KR20090022155A - 정전용량형 ｍｅｍｓ 진동센서의 진동 극성 및 크기를감지하기 위한 양극성 구동회로 - Google Patents

정전용량형 ｍｅｍｓ 진동센서의 진동 극성 및 크기를감지하기 위한 양극성 구동회로 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 정전용량형 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems, 초소형전자정밀기계시스템) 진동센서에서 감지된 진동 극성 및 크기를 감지하기 위한 양극성 구동회로에 관한 것으로서, 고해상도 정전용량-시간 변환 기법을 이용하여 정전용량형 MEMS 진동센서의 정전용량 변화를 시간변화량으로 변환하고, TDC(Time-to-digital conversion) 기법을 이용하여 상기 시간변화량을 진동의 극성 및 크기 값으로 출력함으로써 진동의 크기뿐만 아니라 진동의 극성(방향)까지 감지할 수 있으므로 다양한 MEMS 센서에 적용가능한 효과가 있다.
Figure P1020070087261
MEMS 진동센서, ROIC, TDC 변환, C-T 변환, 진동극성

Description

정전용량형 ＭＥＭＳ 진동센서의 진동 극성 및 크기를 감지하기 위한 양극성 구동회로{Bidirectional Readout Circuit for the Detection of the Direction and Amplitued of the Capacitive MEMS Accelerometers}
본 발명은 정전용량형 MEMS 진동센서의 진동 극성 및 크기 감지 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 MEMS 진동센서의 정전용량 변화에 대해 정전용량-시간 변환(C-T 변환)을 수행하여 생성되는 시간변화량을 가지는 인에이블(Enable) 신호를 이용하여 진동의 극성 및 크기를 감지할 수 있는 진동 극성 및 크기를 감지하기 위한 양극성 구동회로에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT시성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-054-02, 과제명: 유비쿼터스용 CMOS 기반 MEMS 복합센서기술개발].
MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems, 초소형전자정밀기계시스템) 기술은 센서(sensor) 또는 엑츄에이터(Actuator) 기능을 갖는 초소형 2차원 구조물 및 이 를 포함하는 시스템 기술, 반도체 칩에 내장된 센서, 구동기 등과 같은 육안으로 식별이 어려운 극히 소형의 기계장치와 회로를 결합하는 기술로서, 디지털 정보 감지, 대용량 정보 저장, 초소형 디스플레이, 초소형 에너지원, 유무선통신 등 유비쿼터스 센서 네트워크 분야에 핵심기술을 제공한다. 이러한 MEMS 기술은 자기 및 광 헤드와 같은 각종 정보기기 부품에 응용되며, 자동차 에어백 내의 진동 가속도계 등에 활용되고 있다.
따라서 최근에는 MEMS 기술을 이용한 센서(이하 'MEMS 센서'라 함)의 신호처리를 위한 ROIC(ReadOut Ic)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
상기 MEMS 센서는 크게 벡터 물리량 센서와 스칼라 물리량 센서로 나눌 수 있다. 먼저, 스칼라 센서는 주로 온도, 습도 등의 방향성이 없는 센서들이다.
그리고 벡터 물리량 센서는 대표적으로 진동센서가 있으며, 정전용량형 MEMS 진동센서는 외부에서 가해지는 변위, 속도 또는 가속도를 감지하여 이를 전기적인 신호로 변환시키는 장치로서 MEMS 기술과 반도체 집적회로 공정기술을 이용하여 제작된다. 이러한 정전용량형 MEMS 진동센서의 대표적인 예는 자동차 에어백 내의 진동 센서가 있다.
상기 MEMS 센서의 ROIC에 이용되는 대표적인 검출회로는 고해상도에 유리한 정전용량-시간(C-T) 변환기 및 TDC가 사용된다. 이러한 검출회로는 주로 스칼라 물리량 센서에 주로 이용되는데 그 이유는, 시간이라는 스칼라량의 극성을 판별하기가 까다롭기 때문이다.
상술한 바와 같이 시간이라는 스칼라 물리량은 극성을 판별하는데 어려움이 있기 때문에, 벡터 물리량인 진동센서에는 적용될 수 없었다.
