[發(fā)明專利]一種電壓電阻電容自動(dòng)測(cè)量的方法及電路

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110754811.0
• 申請(qǐng)日: 2021-07-05
• 公開（公告）號(hào): CN113484577A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周治富;嚴(yán)王軍;許為來;黃海龍;陳志武;羅偉紹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州晶華微電子股份有限公司
• 主分類號(hào): G01R15/12
• 分類號(hào): G01R15/12;G01R15/09;G01R1/36
• 代理公司: 浙江杭知橋律師事務(wù)所 33256
• 代理人: 陳麗霞

1.一種電壓電阻電容自動(dòng)測(cè)量的電路，包括外部信號(hào)輸入電路、內(nèi)部開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路、基準(zhǔn)信號(hào)輸出與電流源產(chǎn)生電路、通道切換與ADC采集電路和比較器輸出電路；外部信號(hào)輸入電路與內(nèi)部開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路連接，內(nèi)部開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路與通道切換與ADC采集電路和基準(zhǔn)信號(hào)輸出與電流源產(chǎn)生電路連接；

其特征在于，外部信號(hào)輸入電路包括電阻R5和輸入端口A1、電阻R6和輸入端口A2、電阻R7和輸入端口A4；內(nèi)部開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路包括電阻R1、R2、R3、R4和開關(guān)K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10、K11；A1一端通過開關(guān)K1、K3、K5和K7分別連接到電阻R4、R3、R2和R1，R1電阻與開關(guān)K11連接，K11另一端口連接COM端口；A2的一端通過開關(guān)K2、K4、K6和K8分別連接到電阻R4、R3、R2和R1，R1電阻與開關(guān)K12連接；AVDDR通過開關(guān)K9連接電阻R3和R2公共端；VSS通過開關(guān)K10連接電阻R3和R2公共端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電壓電阻電容自動(dòng)測(cè)量的電路，其特征在于，基準(zhǔn)信號(hào)輸出與電流源產(chǎn)生電路包括開關(guān)K12、K13、K14、K15、K16、NMOS管Q1和PMOS管Q2、運(yùn)放OPA和通道切換MUX1；開關(guān)K12與開關(guān)K13連接，開關(guān)K13的另一端與運(yùn)放OPA的輸出端OPOUT連接；運(yùn)放OPA的負(fù)輸入端連接到開關(guān)K12、開關(guān)K13、NMOS管Q1和PMOS管Q2的公共端，運(yùn)放OPA的正輸入端連OPIN接到開關(guān)K16，開關(guān)K16的另一端與通道切換MUX1的輸出端連接；開關(guān)K14一端連接運(yùn)放OPA的輸出端OPOUT，另一端連接NMOS管Q1的柵極；開關(guān)K15一端連接運(yùn)放OPA的輸出端OPOUT，另一端連接PMOS管Q2的柵極。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電壓電阻電容自動(dòng)測(cè)量的電路，其特征在于，通道切換與ADC采集電路包括通道切換MUX2和模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC；VA、VB、VC和VD點(diǎn)電壓分別通過控制通道切換MUX2選擇V1P和V1N到ADC輸入端采集信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電壓電阻電容自動(dòng)測(cè)量的電路，其特征在于，比較器輸出電路包括比較器CMPH、CMPL和鎖存器LATCH；A4端口連接到比較器CMPH的正輸入端和比較器CMPL的負(fù)輸入端，比較器CMPH的負(fù)輸入端口連接COM端口，比較器CMPH的輸出端CMPH_OUT連接到鎖存器LATCH輸入端，比較器CMPL的正輸入端口連接VDR22，比較器CMPL的輸出端CMPL_OUT連接到鎖存器LATCH另一輸入端，鎖存器輸出端LATCH_OUT連接到捕捉模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電壓電阻電容自動(dòng)測(cè)量的電路，其特征在于，當(dāng)CMPH比較器輸出高電平，且CMPL比較器輸出低電平，則判定輸入信號(hào)為電壓信號(hào)；當(dāng)CMPH比較器輸出低電平，且CMPL比較器輸出高電平，則判定輸入信號(hào)為電容信號(hào)；當(dāng)CMPH比較器輸出低電平，且CMPL比較器輸出低電平，則判定輸入信號(hào)為電阻信號(hào)。

6.一種電壓電阻電容自動(dòng)測(cè)量的方法，其特征在于，包括權(quán)利要求1-5任一所述的電壓電阻電容自動(dòng)測(cè)量的電路，其方法包括；

電壓信號(hào)的測(cè)量，電壓信號(hào)通過電阻R5連接到A1端口，A1端口連接內(nèi)部的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)不同的量程進(jìn)行開關(guān)切換，R1電阻連接開關(guān)K11，開關(guān)K11連接到COM；且令，Res1＝R1；Res2＝R1+R2；Res3＝R1+R2+R3；Res4＝R1+R2+R3+R4；

電阻信號(hào)的測(cè)量，電阻信號(hào)通過電阻R6連接到A2端口，A2端口連接內(nèi)部的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)不同的量程進(jìn)行開關(guān)切換，R1電阻連接開關(guān)K12，開關(guān)K12與開關(guān)K13連接，開關(guān)K13的另一端與運(yùn)放OPA的輸出端連接；運(yùn)放輸出端電壓為Vop，COM端的電壓為Vcom，

待測(cè)電阻為Rx，內(nèi)部參考電阻為Rr；

電容信號(hào)的測(cè)量，AVDDR通過開關(guān)K9連接到電阻R2，電阻R2另一端連接電阻R1，電阻R1連接開關(guān)K12，開關(guān)K12連接到PMOS管Q2的源極，PMOS管Q2的柵極連接到開關(guān)K15，開關(guān)K15另一端與運(yùn)放OPA的輸出端OPOUT連接；PMOS管Q2的漏極連接到A2端口，A2端口連接電阻R6到待測(cè)電容端給電容；

V_OP、V_CMPH均為AVDDR的一個(gè)分壓，設(shè)其系數(shù)分別為a、b，即：V_OP＝a×AVDDR；V_CMPH＝b×AVDDR；Rc＝R1+R2

換算成：

系數(shù)a、b由設(shè)置的分壓比決定，△t由芯片內(nèi)部經(jīng)過校準(zhǔn)的時(shí)鐘計(jì)數(shù)得出，R_C由校準(zhǔn)得到。