[发明专利]一种差分电容的RC常数测量方法

权利要求书

1.一种差分电容的RC常数测量方法，其特征在于：包括差分电容电路模块（106）和                                                测量模块（201）；

所述的差分电容电路模块（106）作用为实现RC常数与比较器输出RCOUT时间长度（）的比例关系，电路具体工作状态转换及计算如下：

1） 在t0时刻，开关S1（101）闭合，复位电路，此时，RCOUT输出为低，因，流过电阻R1（102）电流为：

， （1）

2） 在t1时刻，开关S1（101）断开，复位过程结束，流过电阻R1（102）电流I通过C1（103），有：

，推出：；有，  （2）

此时输出电压下降，最终导致，比较器（105）输出翻转，RCOUT由低电平转为高电平，由开关S1（101）断开到RCOUT电平变高这一过程，时间为：

，（3）

设固定系数为，，，，则，（4）

由公式可知，与RC常数成正比，对RC常数的测量转化为对的测量；

所述的测量模块（201），其RCOUT时间测量模块由数字电路实现，通过使用较高频率的数字时钟可以对RCOUT时间常数进行脉冲宽度计数，假设数字参考时钟为，计数值为N，所以

，（5）

测量精度由数字时钟频率决定，最后计算得出RC常数为：

，（6）。

2.按照权利要求1所述的一种差分电容的RC常数测量方法，其特征在于，还包括RC电路校正，校正过程分为两步：初始化（301）和搜索校正（302）；

初始化（301）时，送出RC常数测量电路的校正上电信号（PWR_RCTUNE）和复位开关信号（RST），上电信号（401）比复位开关信号（402）提前一定周期，复位开关信号送出后即开始CNT计数器（404）计数；

搜索校正（302）时，通过公式（6）可得预设参考计数值，通过使用较高频率的数字时钟实现测量实际N值与参考值比较，根据比较结果并调整电容阵列，改变RC取值大小，直到使RC取值最大地接近预设的R1*C1取值。

3.按照权利要求2所述的一种差分电容的RC常数测量方法，其特征在于：所述的差分电容做成可调控阵列形式，电容阵列调整使用二进制搜索算法。

4. 按照权利要求3所述的一种差分电容的RC常数测量方法，其特征在于：3．所述的二进制搜索算法分为 3个阶段：初始化、向下搜索、左右搜索；

1）初始化时，开关电容阵列的最高位置 1，其它位置 0，使其处于中间值，对RC差分电容电路（106）输出的脉冲宽度（RCOUT）（403）进行计数；

2）向下搜索（502）时，对计数值进行判断，若小于预设值，则表明当前电容值偏小，此时当前搜索位不变（为1），把下一搜索位置1；否则表明电容值偏大，当前搜索位置0，把下一搜索位置 1 后开始下一次搜索，直至最低位方向确定；

3）左右搜索（503）时，在向下搜索完成后确定的电容阵列的左右进行搜索，确定左、右、当前三个状态中计数误差最小的设置；

假设电容阵列共有 N 位，则共需 N＋2 次搜索，每次搜索时间均相同。