[N-1:0]进行配置。
本发明采用自激振荡驱动方式与锁相环驱动方式相结合的驱动模态控制技术。自激振荡驱动方式用于陀螺仪表头的起振阶段，充分利用MEMS陀螺仪表头自身的谐振特性，使陀螺仪表头快速起振。陀螺仪表头起振后，自激启动环路断开，驱动环路闭合，电路工作在锁相环驱动方式。因为在进入锁相环驱动模式之前表头已经处于谐振状态，所以PLL相位控制电路不需要设置初始频率信号，驱动环路可快速实现稳频稳幅振荡。本发明两种驱动方式相结合的驱动模态控制技术既利用了自激振荡驱动方式起振速度快的优点，又避免了锁相环驱动方式需要预先设定初始频率的不足。同时，本发明电路采用自适应调整与寄存器调整相结合的调整模式，针对不同陀螺表头谐振频率存在差异性的问题，可以快速对各个关键参数进行配置，从而使驱动环路快速跟踪陀螺表头的谐振频率，实现稳频稳幅振荡。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
Claims (10)
1.一种MEMS陀螺仪驱动模态控制电路，其特征在于：包括CV转换电路、选频滤波器、移相电路、低通滤波器、驱动电路、ADC、DAC、数字滤波器、AGC幅度控制电路以及PLL相位控制电路；
其中，CV转换电路、选频滤波器、移相电路、低通滤波器以及驱动电路组成自激启动环路；自激启动环路中，CV转换电路的输入端连接MEMS陀螺仪表头驱动模态的检测电极，CV转换电路将MEMS陀螺仪的电容变化量转化为电压信号并进行放大，放大后的信号送给选频滤波器；选频滤波器将与MEMS陀螺仪表头谐振频率同频的信号提取出来并送入移相电路；移相电路用于产生90°相移，以抵消MEMS陀螺仪表头的驱动力与位移之间的90°相位差；移相后的信号经过低通滤波器滤波处理后传送到驱动电路，驱动能力得以增强后输出到MEMS陀螺仪表头的驱动电极，使得MEMS陀螺仪表头快速在其固有的谐振频率上谐振起来；
CV转换电路、ADC、数字滤波器、AGC幅度控制电路、PLL相位控制电路、DAC、环路滤波器以及驱动电路组成闭环驱动环路；闭环驱动环路中，CV转换电路用于将MEMS陀螺仪的电容变化量转化为电压信号并放大，放大后的信号送给ADC电路将模拟信号转换为数字信号；数字信号再经数字滤波器滤波后将代表驱动模态幅值的信号输出到AGC幅度控制电路，同时将代表驱动模态相位的信号输出到PLL相位控制电路，两路信号经过乘法器调制后输出到DAC电路；DAC电路将数字信号转换为模拟信号，经过滤波后送入驱动电路；驱动电路用于增大信号的驱动能力，以给陀螺提供足够的驱动力；AGC幅度控制电路用于自动调节驱动电压的幅值，实现对驱动振幅的精确控制；PLL相位控制电路用于对驱动模态谐振频率和驱动模态检测信号的相位进行跟踪锁定。
2.根据权利要求1所述的一种MEMS陀螺仪驱动模态控制电路，其特征在于：还包括开关PH1、PH2和PH3；开关PH1设置在选频滤波器和移相电路之间，开关PH2设置在低通滤波器和驱动电路之间，开关PH3设置在驱动电路和环路滤波器之间。
3.根据权利要求2所述的一种MEMS陀螺仪驱动模态控制电路，其特征在于：在陀螺的启动阶段，开关PH1、PH2闭合，开关PH3断开，自激启动环路正常工作，闭环驱动环路断开；陀螺谐振起来后，开关PH1、PH2断开，开关PH3闭合，自激启动环路断开，闭环驱动环路正常工作。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的一种MEMS陀螺仪驱动模态控制电路，其特征在于：还包括时钟锁相环电路，选频滤波器的输出端除了连接自激启动环路中的移相电路外，还同时连接时钟锁相环电路的输入端，为时钟锁相环电路提供参考频率信号，时钟锁相环电路用于提供系统时钟。
5.根据权利要求4所述的一种MEMS陀螺仪驱动模态控制电路，其特征在于：所述选频滤波器的中心频率、移相电路的相移、环路滤波器的带宽、锁相环的主频均为可调整设计，且通过相同的调整控制字协同控制；该调整控制字由两部分组成，其中一部分为根据陀螺表头的谐振频率自动产生的自适应调整控制字，另一部分通过寄存器进行配置；所述调整控制字通过自适应调整控制字产生电路产生。