따라서 고해상도에 유리한 정전용량-시간 변환기(C-T 변환기) 및 TDC를 사용하여 벡터 물리량인 진동의 크기뿐만 아리라 극성(방향)까지 감지할 수 있는 고해상도 극성감지회로를 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 일실시 형태의 정전용량형 MEMS 진동센서의 진동 극성 및 크기를 감지하기 위한 양극성 구동회로는, 정전용량-시간 변환을 수행하여 외부 진동에 따라 정전용량을 변화시키는 정전용량형 MEMS 진동센서의 변화되는 정전용량에 상응하는 시간변화량을 가지는 인에이블 신호를 생성하는 정전용량-시간 변환부; 상기 인에이블 신호를 이용하여 진동의 극성 및 크기를 감지하는 진동감지부; 및 상기 감지된 진동의 극성 및 크기를 디지털 값으로 출력하는 출력부;를 포함한다.
상기 정전용량형 MEMS 진동센서는, 단일 입력(Single Input) 또는 차동 입력(Differentilal Input) 형태 중 하나를 이용한다.
상기 정전용량-시간 변환부는, 외부 진동에 따라 변화되는 제1 정전용량에 상응하는 제1 전압을 기준 전압과 비교하여 상기 제1 정전용량에 대응하는 시간폭을 갖는 제1 사각파를 출력하는 제1 정전용량 비교기; 기준이 되는 제2 정전용량에 상응하는 제2 전압을 기준 전압과 비교하여 상기 제2 정전용량에 대응하는 시간폭을 갖는 제2 사각파를 출력하는 제2 정전용량 비교기; 및 상기 제1 및 제2 사각파를 XOR하여 상기 제1 및 제2 사각파가 시작되는 시점의 시간차에 해당하는 시간변화량을 가지는 인에이블 신호를 출력하는 XOR 연산기; 를 포함한다.
상기 진동감지부는, 상기 인에이블 신호와 상기 제1 사각파 또는 제2 사각파를 비교하여 진동의 극성을 감지하는 진동극성감지부; 및 상기 인에이블 신호에 해당하는 시간 동안 카운터한 값으로 진동의 크기를 감지하는 진동크기감지부; 를 포함한다.
상기 진동극성감지부는, 상기 제1 사각파 또는 제2 사각파 및 상기 인에이블 신호를 입력받아, 상기 제1 사각파 또는 제2 사각파를 상기 인에이블 신호에 대응되는 시간 동안 저장하는 1 비트 래치(latch)를 포함한다.
상기 진동극성감지부는, 상기 제1 정전용량 비교기에서 출력되는 제1 사각파가 상기 인에이블 신호와 동일하게 High이면 '1', 반대로 상기 인에이블 신호와 상이하게 Low이면 '0'으로 극성을 감지한다.
상기 진동크기감지부는, 상기 제2 정전용량 비교기에서 출력되는 제2 사각파를 상기 인에이블 신호에 대응되는 시간 동안 카운터 하는 n 비트 카운터; 및 상기 카운터한 n 비트 값을 저장하는 n 비트 래치를 포함한다.
상기 출력부는 상기 1 비트 래치에 저장된 진동 극성을 최상위 비트로 출력하고, 상기 n 비트 래치에 저장된 n 비트 값을 입력받아 n+1 비트 디지털 값으로 출력한다.
본 발명에서 제안하는 정전용량형 MEMS 진동센서의 진동 극성 및 크기 감지를 위한 양극성 구동회로는 고해상도 특성을 갖는 정전용량-시간 변화 동작을 이용한 극성 감지 회로를 도입함으로써 벡터 물리량인 진동의 크기뿐만 아니라 진동의 극성(방향)까지 감지할 수 있어 다양한 물리량을 갖는 MEMS 진동센서에 적용가능한 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
이에 본 발명의 일실시 형태의 정전용량형 MEMS 진동센서를 이용하여 진동 극성을 감지하는 양극성 구동회로의 구성에 대해 도 1을 참조하여 상세하게 설명한 다.
도 1은 본 발명의 일실시 형태에 따른 정전용량형 MEMS 진동센서의 진동 극성 감지를 위한 양극성 구동회로의 개념도를 나타낸 것으로, 양극성 구동회로(ReadOut Ic; ROIC)는 기본적으로 정전용량-시간 변환블록과 TDC 블록을 가진다.
본 발명에 따른 양극성 구동회로는 정전용량-시간 변환부(20), 진동감지부(30) 및 출력부(40)를 포함한다.
