[发明专利]电容式传感器接口电路

摘要

本发明电容式传感器接口电路，采用基于相关双采样的三级放大结构将传感器的差分电容信号读出，分为三级，每级由一个全差分运算放大器，两个反馈电容以及一些开关构成。重置阶段被分成四小步，由控制信号clk_r1,clk_r2,clk_r3控制实现，第一步将PM连接到VREFP，同时将反馈电容Cs11、Cs12、Cs21、Cs22、Cs31、Cs32各端全部重置到共模电压Vcm上；第二步第一级中的开关被全部关闭，第一级被释放；第三步第二级中的开关被全部关闭，第二级被释放；第四步第三级中的开关被关闭，第三级电路被释放，整个电路重置完成；放大阶段，将PM端的电压变为VREFN。其目的在于提供一种改善噪声性能、降低外部干扰敏感度的电容式传感器接口电路。

主权项

电容式传感器接口电路，其特征在于：所述电容式传感器接口电路采用基于相关双采样的三级放大结构，将传感器的差分电容信号读出，其中： 第一级包括第一全差分运算放大器A1、反馈电容Cs11、反馈电容Cs12和开关， 所述第一全差分运算放大器A1的两个输入端分别连接传感器差分电容CA和CB的非公共端，所述第一全差分运算放大器A1的正向输入端与反向输出端之间并联反馈电容Cs11，反馈电容Cs11两端均通过开关与共模电压Vcm连接，所述第一全差分运算放大器A1的反向输入端与正向输出端之间并联反馈电容Cs12，反馈电容Cs12两端均通过开关与共模电压Vcm连接，所述第一全差分运算放大器A1的正向输出端通过电容与第二全差分运算放大器A2的反向输入端连接，第一全差分运算放大器A1的反向输出端通过电容与第二全差分运算放大器A2的正向输入端连接；第二级包括第二全差分运算放大器A2、反馈电容Cs21、反馈电容Cs22和开关，所述第二全差分运算放大器A2的正向输入端与反向输出端之间并联反馈电容Cs21，反馈电容Cs21两端均通过开关与共模电压Vcm连接，所述第二全差分运算放大器A2的反向输入端与正向输出端之间并联反馈电容Cs22，反馈电容Cs22两端均通过开关与共模电压Vcm连接，所述第二全差分运算放大器A2的正向输出端通过电容与第三全差分运算放大器A3的反向输入端连接，第二全差分运算放大器A2的反向输出端通过电容与第三全差分运算放大器A3的正向输入端连接；第三级包括第三全差分运算放大器A3、反馈电容Cs31、反馈电容Cs32和开关，所述第三全差分运算放大器A3的正向输入端与反向输出端之间并联反馈电容Cs31，反馈电容Cs31两端均通过开关与共模电压Vcm连接，所述第三全差分运算放大器A2的反向输入端与正向输出端之间并联反馈电容Cs32，反馈电容Cs32两端均通过开关与共模电压Vcm连接；第一级中的开关均由控制信号clk_r1控制，第二级中的开关均由控制信号clk_r2控制，第三级中的开关均由控制信号clk_r3控制；传感器差分电容CA和CB的公共端PM加载一个方波；重置阶段被分成四小步，由控制信号clk_r1,clk_r2,clk_r3控制实现，第一步将PM连接到VREFP，同时将反馈电容Cs11、Cs12、Cs21、Cs22、Cs31、Cs32各端全部重置到共模电压Vcm上；第二步第一级中的开关被全部关闭，第一级被释放；第三步第二级中的开关被全部关闭，第二级被释放；第四步第三级中的开关被全部关闭，第三级电路被释放，整个电路重置完成；放大阶段，将PM端的电压变为VREFN。