[發明專利]高電壓器件的電容測量

有效

• 申請號: 201380059762.2
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN104871019B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: M·A·謝弗魯萊
• 申請（專利權）人: SEM技術公司
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司11322
• 代理人: 龍淳

1.一種電容測量系統，包括：

放大器，包括正輸入、負輸入和輸出；

第一電容器，被連接到所述放大器的負輸入和具有未知電容的外部器件，其中所述第一電容器存儲第一電壓；

第二電容器，被連接到所述放大器的輸出和所述外部器件，其中所述第二電容器存儲所述第一電壓；

電壓源器件，將第二電壓提供給所述放大器的正輸入；

重置器件，連接所述放大器的輸出和所述放大器的負輸入；以及

檢測器器件，測量作為電壓源器件所提供的所述第二電壓的變化的函數且作為所述外部器件的未知電容的函數的所述放大器的輸出電壓的變化，

其中所述第一電壓高于所述第二電壓。

2.根據權利要求1所述的電容測量系統，其中所述重置器件是開關、電阻器或電感器。

3.根據權利要求1所述的電容測量系統，其中與所述放大器一起工作的所述重置器件迫使所述放大器的輸出電壓和所述放大器的負輸入的電壓匹配所述放大器的正輸入的電壓。

4.根據權利要求1所述的電容測量系統，還包括：

電壓增益器件，促進驅動所述第一電容、所述第二電容和所述外部器件的未知電容以存儲所述第一電壓；以及

所述電壓增益器件和所述外部器件之間的連接器件，當所述電壓增益器件驅動所述第一電容、所述第二電容和所述外部器件的未知電容以存儲所述第一電壓時，提供足以促進電流流動的第一阻抗，以及當所述電壓源器件將所述第二電壓提供給所述放大器的正輸入時，提供足以阻礙電流流動的第二阻抗。

5.根據權利要求4所述的電容測量系統，其中所述連接器件是開關、電阻器或電感器。

6.根據權利要求4所述的電容測量系統，其中所述重置器件，當所述電壓增益器件驅動所述第一電容器、所述第二電容器和所述外部器件的未知電容以存儲所述第一電壓時，提供足以促進電流流動的第三阻抗，以及當所述電壓源器件將所述第二電壓提供給所述放大器的正輸入時，提供足以阻礙電流流動的第四阻抗。

7.根據權利要求1所述的電容測量系統，其中所述電壓源器件包括脈沖發生器。

8.根據權利要求1所述的電容測量系統，其中所述檢測器器件包括模數轉換器。

9.根據權利要求1所述的電容測量系統，其中所述電壓源器件未被連接到所述放大器的正輸入，而是被連接到第三電容器，所述第三電容器被連接在所述電壓源器件和所述放大器的負輸入之間，所述放大器的正輸入被連接到大地或固定的偏置電壓。

10.一種電容測量方法，包括：

在具有未知電容的外部器件上、在放大器的負輸入和所述外部器件之間的第一電容器上以及在被連接到所述放大器的輸出和所述外部器件之間的第二電容器上存儲第一電壓；

將第二電壓施加到所述放大器的正輸入；

通過重置器件將所述放大器的輸出的電壓和所述放大器的負輸入的電壓驅動到所述第二電壓；

改變施加在所述放大器的正輸入處的所述第二電壓；

測量正比于所述未知電容和被施加到所述放大器的正輸入處的電壓變化的所述放大器的輸出的電壓變化，

其中所述第一電壓高于所述第二電壓。

11.根據權利要求10所述的電容測量方法，還包括：

在改變被施加到所述放大器的正輸入處的所述第二電壓之前，增加電壓增益器件和具有所述未知電容的所述外部器件之間的連接器件的阻抗。

12.根據權利要求10所述的電容測量方法，還包括：

在改變被施加到所述放大器的正輸入處的所述第二電壓之前，增加所述放大器的負輸入和所述放大器的輸出之間的重置器件的阻抗。

13.根據權利要求10所述的電容測量方法，其中所述第二電壓為5伏特或更小。

14.根據權利要求10所述的電容測量方法，其中所述第一電壓為至少8伏特。

15.根據權利要求10所述的電容測量方法，其中施加第二電壓還包括施加脈沖到所述放大器的正輸入處的所述第二電壓上。

16.根據權利要求10所述的電容測量方法，其中在所述放大器的輸出處的所述電壓變化對應于所述第二電壓的脈沖的電壓變化乘以所述未知電容與所述第二電容的比值。