진동센서(10)는 정전용량형 MEMS 진동센서를 이용하며, 제1 정전용량을 변화시키는 제1 캐패시터(11)와 제2 정전용량을 변화시키는 제2 캐피시터(12)를 포함한다.
또한 상기 진동센서(10)는 외부의 진동 또는 기울임에 의해 두 캐패시터의 간격이 달라짐에 따라 정전용량이 달라진다.
따라서 본 발명은 두 캐패시터의 간격에 따라 달라지는 정전용량의 차를 이용하여 진동의 극성 및 크기를 감지한다.
또한, 본 발명은 두 개의 캐패시터를 이용한 차동 입력 형태뿐만 아니라 하나의 캐패시터를 이용한 단일 입력 형태를 이용할 수도 있다.
예를 들어, 상기 단일 입력 형태는 하나의 캐패시터를 가지는 진동센서를 이용하며, 비교기에 기준 Capacitance가 20pF로 설정된다. 진동센서의 Capacitance가 20pF보다 작으면 크기비트 및 부호비트 '0'을 출력하고, 진동센서의 Capacitance가 20pF보다 크면 크기비트 및 부호비트 '1'을 출력한다. 기본 동작은 차동 입력 형태 와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
정전용량-시간 변환부(20)는 진동센서(10)의 변화되는 정전용량에 상응하는 시간변화량을 가지는 인에이블 신호를 생성한다. 즉, 진동센서(10)의 두 캐패시터에서 변화되는 정전용량을 정전용량-시간 변환(C-T 변환) 동작을 통해 시간변화량으로 나타내고, 상기 시간변화량은 인에이블(Enable) 신호로써 이후 진동감지부(30)에서 진동의 극성 및 크기를 감지하는데 이용된다.
구체적으로 제1 캐패시터(11)의 정전용량에 따라 충전되어 상승하는 제1 전압이 제1 사각파로 출력되는 시점과, 제2 캐패시터(12)의 정전용량에 따라 충전되어 상승하는 제2 전압이 제2 사각파로 출력되는 시점은 두 캐패시터의 정전용량이 차이가 없는 경우는 같고, 진동에 의해 정전용량 차이가 생기면 제1 및 제2 사각파가 출력되는 시작 시점은 달라진다.
즉, 상기 제1 및 제2 사각파가 출력되는 시작 시점의 시간 차이는 제1 정전용량과 제2 정전용량의 차이에 정비례하는 시간이므로, 상기 시간 차이를 이용해 진동극성을 감지하고, 또한 상기 시간차이의 길이를 통해 진동크기에 해당하는 정전용량변화를 감지한다.
진동감지부(30)는 TDC 블록으로 1-비트 래치를 구비하여 두 사각파가 출력되는 시작 시점의 시간차이를 이용해 진동의 극성을 감지하는 진동극성감지부(31)와 n-비트 카운터 및 n-비트 래치를 구비하여 두 사각파가 출력되는 시작 시점의 시간차이에 해당하는 시간변화량을 이용해 진동의 크기를 감지하는 진동크기감지부(32) 로 이루어진다.
본 발명에서 사용하는 정전용량-시간 변환 기법과 진동의 크기를 디지털 값으로 검출하는 TDC 기법은 스칼라 물리량 센서에서 많이 사용되는 방법이므로 구체적인 설명은 생략한다.
이후 연결된 출력부(40)는 진동극성감지부(31)에서 진동의 극성을 나타내는 1 비트와 진동크기감지부(32)에서 진동의 크기를 나타내는 n 비트를 입력받아 총 n+1 비트의 디지털 값을 출력한다. 그리고 n+1 비트의 디지털 값에서 진동의 극성(방향)은 최상위 비트에 위치한다.
도 2는 도 1에 나타낸 정전용량형 MEMS 진동센서의 진동 극성 및 크기를 감지하기 위한 양극성 구동회로의 구체적인 회로도를 나타낸 것이다.
도 2에 따르면, 정전용량형 MEMS 진동센서의 진동 극성 및 크기를 감지하기 위한 양극성 구동회로의 진동센서(10)는 외부의 진동 및 기울임에 의해 적어도 하나는 자신의 정전용량을 가변시키는 제1 캐패시터(11) 및 제2 캐패시터(12)를 포함한다.
