Variable Gain Amplifier Architectures for a Driver Block of a Gyroscope MEMS

L'amplificatore a guadagno variabile (VGA) è uno dei blocchi cruciali quando si tratta di far entrare in risonanza il MEMS del giroscopio e mantenerlo in quello stato. Pertanto, il VGA deve essere performante. Il VGA all'avanguardia deve affrontare alcuni problemi di prestazioni. Infatti, ritrae solo un output accettabile riferito a offset e intervallo di linearità. Per questo motivo, VGA1 e alcune delle sue varianti (VGA1 (div2) e VGA1 (div3)) nonché VGA2 sono proposte e progettate secondo le stesse specificazioni dello stato dell'arte. Rispetto al VGA all’avanguardia, VGA1 presenta uno scarso intervallo di linearità ed è ritenuto non sufficientemente performante. D'altra parte, rispetto al VGA all’avanguardia, VGA1 (div2) e VGA1 (div3) visualizzano un offset riferito all'uscita drasticamente inferiore con un intervallo di linearità leggermente peggiore, un consumo corrente nel caso peggiore molto peggiore e uno sfasamento peggiore nel caso peggiore. Inoltre, VGA1 (div2) e VGA1 (div3) mostrano un comportamento simile sotto le variazioni PVT come lo stato dell'arte. Rispetto al VGA all’avanguardia, il VGA2 mostra un intervallo di linearità drasticamente migliore, un comportamento di linearità molto migliore alle variazioni PVT con un offset riferito in uscita leggermente peggiore, un consumo di corrente nel caso peggiore leggermente peggiore e un sfasamento nel peggior caso peggiore. Parallelamente, la stabilità di VGA1 (div2), VGA1 (div3) e VGA2 viene convalidata anche in casi estremi, rendendoli operativi come il VGA all’avanguardia. Di conseguenza, VGA2 rappresenta il miglior compromesso tra tutte le specifiche prestazionali e si configura come un potenziale sostituto del VGA all'avanguardia.