[發明專利]積分時間和/或電容測量系統、方法及設備

有效

• 申請號: 201310051670.1
• 申請日: 2008-01-09
• 公開（公告）號: CN103207560B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 詹姆斯·E·巴特林
• 申請（專利權）人: 密克羅奇普技術公司
• 主分類號: G04F10/00
• 分類號: G04F10/00;G04F10/04;G01R27/26;G01R29/02;G01R31/3167
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287
• 代理人: 王允方

1.一種用于測量時間周期的設備，其包含：

恒定電流源；

電流導引開關，其耦合到所述恒定電流源；

電容器，其耦合到所述電流導引開關，所述電容器具有已知電容值，其中當所述電流導引開關將所述恒定電流源耦合到所述電容器時，所述電容器上的電壓大體上隨時間線性增加；

電路，其用于控制所述電流導引開關，其中所述電流導引開關在所述電路檢測到事件的開始時將所述電容器耦合到所述恒定電流源，且在所述電路檢測到所述事件的終止時將所述電容器從所述恒定電流源去耦；

模/數轉換器(ADC)，其用于將所述電容器上的所述電壓轉換成其數字表示；以及

數字處理器，其用于將所述電容器上的所述電壓的所述數字表示轉換成表示所述事件的開始與終止之間的時間周期的時間值，

其中所述用于控制所述電流導引開關的電路包含：

第一觸發器，其具有耦合到指示所述事件起始的第一事件信號邊緣的時鐘輸入；

第二觸發器，其具有耦合到指示所述事件終止的第二事件信號邊緣的時鐘輸入；以及

與門，其具有耦合到所述第一觸發器的Q輸出的第一輸入、耦合到所述第二觸發器的非Q輸出的第二輸入和耦合到所述電流導引開關的控制輸入的輸出。

2.根據權利要求1所述的設備，其中所述ADC為逐次逼近ADC。

3.根據權利要求1所述的設備，其中所述ADC為∑-ΔADC。

4.根據權利要求3所述的設備，其進一步包含用于對所述電容器上的所述電壓進行取樣且將所述取樣的電壓耦合到所述∑-ΔADC的電壓取樣電路。

5.根據權利要求1所述的設備，其中所述數字處理器根據所述已知電容值和所述電壓的所述數字表示計算所述事件的所述時間周期。

6.根據權利要求1所述的設備，其中所述數字處理器為微控制器。

7.根據權利要求1所述的設備，其進一步包含與非門，所述與非門具有耦合到所述第一觸發器的所述Q輸出的第一輸入、耦合到所述第二觸發器的Q輸出的第二輸入以及耦合到所述第一和第二觸發器的重置輸入的輸出。

8.根據權利要求1所述的設備，其中所述恒定電流源、所述電流導引開關、所述電容器、所述用于控制所述電流導引開關的電路、所述ADC和所述數字處理器制造于集成電路裸片上。

9.根據權利要求8所述的設備，其中所述集成電路裸片封閉于集成電路封裝中。

10.一種用于測量時間周期的方法，所述方法包含以下步驟：

提供恒定電流源；

提供具有已知電容值的電容器；

一旦接收到第一事件信號邊緣，設定具有耦合到所述第一事件信號邊緣的時鐘輸入的第一觸發器，從而指示事件起始，且一旦接收到第二事件信號邊緣，設定具有耦合到所述第二事件信號邊緣的時鐘輸入的第二觸發器，指示所述事件終止；

對所述第一觸發器的Q輸出和第二觸發器的非Q輸出進行與運算，以控制用于從所述恒定電流源對具有已知電容值的所述電容器進行充電的電流導引開關；

在所述事件的終止后，將所述電容器上的電壓轉換成其數字表示；以及

將所述電壓的所述數字表示轉換成表示所述事件開始與終止之間的時間周期的時間值。

11.根據權利要求10所述的方法，其中所述將所述電壓的所述數字表示轉換成時間值的步驟包含：在所述事件的所述終止時根據所述已知電容值和所述電容器上的所述電壓的所述數字表示計算所述事件的所述時間周期的步驟。