정전용량-시간 변환부(20)는 제1 정전용량에 상응하는 제1 전압과 기준 전압(Vref)을 비교하여 제1 정전용량에 대응하는 시간폭을 갖는 제1 사각파를 출력하는 제1 정전용량 비교기(21)와, 제2 정전용량에 상응하는 제2 전압과 기준전압(Vref)을 비교하여 제2 정전용량에 대응하는 시간폭을 갖는 제2 사각파를 출력하는 제2 정전용량 비교기(22)와, 상기 제1 사각파와 제2 사각파를 입력받아 두 사각 파가 시작되는 시점의 시간차이에 해당하는 시간변화량을 가지는 인에이블 신호(VEn)를 출력하는 XOR 연산기(23)로 구성된다.
진동극성감지부(31)는 제1 정전용량 비교기(21)에서 출력되는 제1 사각파와 XOR 연산기(23)의 출력신호인 인에이블 신호(VEn)를 입력받아 저장하는 1 비트 래치(32)를 구비한다.
진동크기감지부(33)는 XOR 연산기(23)의 출력신호인 인에이블 신호(VEn)를 리셋신호로 입력받아 인에이블 신호(VEn)에 대응되는 시간의 길이로 카운터되는 값으로 진동의 크기를 출력하는 n 비트 카운터(34)와, XOR 연산기(23)의 출력신호인 인에이블 신호 및 상기 n 비트 카운터(34)의 출력을 입력받아 상기 인에이블 신호(VEn)에 대응되는 시간 동안 저장하는 n 비트 래치(35)로 구성된다.
이에 도 2의 회로도에서 본 발명에 따른 정전용량-시간 변환부(20)의 동작, 진동극성감지부(31)의 진동 극성 감지 동작을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 정전용량-시간 변환부(20)의 정전용량-시간 변환 동작을 설명하기 위한 타이밍도를 나타낸 것이다.
도 3의 (a)와 같이 리셋전압(VReset)이 주어지면, 리셋전압(VReset)이 하이(high)일 때는 제1 전압(VSen)과 제2 전압(VRef)은 0이다.
반대로 리셋전압(VReset)이 로우(low)가 되면, 로우가 되는 A 시점에서부터 제1 캐패시터(11)의 제1 전압(VSen)이 상승하고, 상게 제1 전압(VSen)이 제1 정전용량 비교기(21)의 기준 전압(Vref) 이상이 되면 제1 정전용량 비교기(21)는 도 3 의 (b)와 같이 사각파를 출력한다. 이를 제1 사각파(VSen.Com.)라고 한다.
동시에, 리셋전압(VReset)이 로우가 되는 A 시점에서부터 제2 캐패시터(12)의 제2 전압(VRef)도 상승하여, 상기 제2 전압(VRef)이 제2 정전용량 비교기(205)의 기준 전압(Vref) 이상이 되면 제2 정전용량 비교기(22)는 도 3의 (c)와 같이 사각파를 출력하다. 이를 제2 사각파(VRef.Com.)라고 한다.
따라서 이들 두 캐패시터(11, 12)의 충전 시점은 A로 동일하나, 제1 및 제2 정전용량 비교기(21, 22)를 통해 출력되는 제1 및 제2 사각파(VSen.Com, VRef.Com.)의 시작 시점은 진동 상태에 따라 변하는 두 캐패시터의 정전용량의 차에 의해 B와 C로 달라진다.
즉, 제1 및 제2 사각파(VSen.Com, VRef.Com.)의 시작 시점은 두 캐패시터(11, 12)의 정전용량의 차이가 없는 경우는 같게 되고, 진동에 의해 두 캐패시터(11, 12)의 정전용량 차이가 생기면 두 사각파(VSen.Com, VRef.Com.)의 시작 시점이 도 3의 (b)와 (c)와 같이 B와 C로 달라지게 된다.
XOR(exclusive or) 연산기(23)는 제1 사각파(VSen.Com.)와 제2 사각파(VRef.Com.)에 대해 배타적 논리합을 수행하여 카운터 플래그(count flag)를 출력한다.
상기 카운터 플래그는 도 3의 (d)와 같은 제1 사각파(VSen.Com.)와 제2 사각파(VRef.Com.)의 시작시점의 차(
Figure 112007063073156-PAT00001
)에 해당하는 시간폭을 갖는 사각파로, 즉 인에이블 신호(VEn)이다.
