[发明专利]一种交叉采样电荷二次求和的全差分电容读出电路

摘要

一种交叉采样电荷二次求和的电容读出电路，为对称的电路结构，包括用于给传感器电容充电的开关1、2、5、6，参考电容阵列CR1和CR2，以及用于给参考电容阵列充电的开关3、4、7、8，用于电荷转移的开关9、10、11、12、13、14、15、18，用于消除失调和抑制低频噪声的电容CD1和CD2，以及为电路提供直流工作点的开关16和17，全差分跨导运算放大器，用于存储转移电荷的积分电容CI1和CI2，用于调节电路增益的积分电容CI3、CI4和开关22和23，以及用于为全差分跨导输入端提供直流偏置的开关19、20、21、24，整个读出电路由4相非交叠时钟电路控制。

主权项

一种交叉采样电荷二次求和的电容读出电路，为对称的电路结构，主要包括：一对差分变化的电容传感器，具有传感器电容CS1和CS2；两个大小可调的参考电容阵列CR1和CR2，且CR1＝CR2用于消除读出电路失调和抑制低频噪声的电容CDI和电容CD2，且CD1＝CD2；两个对称的大小可调的积分电容阵列，分别由用于存储转移电荷的积分电容CI1和CI2，以及用于调节电路增益的积分电容CI3和CI4组成；一个全差分跨导运算放大器；其中：电容CS1的一端接共模电压，另一端同开关1、开关2、开关9和开关11相连，开关1的另一端接电源，开关2的另一端接公共端；开关1和开关2用于为传感器电容CS1充电；参考电容阵列CR1的一端接共模电压，另一端连接开关3、开关4和开关10的一端，开关3的另一端接公共端，开关4的另一端接电源，开关3和开关4用于为参考电容阵列CR1充电；开关9、开关10和开关12的另一端同电容CD1的一端相连；开关15和开关16的一端同电容CD1与用于电荷转移的开关9、开关10和开关12相连接的一端相连接，开关16的另一端连接共模电压；消除失调和抑制低频噪声的电容CD1与开关19的一端连接全差分跨导的正相输入端；开关15和开关19的另一端连接积分电容CI1和积分电容CI3的一端，积分电容CI3的另一端连接开关22的一端，积分电容CI1的另一端与开关22的另一端连接全差分跨导运算放大器的反相输出端；开关21跨接在积分电容CI1的两端；CS2的一端接共模电压，另一端同开关5、开关6、开关12和开关14相连，开关5的另一端接公共端，开关6的另一端接电源；开关5和开关6用于为传感器电容CS2充电；参考电容阵列CR2的一端接共模电压，另一端连接开关7、开关8和开关13的一端，开关7的另一端接电源，开关8的另一端接公共端，开关7和开关8用于为参考电容阵列CR2充电；开关11、开关13和开关14的另一端同电容CD2的一端相连；开关17和开关18的一端同电容CD2与用于电荷转移的开关11、开关13和开关14相连接的一端相连接，开关17的另一端连接共模电压；消除失调和抑制低频噪声的电容CD2与开关20的一端连接全差分跨导的反相输入端；开关18和开关20的另一端连接积分电容CI2和积分电容CI4的一端，积分电容CI4的另一端同开关23的一端连接，积分电容CI2与开关23的另一端连接全差分跨导运算放大器的正相输出端；开关24跨接在电容CI2的两端。存储转移电荷的积分电容CI1和CI2，