[发明专利]一种具有高精度低功耗的互电容变化测量电路

摘要

本发明涉及一种高精度高稳定性的互电容变化测量方法。该系统由一个开关放电电流源，电压跟随器，脉冲产生器组成，脉冲产生器产生固定时间长度的脉冲波形在时钟高沿对被检查互电容进行充电，如果检测端电压超过参考电压，开关放电电流源将进行放电以降低检测端电压直至其低于参考电压。时钟下降沿将由电压跟随器使得检测端电压不受时钟下降沿的影响。由于不同的被测互电容其导致的开关电流源的放电时间不同，通过测量这个时间变化或者它们的比值变化可以检测到被测电容的变化。本电路利用误差累计互消除方法，使电压波动的影响和计量时钟的误差以及检测电路本身的误差对测量结果影响降到最低，因此本测量方法具有良好的测量精度和稳定性，而且由于误差的累计互消除使得检测电路不需要高精度的线路，故可以采用简单低功耗的线路加以实现。

主权项

一种互电容变化的检测方法，其工作方法的特征在于：利用一组开关电路，电流源和被测互电容产生一个放电电路，对被检测互电容在时钟高半周期间歇放电。利用另外一组开关电路和一个电压跟随器构成一个稳压回路在时钟低半周期维持被检查互电容的电压值，同时利用另外一组开关电路和被检测互电容构成一个脉冲充放电电路，对被检测互电容进行固定周期充放电。在时钟高半周期当被检测电容上的电压小于参考电压时，开关电路将停止放电电流源对检测互电容的放电。在时钟的上升沿到来之前，开关电路将把检测端与被检测互电容连接起来并断开互电容与电压跟随器的连接，所以时钟的上升沿将会对该互电容的检测端进行充电，其检测端电压将立刻上升，而当其电压高于参考电压时放电开关控制将会对被检测互电容进行放电。此后由于被测互电容的放电开关电路的持续放电，电压将逐渐下降直至低于参考电压并关闭放电通路，在时钟的低沿到来之前，开关电路会断开检测端与被检测互电容的连接并将电压跟随器与被检测互电容相连，所以由于电压跟随器的作用使得时钟的下降沿不会影响被检测互电容的电压值，重复之前的过程。通过测量一定时间长度内被检测互电容上的放电时间长度，通过分析这时间长度的变化或者它们的比值的变化，可以测量到被测互电容的变化。