[發明專利]電容式感測設備

有效

• 申請號: 201580061016.6
• 申請日: 2015-10-12
• 公開（公告）號: CN107148752B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: L·拉梅施
• 申請（專利權）人: IEE國際電子工程股份公司
• 主分類號: H03K17/955
• 分類號: H03K17/955
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;王英

1.一種電容式感測設備，包括：

天線電極，其用于響應于所述天線電極中引起的交變電壓而發出交變電場，

以及控制和評估電路，其包括：

跨阻抗放大器裝置，所述跨阻抗放大器裝置被配置為用于通過向所述天線電極注入電流來將所述天線電極中的所述交變電壓維持為等于參考電壓節點上的交變參考電壓，并且測量所述電流，

微控制器，以及

第一多路復用器，所述第一多路復用器被配置和布置為用于將所述天線電極交替地切換到所述跨阻抗放大器裝置的輸入節點和所述交變參考電壓節點，

其中，所述跨阻抗放大器裝置包括第二多路復用器以及具有反相輸入端和非反相輸入端的差分跨阻抗放大器，所述第二多路復用器被配置和布置為用于將所述跨阻抗放大器裝置的所述輸入節點上的信號交替地切換到所述差分跨阻抗放大器的所述反相輸入端和非反相輸入端，其中，所述微控制器被配置為用于利用數字控制信號來控制所述第二多路復用器，其中，所述第二多路復用器和所述差分跨阻抗放大器以及能夠操作地連接到所述差分跨阻抗放大器的第一低通濾波器一起形成同步整流器裝置。

2.根據權利要求1所述的電容式感測設備，其中，所述差分跨阻抗放大器的所述反相輸入端和所述非反相輸入端通過相應的保護電容器交流耦合到所述參考電壓節點。

3.根據權利要求1至2中的任一項所述的電容式感測設備，進一步包括能夠操作地布置在所述跨阻抗放大器裝置的所述輸入節點處的第二低通濾波器。

4.根據權利要求3所述的電容式感測設備，其中，所述第一低通濾波器包括分別布置在所述反相輸入端和所述非反相輸入端中的第一鐵氧體磁珠和第二鐵氧體磁珠，以及用于將所述第一鐵氧體磁珠和所述第二鐵氧體磁珠的下游端交流耦合到地的第一濾波電容器和第二濾波電容器。

5.根據權利要求1至2中的任一項所述的電容式感測設備，其中，所述微控制器包括用于提供數字信號的數字輸出端，并且其中，所述控制和評估電路包括能夠操作地連接到所述數字輸出端的第三低通濾波器，以便通過對所述數字信號進行低通濾波來生成所述交變參考電壓。

6.根據權利要求5所述的電容式感測設備，其中，所述第三低通濾波器包括LC低通濾波器。

7.根據權利要求5所述的電容式感測設備，包括能夠操作地連接到所述第三低通濾波器的驅動屏蔽電極，從而使所述交變參考電壓施加到所述驅動屏蔽電極。

8.根據權利要求6所述的電容式感測設備，包括能夠操作地連接到所述第三低通濾波器的驅動屏蔽電極，從而使所述交變參考電壓施加到所述驅動屏蔽電極。

9.根據權利要求7或8所述的電容式感測設備，包括屏蔽電纜，所述屏蔽電纜包括芯導體和圍繞所述芯導體的屏蔽導體，其中，所述天線電極經由所述芯導體能夠操作地與所述控制和評估電路連接，并且其中，所述驅動屏蔽電極經由所述屏蔽導體能夠操作地連接到所述第三低通濾波器。

10.根據權利要求1至2中的任一項所述的電容式感測設備，包括利用開關能夠受控地切換成與所述天線電極并聯的至少一個標準阻抗，其中，所述開關被布置為與所述至少一個標準阻抗串聯并由所述微控制器控制。

11.根據權利要求1至2中的任一項所述的電容式感測設備，其中，所述微控制器包括測量輸入端，其中，所述跨阻抗放大器裝置的輸出端經由另外的低通濾波器能夠操作地與所述測量輸入端連接，所述另外的低通濾波器包括偏移校正電路。

12.根據權利要求1至2中的任一項所述的電容式感測設備，進一步包括連接在所述天線電極和所述跨阻抗放大器裝置的所述參考電壓輸入端之間的第一旁路電容器和連接在所述參考電壓輸入端和電路接地之間的第二旁路電容器。

13.一種組合的電容式感測和加熱系統，包括根據權利要求1至2中的任一項所述的電容式感測設備，其中，所述天線電極是加熱電路的一部分。