상기 인에이블 신호(VEn)의 시간폭은 제1 정전용량과 제2 정전용량의 차이에 정비례하므로, 상기 인에이블 신호(VEn)의 길이를 통해 진동 크기에 해당하는 정전용량 변화를 감지할 수 있다.
이러한 정전용량-시간 변환 관계를 정리하면 수학식 1과 같다.
Figure 112007063073156-PAT00002
즉, 비교전압(Vref)과 IC는 고정값이므로,
Figure 112007063073156-PAT00003
가 된다.
다음으로 도 4의 (a) 및 (b)는 1 비트 래치를 구비한 진동극성감지부(31)의 진동 극성 감지 동작을 설명하기 위한 타이밍도이며, 1 비트 래치(32)는 제1 정전용량 비교기(21)에서 출력되는 제1 사각파(VSen.Com.)와 인에이블 신호(VEn)를 이용한다.
우선 1 비트 래치(Latch)는 제1 정전용량 비교기(21)에서 출력되는 제1 사각파(VSen.Com.)를 입력받아 인에이블 신호(VEn)에 대응되는 시간 동안 저장한다.
그런 다음, 상기 인에이블 신호(VEn)와 제1 사각파(VSen.Com., 206)를 비교하여, 도 4의 (a)와 같이 제1 캐패시터(11)의 제1 정전용량이 제2 캐패시터(12)의 제2 정전용량보다 큰 경우, 상기 제1 사각파(VSen.Com.)와 인에이블 신호(VEn)가 모두 하이(High)이면, 극성 '1'을 출력한다.
반대로, 도 4의 (b)와 같이 제2 캐패시터(11)의 제1 정전용량이 제2 캐패시터(12)의 제2 정전용량보다 작은 경우, 제1 사각파(VSen.Com.)와 인에이블 신호(VEn)가 서로 반대이면, 즉, 인에이블 신호(VEn)가 High인 동안 제1 사각파(VSen.Com.)가 Low이면, 극성 '0'을 출력한다.
따라서, 도 4의 (a)와 (b)의 Enable 신호(VEn)는
Figure 112007063073156-PAT00004
와 같이 크기는 같지만 그 극성이 서로 반대가 된다.
여기서 극성이 서로 반대인 진동에 대해 제1 정전용량 비교기(21)에서 출력되는 제1 사각파(VSen.Com.)와 인에이블 신호(VEn)를 비교하는 것은 제1 캐패시터(11)의 제1 정전용량이 제2 캐패시터(12)의 제2 정전용량보다 큰지 작은지를 비교하는 것과 동일하다.
즉, 제1 정전용량이 제2 정전용량보다 작으면 극성 비트 '0'을 출력하고, 제1 정전용량이 제2 정전용량보다 크면 극성 비트 '1'을 출력한다.
이러한 극성 비트는 크기에 해당하는 디지털 값과 함께 표현되고, 최종값의 최상위 비트가 '0'인지 '1'인지를 판별함으로써 진동의 극성을 감지할 수 있다.
도 5는 본 발명에서 제안한 양극성 구동회로를 구동하여 진동의 극성과 크기를 출력하는 출력파형의 실제 예를 나타낸 것이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 제1 사각파(VSen.Com)와 인에이블 신호(VEn)가 모두 high이므로 극성은 '1'이며, 크기는 (D13, D12)=(1, 0)이다. 또한, 도 5의 (b)를 참조하면, 제1 사각파(VSen.Com)는 low이고, 인에이블 신호(VEn)는 high이므로 극성은 '0'이며, 크기는 (D13, D12)=(1, 0)이다.
