[发明专利]一种低功耗高分辨率电容测量电路

权利要求书

1.一种低功耗高分辨率电容测量电路，其特征在于，包括模拟前端模块和数模转换器，其中：

待测电容Cx一端接地，另一端通过开关S1连接至所述模拟前端模块；

所述模拟前端模块包括输入级、放大级和输出级，当所述开关S1闭合后，所述输入级通过电容分压将待测电容Cx转换为相应的线性输出电压，线性输出电压经过放大级以提高电压输出摆幅，继而通过电流镜技术传送到所述输出级；将输出级输出的电压值保存在输出电容上，再经过所述数模转换器转换成数字信号后输出；

所述输入级包括电容C_initial、电容C1、传输门TG1、传输门TG2、传输门TG3、MOS管M1和MOS管M2；其中：

所述待测电容Cx的上极板接地，下极板通过开关S1连接到输入级中的电压节点X；电容C_initial和电容C1的上极板连接电压节点X，C_initial下极板连接地，C1下极板连接MOS管M1的漏极和MOS管M2的源极；MOS管M1的源极连接地，MOS管M2漏极连接电压源VR；MOS管M1和MOS管M2的栅极接控制信号CLK1；传输门TG1连接电压节点X和地，传输门TG2连接输出V1和参考电压Vref，传输门TG3连接电压节点X和输出V1；传输门TG1、传输门TG2的控制信号为CLK1，传输门TG3的控制信号为CLK2；

所述放大级包括电流源I1、MOS管M3、MOS管M4、MOS管M5、MOS管M6、MOS管M7、MOS管M8、MOS管M9、MOS管M10、MOS管M11、MOS管M12、传输门TG4和电容Cp，其中：

电流源I1与MOS管M11漏极相连；MOS管M11的栅极、漏极与M12的栅极相连，MOS管M11的源极连接MOS管M12的源极；MOS管M3、M4的源极和M12的漏极相连；MOS管M3、M4的漏极分别与MOS管的M5、M6的漏极、栅极相连；MOS管M5的漏极和MOS管M9的栅极相连；MOS管M6的漏极和M110的栅极相连；MOS管M5的源极连接MOS管M6的源极，MOS管M4栅极即电压节点INP通过传输门TG4和MOS管M6的漏极相连，且和电容Cp的上级板相连，电容Cp的下级板和参考电压Vref相连；MOS管M9的漏极和MOS管M7的漏极、栅极相连；MOS管M7的栅极和MOS管M8栅极相连；MOS管M110的漏极、MOS管M8的漏极和输出V2相连；MOS管M3的栅极即输入端口INN与输入级的输出V1相连；

所述输出级包括电容C2、电容C3、电容C4、MOS管M13、MOS管M14、MOS管M15、MOS管M16、MOS管M17、MOS管M18、MOS管M19、MOS管M20和传输门TG5，其中：

电容C2上级板、电容C3的下极板和输入端口IN相连；电容C2的上级板和MOS管M13、MOS管M14的栅极相连，MOS管M13、MOS管M14的源极相连，MOS管M14的漏极连接MOS管M16的源极；电容C3的下极板和MOS管M19、MOS管M20的栅极相连；MOS管M15的栅极和MOS管M16的栅极相连并接控制信号CLK3-；MOS管M15的源极连接MOS管M13的漏极，MOS管M15的漏极连接MOS管M17的漏极；MOS管M17栅极和MOS管M18的栅极相连并接控制信号CLK3；MOS管M17的源极连接MOS管M19的漏极，MOS管M19的源极连接MOS管M20的源极，MOS管M16、MOS管M18的漏极和电容C4上级板、输出端口OUT相连，C4的下级板接地；MOS管M6的源极连接MOS管M8的漏极，输出端口OUT通过传输门TG5与参考电压Vref相连。

2.根据权利要求1所述的低功耗高分辨率电容测量电路，其特征在于，所述电容测量电路还包括低压差线性稳压器；

所述低压差线性稳压器分别与模拟前端模块、数模转换器连接，用于为模拟前端模块、数模转换器提供稳定的工作电压使其适应在不同的外部电源电压下工作。