[發明專利]一種差分電容的RC常數測量方法

無效

• 申請號: 201110082145.7
• 申請日: 2011-04-01
• 公開（公告）號: CN102226822A
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發明（設計）人: 李正平;劉松艷;黃偉朝
• 申請（專利權）人: 廣州潤芯信息技術有限公司
• 主分類號: G01R27/00
• 分類號: G01R27/00;G01R35/00
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 李永慶

技術領域

本發明涉及一種基于差分電容電路結構的RC常數測量方法，一般應用于微小電阻電容常數乘積檢測，如模擬濾波器中檢測RC常數值大小并對其有效校正的電路裝置。

背景技術

目前,在模擬濾波器設計中，濾波器的轉角頻率，它與電阻電容的乘積成反比。對特定的濾波器，其RC常數應是恒定的。片上集成的濾波器一般分為有源RC（電阻電容）和????????????????????????????????????????????????（跨導電容）兩種結構。結構實現跨導時一般使用電阻，使。由于片上電阻電容一般會有10%～25%的偏差，影響濾波器的轉角頻率高達±50%。需要對濾波器的轉角頻率進行校正，使其偏差小于±5％，過渡帶和帶外抑制才能滿足要求。我們一般使用開關電阻或開關電容實現濾波器頻率校正，隨濾波器實現的結構而不同。在有源RC?濾波器中一般使用開關電容陣列，而在濾波器中一般使用開關電容陣列，調節原理完全一致，因此，濾波器的校正需要對RC常數作準確的測量。

RC常數的測量方法很多，對于不同RC常數結構，可采用不用的測量方法。針對上述一般的RC常數電路結構形式不同，存在的較大偏差，需要減少誤差，準確測量的問題，本發明基于差分電容為RC常數的電路結構，把RC常數轉換為脈沖寬度，采用數字電路而實現的一種針對差分電容為RC常數的測量方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電路結構簡單，測量方便準確，精度可控的差分電容的RC常數測量方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種差分電容的RC常數測量方法，包括差分電容電路模塊和測量模塊；

所述的差分電容電路模塊作用為實現RC常數與比較器輸出RCOUT時間長度（）的比例關系，電路具體工作狀態轉換及計算如下：

1）?在t0時刻，開關S1閉合，復位電路，此時，RCOUT輸出為低，因，流過電阻R1電流為：

，??（1）

2）?在t1時刻，開關S1斷開，復位過程結束，流過電阻R1電流I通過C1，有：

???，推出：；有，??（2）

此時輸出電壓下降，最終導致，比較器輸出翻轉，RCOUT由低電平轉為高電平，由開關S1斷開到RCOUT電平變高這一過程，時間為：

???，（3）

設固定系數為，，，，則，（4）

由公式（3）可知，與RC常數成正比，對RC常數的測量轉化為對的測量；

所述的測量模塊，RCOUT時間測量模塊由數字電路實現，通過使用較高頻率的數字時鐘可以對RCOUT時間常數進行脈沖寬度計數，假設數字參考時鐘為，計數值為N，所以

，（5）

測量精度由數字時鐘頻率決定，最后計算得出RC常數為：

，（6）。

本發明還包括RC電路校正，校正過程分為兩步：初始化和搜索校正（；

初始化時，送出RC常數測量模塊電路的校正上電信號（PWR_RCTUNE）和復位開關信號（RST），上電信號比復位開關信號提前一定周期，復位開關信號送出后即開始CNT計數器計數；

搜索校正時，通過公式（6）可得預設參考計數值，通過使用較高頻率的數字時鐘實現測量實際N值與參考值比較，根據比較結果并調整電容陣列，改變RC取值大小，直到使RC取值最大地接近預設的R1*C1取值。

所述的差分電容做成可調控陣列形式，電容陣列調整使用二進制搜索算法。

所述的二進制搜索算法分為?3個階段：初始化、向下搜索、左右搜索；

1）初始化時，開關電容陣列的最高位置?1，其它位置?0，使其處于中間值。對差分電容電路輸出的脈沖寬度（RCOUT）進行計數；

2）向下搜索時，對計數值進行判斷，若小于預設值，則表明當前電容值偏小，此時當前搜索位不變（為1），把下一搜索位置1；否則表明電容值偏大，當前搜索位置0，把下一搜索位置?1?后開始下一次搜索，直至最低位方向確定；

3）左右搜索時，在向下搜索過程確定的電容陣列的左右進行搜索，確定左、右、當前三個狀態中計數誤差最小的設置；

假設電容陣列共有?N?位，則共需?N＋2?次搜索，每次搜索時間均相同。

本發明的有益效果：本方法實現了差分電容RC常數的測量及其在電路中的校正。差分電容電路模塊簡單地實現了RC常數與RCOUT電壓值的轉換，為采用數字電路測量及校正提供條件，數字電路校正RC常數方便靈活，二進制搜索算法使校正速度得到較大地提高。

附圖說明

圖１是差分電容RC常數測量電路圖。