[发明专利]一种高精度全差分电容-电压转换电路系统

权利要求书

1.一种高精度全差分电容-电压转换电路系统，其特征在于，包括：驱动信号产生部(301)，全差分电荷放大器(303)，电容补偿阵列一(304)、电容补偿阵列二(305)；所述的驱动信号产生部(301)，包括：开关一(306)、开关二(307)、开关三(308)、开关四(309)以及加速度计敏感结构(302)；其中，开关一(306)的一端连接电源VDD，另一端连接在加速度计敏感结构(302)的上极板TOP；开关二(307)的一端连接地VSS，另一端连接在加速度计敏感结构(302)的下极板DOWN；开关三(308)的一端连接地VSS，另一端连接在加速度计敏感结构(302)的上极板TOP；开关四(309)的一端连接电源VDD，另一端连接在加速度计敏感结构(302)的下极板DOWN；所述的全差分电荷放大器(303)，包括：开关五(312)、开关六(313)、开关七(314)、开关八(315)、开关九(316)、开关十(317)、开关十一(318)、开关十二(320)、开关十三(321)、开关十四(323)、开关十五(324)、开关十六(326)、开关十七(329)、开关十八(331)、开关十九(332)、开关二十(333)、开关二十一(334)、开关二十二(335)、开关二十三(337)、开关二十四(338)、开关二十五(340)、开关二十六(341)、开关二十七(344)、开关二十八(345)、开关二十九(347)、开关三十(348)、开关三十一(350)、开关三十二(351)、开关三十三(353)、开关三十四(354)，电容一(319)、电容二(322)、电容三(325)、电容四(330)、电容五(336)、电容六(339)、电容七(342)、电容八(343)、电容九(349)、电容十(352)，第一运算放大器OPAMP2(327)、第二运算放大器OPAMP2(328)，第三运算放大器OPAMP1(346)、第四运算放大器OPAMP1(355)以及第五运算放大器OPAMP3(356)、第六运算放大器OPAMP3(357)；其中，开关七(314)的一端连接在加速度计敏感结构(302)的上极板TOP，另一端连接在第一运算放大器OPAMP2(327)的正向输入端；开关八(315)的一端连接加速度计敏感结构(302)的上极板TOP，另一端连接在第二运算放大器OPAMP2(328)的正向输入端；开关十二(320)的一端连接在加速度计敏感结构(302)的下极板DOWN，另一端连接在第一运算放大器OPAMP2(327)的正向输入端；开关十三(321)的一端连接在加速度计敏感结构(302)的下极板DOWN，另一端连接在第二运算放大器OPAMP2(328)的正向输入端；第三运算放大器OPAMP1(346)和第四运算放大器OPAMP1(355)的正向输入端连接共模电压VCM；全差分电荷放大器(303)，在时钟信号作用下，运用开关电容电路，第一运算放大器OPAMP2(327)、第二运算放大器OPAMP2(328)、第三运算放大器OPAMP1(346)、第四运算放大器OPAMP1(355)的正向输入端接地，负向输入端“虚地”；所述电容补偿阵列一(304)包括：开关三十九(363)、开关四十(364)、开关四十一(365)、开关四十二(366)以及第二电容阵列(367)，所述电容补偿阵列二(305)，包括：开关三十五(358)、开关三十六(359)、开关三十七(360)、开关三十八(361)、以及第一电容阵列(362)。

2.根据权利要求1所述的一种高精度全差分电容-电压转换电路系统，其特征在于，所述的驱动信号产生部，在时钟信号p4、p5作用下，产生两相高频驱动方波信号直接加载在加速度计敏感结构(300)的上下两个固定极板。

3.根据权利要求1所述的一种高精度全差分电容-电压转换电路系统，其特征在于，所述的电容补偿阵列，在时钟信号p2、p4、p5、p9的作用下校准传感器敏感结构的失调和非线性。

4.根据权利要求1所述的一种高精度全差分电容-电压转换电路系统，其特征在于：电路系统与传感器敏感结构的连接方式为单端输出，通过分时复用实现全差分结构。

5.根据权利要求1所述的一种高精度全差分电容-电压转换电路系统，其特征在于：电路系统采用单端电荷放大器，运用开关电容结构，主要信号通路均采用相关双采样技术。

6.根据权利要求1所述的一种高精度全差分电容-电压转换电路系统，其特征在于：电路系统内置传感器过载检测，加速度信号幅度过大时产生置位信号。