따라서, 도 5의 (a)와 (b)는 진동의 크기는 동일하지만, 극성은 '1'과 '0'으로 서로 반대임을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시 형태에 따른 정전용량형 MEMS 진동센서의 진동 극성 감지를 위한 양극성 구동회로의 개념도,
도 2는 도 1에 나타낸 정전용량형 MEMS 진동센서의 진동 극성 및 크기를 감지하기 위한 양극성 구동회로의 구체적인 회로도,
도 3의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 정전용량-시간 변환부에 정전용량-시간 변환 동작을 설명하기 위한 타이밍도,
도 4의 (a) 및 (b)는 1 비트 래치를 구비한 진동극성감지부(31)의 진동 극성 감지 동작을 설명하기 위한 타이밍도, 그리고,
도 5는 본 발명의 일실시 형태에 따른 양극성 구동회로를 구동하여 진동의 극성과 크기를 출력하는 실제 출력파형을 나타낸 예시도이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
10. 진동센서 11. 제1 캐패시터
12. 제2 캐패시터 20. 정전용량-시간 변환부
21. 제1 정전용량 비교기 22. 제2 정전용량 비교기
23. XOR 연산기 30. 진동감지부
31. 진동극성감지부 32. 1 비트 래치
33. 진동크기감지부 34. n 비트 카운터
35. n 비트 래치 40. 출력부

Claims (8)

  1. 정전용량형 MEMS 진동센서의 정전용량 변화량에 상응하는 시간변화량을 가지는 인에이블 신호를 생성하는 정전용량-시간 변환부;
    상기 인에이블 신호를 이용하여 진동의 극성 및 크기를 감지하는 진동감지부; 및
    상기 감지된 진동의 극성 및 크기를 디지털 값으로 출력하는 출력부;
    를 포함하는 정전용량형 MEMS 진동센서의 진동 극성 및 크기를 감지하기 위한 양극성 구동회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정전용량형 MEMS 진동센서는,
    단일 입력(Single Input) 또는 차동 입력(Differentilal Input) 형태 중 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 MEMS 진동센서의 진동 극성 및 크기를 감지하기 위한 양극성 구동회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 정전용량-시간 변환부는,
    외부 진동에 따라 변화되는 제1 정전용량에 상응하는 제1 전압을 기준 전압과 비교하여 상기 제1 정전용량에 대응하는 시간폭을 갖는 제1 사각파를 출력하는 제1 정전용량 비교기;
    기준이 되는 제2 정전용량에 상응하는 제2 전압을 기준 전압과 비교하여 상 기 제2 정전용량에 대응하는 시간폭을 갖는 제2 사각파를 출력하는 제2 정전용량 비교기; 및
    상기 제1 및 제2 사각파를 XOR하여 상기 제1 및 제2 사각파가 시작되는 시점의 시간차에 해당하는 시간변화량을 가지는 인에이블 신호를 출력하는 XOR 연산기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 MEMS 진동센서의 진동 극성 및 크기를 감지하기 위한 양극성 구동회로.
  4. 제3항에 있어서, 상기 진동감지부는,
    상기 인에이블 신호와 상기 제1 사각파 또는 제2 사각파를 비교하여 진동의 극성을 감지하는 진동극성감지부; 및
    상기 인에이블 신호에 해당하는 시간 동안 카운터한 값으로 진동의 크기를 감지하는 진동크기감지부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 MEMS 진동센서의 진동 극성 및 크기를 감지하기 위한 양극성 구동회로.
  5. 제4항에 있어서, 상기 진동극성감지부는,
    상기 제1 사각파 또는 제2 사각파 및 상기 인에이블 신호를 입력받아, 상기 제1 사각파 또는 제2 사각파를 상기 인에이블 신호에 대응되는 시간 동안 저장하는 1 비트 래치(latch)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 MEMS 진동센서의 진동 극성 및 크기를 감지하기 위한 양극성 구동회로.
  6. 제5항에 있어서, 상기 진동극성감지부는,
    상기 제1 정전용량 비교기에서 출력되는 제1 사각파가 상기 인에이블 신호와 동일하게 High이면 '1', 반대로 상기 인에이블 신호와 상이하게 Low이면 '0'으로 극성을 감지하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 MEMS 진동센서의 진동 극성 및 크기를 감지하기 위한 양극성 구동회로.
  7. 제6항에 있어서, 상기 진동크기감지부는,
    상기 제2 정전용량 비교기에서 출력되는 제2 사각파를 상기 인에이블 신호에 대응되는 시간 동안 카운터 하는 n 비트 카운터; 및
    상기 카운터한 n 비트 값을 저장하는 n 비트 래치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 MEMS 진동센서의 진동 극성 및 크기를 감지하기 위한 양극성 구동회로.
  8. 제7항에 있어서, 상기 출력부는
    상기 1 비트 래치에 저장된 진동 극성을 최상위 비트로 출력하고, 상기 n 비트 래치에 저장된 n 비트 값을 입력받아 n+1 비트 디지털 값으로 출력하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 MEMS 진동센서의 진동 극성 및 크기를 감지하기 위한 양극성 구동회로.
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