6.根据权利要求5所述的一种MEMS陀螺仪驱动模态控制电路，其特征在于：所述自适应调整控制字产生电路包括电流源I1、可变电容C1固定电容C2、可变电阻R1、开关网络、比较器和计数器；开关网络包括开关CLK1、CLK2、CLK3、CLK1N；
电流源I1一端接电源电压，另一端连接开关CLK1和CLK1N的公共端，用于提供充电电流；开关网络用于闭合和断开充放电通路，CLK1为可变电容C1的充电开关，CLK2为可变电容C1的放电开关；可变电容C1一端接地，另一端连接比较器的负输入端，用于调整充放电时间常数，改变比较器负输入端的电压值；固定电容C2一端接地，另一端连接比较器的正输入端，用来与可变电阻R1一起预设比较器正相输入端的充放电时间常数；可变电阻R1一端接地，另一端连接开关CLK3和CLK1N的公共端，可变电阻R1的阻值可通过寄存器进行配置，配置的依据为预设的时间常数，该预设的时间常数根据陀螺表头的谐振频率设计，因为不同的陀螺表头的谐振频率存在一定的差异性，所以将R1设计成可调整电阻；比较器的输出信号连接计数器的输入，计数器的计数时钟为CLK3N，计数器输出N位数字码值D[N-1:0]控制可变电容C1。
7.根据权利要求6所述的一种MEMS陀螺仪驱动模态控制电路，其特征在于：电路上电之初，先由寄存器为选频滤波器、移相电路和环路滤波器中的可调电阻电容，以及锁相环中振荡器的充电电流配置初始状态；随后启动自适应调整控制字产生电路，自适应调整控制字产生电路的预设时间常数根据陀螺表头的谐振频率设计；自适应调整控制字对选频滤波器、移相电路和环路滤波器的可调电阻，以及振荡器的充电电流进行调整；自适应调整完成后，通过寄存器对选频滤波器、移相电路和环路滤波器的可调电容，以及振荡器的调整电流进行微调。
8.根据权利要求6所述的一种MEMS陀螺仪驱动模态控制电路，其特征在于：自适应调整控制字D[N-1:0]输出到触发器组DFC1，触发器组DFC1的控制时钟与自适应调整控制字产生电路中的计数器的时钟CLK3N相同；触发器组DFC1的输出连接二选一选通开关MUX1的1号输入端，二选一选通开关MUX1的0号输入端连接寄存器regA[N-1:0]提供的控制字；regA[N]为二选一选通开关MUX1的开关控制信号，regA[N]为0时，选通0号输入端信号，regA[N]为1时，选通1号输入端信号；二选一选通开关MUX1的输出Z1[N-1:0]用于调整环路滤波器的可调电阻；环路滤波器的可调电容由寄存器regA1[N-1:0]进行配置。
9.根据权利要求6所述的一种MEMS陀螺仪驱动模态控制电路，其特征在于：自适应调整控制字D[N-1:0]输出到触发器组DFC2，触发器组DFC2的控制时钟与自适应调整控制字产生电路中的计数器的时钟CLK3N相同；触发器组DFC2的输出连接二选一选通开关MUX2的1号输入端，二选一选通开关MUX2的0号输入端连接寄存器regB[N-1:0]提供的控制字；regB[N]为二选一选通开关MUX2的开关控制信号，regB[N]为0时，选通0号输入端信号，regB[N]为1时，选通1号输入端信号；二选一选通开关MUX2的输出Z2[N-1:0]用于调整选频滤波器和移相电路的可调电阻；选频滤波器和移相电路的可调电容由寄存器regB1[N-1:0]进行配置。
10.根据权利要求6所述的一种MEMS陀螺仪驱动模态控制电路，其特征在于：自适应调整控制字D[N-1:0]输出到触发器组DFC3，触发器组DFC3的控制时钟与自适应调整控制字产生电路中的计数器的时钟CLK3N相同；触发器组DFC3的输出连接二选一选通开关MUX3的1号输入端，二选一选通开关MUX3的0号输入端连接寄存器regC[N-1:0]提供的控制字；regC[N]为二选一选通开关MUX2的开关控制信号，regC[N]为0时，选通0号输入端信号，regC[N]为1时，选通1号输入端信号；二选一选通开关MUX3的输出Z3[N-1:0]用于调整锁相环中振荡器的充电电流I1；振荡器的充电电流I2由寄存器regC1[N-1:0]进行配置。
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