周家辉，刘一清

（华东师范大学通信与电子工程学院，上海 200241）

随着电子信息产业的不断发展，各领域对于实验仪器也产生了新的需求。机器人灵活协调的动作需要多路二电平PWM 波形来驱动电机协同运作[1-3]；新能源发电系统需要产生多电平波形实现逆变电源[4-6]；DLP 投影仪中使用的数字微镜器件也需要复杂的多电平高压波形来进行驱动[7]。在各个新兴领域中，多通道、高电压、多电平信号驱动的需求日益增加，但是目前市面上缺少相关仪器，迫切需要科研人员进一步开展研究。文中针对MEMS 数字微镜的驱动，设计了一款多通道多电平高压信号发生器，具有使用便捷、灵活性强、可靠性高等特点，同时也可应用于电机驱动、电源驱动和新型器件驱动等多种领域。

1 系统设计

数字微镜器件是一种反射式光开关[8]，是DLP 投影技术的核心器件，可以分为MEMS 数字微镜和CMOS 驱动电路两个部分，文中设计的多通道多电平高压信号发生器用于直接驱动MEMS 数字微镜，方便MEMS 数字微镜开发人员测试其微镜的质量。MEMS 数字微镜结构如图1 所示，分为微镜电极、ON电极和OFF 电极3 个电极，微镜电极是公共电极，它与ON 电极、OFF 电极之间可分别等效为两个电容，所以驱动一个MEMS 数字微镜可以等效为驱动两个容性负载。

图1 MEMS数字微镜结构示意图

MEMS 数字微镜大多采用静电驱动，工作时有两种状态，ON 状态和OFF 状态[9-10]。当ON 电极与微镜电极之间的压差大于OFF 电极与微镜电极之间的压差时，MEMS 数字微镜将处于ON 状态，MEMS 微镜将入射光反射到投影窗口区域中，呈现全“亮”的投影效果；……