[實(shí)用新型]基于Sigma-Delta調(diào)制的電容傳感器電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820442933.X
• 申請(qǐng)日: 2018-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN208589978U
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏榕山;胡惠文;王景璽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M3/00
• 分類號(hào): H03M3/00;G01D18/00
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

1.一種基于Sigma-Delta 調(diào)制的電容傳感器電路，其特征在于，包括：感應(yīng)電容、一用于將所述感應(yīng)電容的變化量轉(zhuǎn)換為電荷信號(hào)且對(duì)電荷信號(hào)進(jìn)行Sigma-Delta 調(diào)制的電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器、一用于對(duì)所述電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字碼流進(jìn)行濾波和降采樣處理以及提供用于表征所述感應(yīng)電容的數(shù)字量的數(shù)字抽取濾波器以及時(shí)序控制電路；所述感應(yīng)電容與所述電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器相連，所述數(shù)字抽取濾波器與所述電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器相連，所述時(shí)序控制電路分別與所述電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器以及所述數(shù)字抽取濾波器相連；所述電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器采用Sigma-Delta 調(diào)制器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Sigma-Delta 調(diào)制的電容傳感器電路，其特征在于，所述Sigma-Delta 調(diào)制器為三階Sigma-Delta 調(diào)制器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于Sigma-Delta 調(diào)制的電容傳感器電路，其特征在于，所述三階Sigma-Delta 調(diào)制器包括第一級(jí)積分器、第二級(jí)積分器以及第三級(jí)積分器。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于Sigma-Delta 調(diào)制的電容傳感器電路，其特征在于，所述第一級(jí)積分器、所述第二級(jí)積分器以及所述第三級(jí)積分器均包括一跨導(dǎo)運(yùn)放以及分別與所述跨導(dǎo)運(yùn)放匹配的正向通路和負(fù)向通路；所述正向通路與所述負(fù)向通路對(duì)稱設(shè)置，且均包括：第一開關(guān)、第二開關(guān)、第一開關(guān)對(duì)應(yīng)的第一延時(shí)開關(guān)、第二開關(guān)對(duì)應(yīng)的第二延時(shí)開關(guān)、儲(chǔ)能電容以及積分電容。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于Sigma-Delta 調(diào)制的電容傳感器電路，其特征在于，所述正向通路中的第一延時(shí)開關(guān)的兩端分別與所述跨導(dǎo)運(yùn)放的負(fù)向輸入端以及正向輸出端相連；所述正向通路中的積分電容的一端與所述跨導(dǎo)運(yùn)放的正向輸出端相連，另一端與所述第二開關(guān)的一端相連；所述第二開關(guān)的另一端與所述正向通路中的儲(chǔ)能電容的一端連接；所述正向通路中的儲(chǔ)能電容的另一端與所述跨導(dǎo)運(yùn)放的負(fù)向輸入端相連；所述正向通路中第一開關(guān)的一端與所述第二開關(guān)的一端相連，另一端接共模電壓。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于Sigma-Delta 調(diào)制的電容傳感器電路，其特征在于，所述負(fù)向通路中的第一延時(shí)開關(guān)的兩端分別與所述跨導(dǎo)運(yùn)放的正向輸入端以及負(fù)向輸出端相連；所述負(fù)向通路中的積分電容的一端與所述跨導(dǎo)運(yùn)放的負(fù)向輸出端相連，另一端與所述第二開關(guān)的一端相連；所述第二開關(guān)的另一端與所述負(fù)向通路中的儲(chǔ)能電容的一端連接；所述負(fù)向通路中的儲(chǔ)能電容的另一端與所述跨導(dǎo)運(yùn)放的正向輸入端相連；所述負(fù)向通路中第一開關(guān)的一端與所述第二開關(guān)的一端相連，另一端接共模電壓。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于Sigma-Delta 調(diào)制的電容傳感器電路，其特征在于，所述第一級(jí)積分器中的正向通路以及負(fù)向通路的輸入端均分別與對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電容以及匹配的補(bǔ)償電容相連。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于Sigma-Delta 調(diào)制的電容傳感器電路，其特征在于，所述跨導(dǎo)運(yùn)放采用基于反相器結(jié)構(gòu)的電流饑餓型OTA。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于Sigma-Delta 調(diào)制的電容傳感器電路，其特征在于，所述數(shù)字抽取濾波器采用sinc⁴濾波器。