[發明專利]用于電容傳感器的表面電荷減少技術

有效

• 申請號: 201280049175.0
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN103842778B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: V·佩特科夫;G·巴拉錢德蘭
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01D5/24
• 分類號: G01D5/24;G01P15/125;G01P15/13
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 陳松濤,夏青

1.一種感測物理量的差分電容換能器系統，所述差分電容換能器系統包括：

基于所述物理量生成第一芯輸出的第一電容芯，所述第一電容芯包括第一可變電容器、第二可變電容器、耦合至所述第一可變電容器的第一芯輸入端、耦合至所述第二可變電容器的第二芯輸入端以及耦合至所述第一可變電容器和所述第二可變電容器之間的第一公共節點的第一芯輸出端；

基于所述物理量生成第二芯輸出的第二電容芯，所述第二電容芯包括第三可變電容器、第四可變電容器、耦合至所述第三可變電容器的第三芯輸入端、耦合至所述第四可變電容器的第四芯輸入端以及耦合至所述第三可變電容器和所述第四可變電容器之間的第二公共節點的第二芯輸出端；

具有高態和低態的斬波系統，所述斬波系統耦合至所述第一電容芯和所述第二電容芯，所述斬波系統具有耦合至第一正信號的第一斬波輸入端、耦合至第二負信號的第二斬波輸入端、耦合至第一負信號的第三斬波輸入端、耦合至第二正信號的第四斬波輸入端、第一斬波輸出端和第二斬波輸出端；

其中，在所述斬波系統處于高態時，所述第一斬波輸入端耦合至所述第一芯輸入端，所述第二斬波輸入端耦合至所述第二芯輸入端，所述第三斬波輸入端耦合至所述第三芯輸入端，所述第四斬波輸入端耦合至所述第四芯輸入端，所述第一斬波輸出端耦合至所述第一芯輸出端，所述第二斬波輸出端耦合至所述第二芯輸出端；并且

其中，在所述斬波系統處于低態時，所述第一斬波輸入端耦合至所述第三芯輸入端，所述第二斬波輸入端耦合至所述第四芯輸入端，所述第三斬波輸入端耦合至所述第一芯輸入端，所述第四斬波輸入端耦合至所述第二芯輸入端，所述第一斬波輸出端耦合至所述第二芯輸出端，所述第二斬波輸出端耦合至所述第一芯輸出端。

2.根據權利要求1所述的差分電容換能器系統，其中，所述第一正信號與所述第一負信號具有基本相同的幅值和相反的極性，所述第二負信號與所述第二正信號具有基本相同的幅值和相反的極性。

3.根據權利要求1所述的差分電容換能器系統，還包括接收所述第一芯輸出和所述第二芯輸出并且生成換能器信號的積分電路。

4.根據權利要求3所述的差分電容換能器系統，還包括：

對所述換能器信號和參考電壓求和并且生成所述第一正信號和所述第一負信號的第一差分求和電路，

對所述換能器信號和反相參考電壓求和并且生成所述第二正信號和所述第二負信號的第二差分求和電路，所述參考電壓和所述反相參考電壓具有基本相同的幅值和相反的極性。

5.根據權利要求4所述的差分電容換能器系統，還包括：

將所述換能器信號反饋回所述第一差分求和電路的第一反饋路徑；以及

將所述換能器信號反饋回所述第二差分求和電路的第二反饋路徑。

6.根據權利要求1所述的差分電容換能器系統，其中，所述第一可變電容器和所述第三可變電容器對所述物理量的反應基本相同，所述第二可變電容器和所述第四可變電容器對所述物理量的反應基本相同。

7.根據權利要求1所述的差分電容換能器系統，其中，所述第一電容芯包括第一固定電容板、第二固定電容板、第一可移動電容板和第二可移動電容板；所述第一可移動電容板耦合至所述第二可移動電容板；所述第一可變電容器由所述第一固定電容板和所述第一可移動電容板形成；所述第二可變電容器由所述第二固定電容板和所述第二可移動電容板形成；并且

所述第二電容芯包括第三固定電容板、第四固定電容板、第三可移動電容板和第四可移動電容板；所述第三可移動電容板耦合至所述第四可移動電容板；所述第三可變電容器由所述第三固定電容板和所述第三可移動電容板形成；所述第四可變電容器由所述第四固定電容板和所述第四可移動電容板形成。

8.根據權利要求7所述的差分電容換能器系統，其中，所述第一可移動電容板耦合至所述第三可移動電容板。

9.根據權利要求1所述的差分電容換能器系統，還包括具有主時鐘頻率的主時鐘和具有斬波時鐘頻率的斬波時鐘，所述主時鐘控制所述第一電容器芯和所述第二電容器芯的充電和放電，所述斬波時鐘控制所述斬波系統何時處于高態和低態。

10.根據權利要求9所述的差分電容換能器系統，其中，所述主時鐘頻率和所述斬波時鐘頻率使得所述第一芯輸入端、所述第二芯輸入端、所述第三芯輸入端和所述第四芯輸入端的每者上的隨著時間推移的平均電壓基本為零伏。