[实用新型]一种电容式距离传感器

权利要求书

1.一种电容式距离传感器，其特征在于，包括：待测电容测量极板、参考电容Cref、开关S3、开关S4、待测电容充/放电电路、参考电容充/放电电路、全差分采样/保持电路和源跟随器；

所述待测电容测量极板和被测导电体表面形成待测电容Cf；所述待测电容测量极板通过开关S3与所述待测电容充/放电电路连接，同时与所述源跟随器连接；

所述参考电容Cref的一端通过开关S4与所述参考电容充/放电电路连接，同时与所述源跟随器连接，另一端与系统地Vss连接；

所述全差分采样/保持电路的输入端连接源跟随器的电压输出端；

所述源跟随器的两输入端分别与待测电容Cf和参考电容Cref连接。

2.如权利要求1所述的一种电容式距离传感器，其特征在于，所述待测电容充/放电电路，包括开关S1、基准电压Vrefp和电流源IS1；

所述开关S1的一端连接基准电压Vrefp，另一端通过电流源IS1接系统地Vss，同时通过开关S3和所述待测电容Cf相连。

3.如权利要求1所述的一种电容式距离传感器，其特征在于，所述参考电容充/放电电路，包括开关S2、基准电压Vrefn和电流源IS2；

所述开关S2的一端连接基准电压Vrefn，另一端通过电流源IS2接系统地Vss，同时通过开关S4和所述参考电容Cref相连。

4.如权利要求2或3所述的一种电容式距离传感器，其特征在于，所述参考电容充/放电电路和待测电容充/放电电路对称。

5.如权利要求1所述的一种电容式距离传感器，其特征在于，所述全差分采样/保持电路包括，全差分运算放大器、两个采样电容C1、两个保持电容C2、开关Sa、开关Sb和共模电平Vcm；

所述两个保持电容C2分别跨接在所述全差分运算放大器两端，为运放建立负反馈；

所述全差分运算放大器的正输入端和负输入端分别通过开关Sa和开关Sb接共模电平Vcm。

6.如权利要求5所述的一种电容式距离传感器，其特征在于，所述全差分采样/保持电路以全差分运算放大器为中心，相互对称；其中两个采样电容C1相匹配、两个保持电容C2相匹配。

7.如权利要求1所述的一种电容式距离传感器，其特征在于，所述源跟随器，包括绝缘栅场效应晶体管一、绝缘栅场效应晶体管二、绝缘栅场效应晶体管三、绝缘栅场效应晶体管四、直流源IS3、直流源IS4、系统电源VDD和两个电压输出节点nA、nB；

所述源跟随器的两个电压输出节点nA、nB各通过直流源IS3和IS4共同连接系统地Vss；

所述源跟随器的两个电压输出节点nA、nB通过采样开关SHA和SHB分别连接所述全差分采样/保持电路的两个采样电容C1。

8.如权利要求7所述的一种电容式距离传感器，其特征在于，所述绝缘栅场效应晶体管一、绝缘栅场效应晶体管二分别与绝缘栅场效应晶体管三、绝缘栅场效应晶体管四相匹配，直流源IS3和直流源IS4相匹配。

9.如权利要求1所述的一种电容式距离传感器，其特征在于，所述待测电容测量极板为导电极板，由一层金属组成，基板面积大小和整个待测导体表面纹理分布有关。

10.如权利要求1所述的一种电容式距离传感器，其特征在于，所述参考电容Cref的电容选取和待测电容Cf大小相当。