CN103513116A - 一种差分电容式传感器检测电路 - Google Patents

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CN103513116A CN201310501763.XA CN201310501763A CN103513116A CN 103513116 A CN103513116 A CN 103513116A CN 201310501763 A CN201310501763 A CN 201310501763A CN 103513116 A CN103513116 A CN 103513116A
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黄友华
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Abstract

本发明公开了一种差分电容式传感器检测电路,它包括场效应管MOS1、场效应管MOS2、场效应管MOS3、场效应管MOS4、时钟控制电路、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、放大器和D/A转换器。其优点是:其精度高,电路结构简单,便于封装。

Description

一种差分电容式传感器检测电路
技术领域
[0001] 本发明涉及集成电路,更具体的说是涉及一种差分电容式传感器检测电路。
背景技术
[0002] 一种差分电容式传感器检测电路有多种电路方式来实现。由于差分电容式传感器所产生的信号极其微弱,一般都在PF量级,其电容变化量一般在10_15-10_18F,要检测如此微小的电容变化量,对检测电路中各部分电路的选取尤为重要。目前采用如图2所示的电路原理来构建电路,其最小差分量级可达到10_16F。但是,其电路结构复杂,使得集成后电路板体积较大,对封装有一定的限制。
发明内容
[0003] 本发明提供一种差分电容式传感器检测电,其精度高,电路结构简单,便于封装。
[0004] 为解决上述的技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种差分电容式传感器检测电路,它包括场效应管M0S1、场效应管M0S2、场效应管M0S3、场效应管M0S4、时钟控制电路、电阻R1、电阻R2、电容Cl、电容C2、放大器和D/A转换器,所述的场效应管M0S2和场效应管M0S4的栅极均连接在时钟控制电路上,所述的场效应管M0S2的漏极和场效应管M0S4的漏极分别与场效应管MOSl的源极和场效应管M0S3的源极相连;所述的场效应管MOSl的漏极和场效应管M0S3的漏极均连接在电源上;所述的电容Cl的一端接地,另一端同时连接在场效应管M0S2的源极和放大器的一个输入端上;所述的电容C2的一端接地,另一端同时连接在场效应管M0S4的源极和放大器的另一个输入端上;所述的电阻Rl并联在电容Cl上,所述的电阻R2和电容C2并联;所述的放大器的输出端和D/A转换器的输入端相连。
[0005] 更进一步的技术方案是:
所述的场效应管MOSl、场效应管M0S2、场效应管M0S3和场效应管M0S4均为P型场效应管。
[0006] 所述的电阻Rl的阻值与电阻R2的阻值相等。
[0007] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明采用场效应管作为支路通断的开关,利用时钟控制线路对场效应管的通断做控制,通过测量两个电容的变化量来检测计算加速度,其精度高,且电路结构简单,可有效的减少电路板的封装体积。
附图说明
[0008] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
[0009] 图1为本发明的电路图。
[0010] 图2为现有一种差分电容式传感器检测电路的原理框图。具体实施方式
[0011] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
[0012][实施例]
如图1所示的一种差分电容式传感器检测电路,它包括场效应管MOSl、场效应管M0S2、场效应管M0S3、场效应管M0S4、时钟控制电路、电阻R1、电阻R2、电容Cl、电容C2、放大器和D/A转换器,所述的场效应管M0S2和场效应管M0S4的栅极均连接在时钟控制电路上,所述的场效应管M0S2的漏极和场效应管M0S4的漏极分别与场效应管MOSl的源极和场效应管M0S3的源极相连;所述的场效应管MOSl的漏极和场效应管M0S3的漏极均连接在电源上;所述的电容Cl的一端接地,另一端同时连接在场效应管M0S2的源极和放大器的一个输入端上;所述的电容C2的一端接地,另一端同时连接在场效应管M0S4的源极和放大器的另一个输入端上;所述的电阻Rl并联在电容Cl上,所述的电阻R2和电容C2并联;所述的放大器的输出端和D/A转换器的输入端相连。
[0013] 所述的场效应管MOSl、场效应管M0S2、场效应管M0S3和场效应管M0S4均为P型
场效应管。
[0014] 所述的电阻Rl的阻值与电阻R2的阻值相等。
[0015] 在本发明中,场效应管MOSl和场效应管M0S3栅极为偏置电压,可由外部产生。由时钟控制电路来控制场效应管M0S2和场效应管M0S4的交替开关,实现对两个电容的交错充放电采用。对电容进行时间相同的充电,电容大小与充电后的电压高低相关,放大器检测两个电容的电压差值,放大后进行数模转换输出数字信号,便于后续设备计算加速度。电阻R1、电阻R2分别为电容Cl、电容C2所处支路提供通路。
[0016] 采用该电路,其包含4个场效应管、两个电容、两个电阻、放大器、时钟控制电路和DA转换器,其电路结构简单,集成后电路板的体积小于采用图2所示电路原理集成的电路板的体积。
[0017] 采用本发明,其精度高,由测量可得:其最小差分量级可达到10_17F。
[0018] 如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式,任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化,凡是与本发明具有相同或相近的技术方案,均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种差分电容式传感器检测电路,其特征在于:它包括场效应管M0S1、场效应管M0S2、场效应管M0S3、场效应管M0S4、时钟控制电路、电阻R1、电阻R2、电容Cl、电容C2、放大器和D/A转换器,所述的场效应管M0S2和场效应管M0S4的栅极均连接在时钟控制电路上,所述的场效应管M0S2的漏极和场效应管M0S4的漏极分别与场效应管MOSl的源极和场效应管M0S3的源极相连;所述的场效应管MOSl的漏极和场效应管M0S3的漏极均连接在电源上;所述的电容Cl的一端接地,另一端同时连接在场效应管M0S2的源极和放大器的一个输入端上;所述的电容C2的一端接地,另一端同时连接在场效应管M0S4的源极和放大器的另一个输入端上;所述的电阻Rl并联在电容Cl上,所述的电阻R2和电容C2并联;所述的放大器的输出端和D/A转换器的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种差分电容式传感器检测电路,其特征在于:所述的场效应管M0S1、场效应管M0S2、场效应管M0S3和场效应管M0S4均为P型场效应管。
3.根据权利要求1或2所述的一种差分电容式传感器检测电路,其特征在于:所述的电阻Rl的阻值与电阻R2的阻值相等。
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