[發明專利]一種數字輸出兩級雙精度生物醫學電容傳感器接口電路

有效

• 申請號: 201910067022.2
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109525239B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 徐衛林;王濤濤;劉俊昕;孫曉菲;韋保林;韋雪明;段吉海
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

本發明公開一種數字輸出兩級雙精度生物醫學電容傳感器接口電路，由電容時間轉換電路和時間數字轉換電路組成。采用兩級雙精度振蕩器產生低精度、高精度兩路參考信號，對被測電容進行雙精度測量，在提高電容測量精度的同時，減少測量時間；同時，可根據被測電容的大小，對外接的參考電容的電容值和外部控制的可編程分頻器的分頻倍數進行調整，實現非固定、寬范圍、高精度的電容檢測；邏輯控制單元結構，使雙精度參考信號可在分頻后的被測信號的一個周期內完成測量，減少測量時間；電容的變化直接轉換為數字編碼輸出，可減少模數轉換單元，方便與后續芯片級聯，降低電容測量誤差。

技術領域

本發明涉及集成電路設計技術領域，具體涉及一種數字輸出兩級雙精度生物醫學電容傳感器接口電路。

背景技術

隨著可穿戴智能醫療設備的發展和物聯網技術的興起，生物醫學電容傳感器被大量用到各種可穿戴智能醫療設備中，作為跨接傳感器和處理芯片的橋梁，傳感器接口電路也在不斷發展、創新。人們對可穿戴多生理信號監護系統需求的不斷提升，要求生物醫學電容傳感器可檢測的精度不斷提高，檢測范圍不斷擴大，對傳感器接口電路的要求也不斷提升，低誤差、高精度、低功耗成為生物醫學傳感器接口電路的主要挑戰。

傳統生物醫學電容傳感器接口電路輸出大多為連續的模擬電壓信號，不能直接與信號處理芯片級聯，需要經過模數轉換器再次轉換。而傳統的數字輸出型電容傳感器接口電路為單精度檢測方式，測量范圍固定，測量精度和靈活性受限。

發明內容

本發明所要解決的是傳統生物醫學電容傳感器接口電路所存在的問題，提供一種數字輸出兩級雙精度生物醫學電容傳感器接口電路。

為解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種數字輸出兩級雙精度生物醫學電容傳感器接口電路，包括接口電路本體，所述接口電路本體由電容時間轉換電路和時間數字轉換電路組成。

上述電容時間轉換電路包括參考電容C_R2、參考電容C_R3、傳感器振蕩器OSC₁、低精度振蕩器OSC₂和高精度振蕩器OSC₃；傳感器振蕩器OSC₁的輸入端形成該接口電路本體的輸入端，并與外接的被測電容C_M連接；參考電容C_R2和參考電容C_R3分別接低精度振蕩器OSC₂和高精度振蕩器OSC₃的輸入端；傳感器振蕩器OSC₁產生的輸出信號T_M送至可編程分頻器A₁的輸入端；低精度振蕩器OSC₂產生的輸出信號T_L和高精度振蕩器OSC₃產生的輸出信號T_H分別送至邏輯控制模塊A₂的2個輸入端。