CN1551990A - 电容检测电路、电容检测装置及麦克风装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电容检测电路、电容检测装置及麦克风装置，其中，所述电容检测电路包括交流电压发生器(11)、同相输入端子连接在给定电位(在本实施例中，接地)上的运算放大器(14)、阻抗变换器(16)、连接在交流电压发生器(11)与运算放大器(14)之间的电阻(R1)(12)、连接在运算放大器(14)的反相输入端子与阻抗变换器(16)的输出端子之间的电阻(R2)(13)、以及连接在运算放大器(14)的输出端子与阻抗变换器(16)的输入端子之间的阻抗元件(电容器)(15)，被测电容器(17)连接在阻抗变换器(16)的输入端子和给定电位之间，电容检测电路(10)与被测电容器(17)设置在相邻的位置上。

Description

电容检测电路、电容检测装置及麦克风装置

技术领域

本发明涉及用于检测电容的电路及装置等，特别是，涉及以高精度检测微小电容的检测电路、装置以及麦克风装置。

背景技术

作为电容检测电路的现有实例，可例举日本专利特开平9-280806号公报所述的内容。图1是所述电容检测电路的电路图。在所述检测电路中，由电极90、91形成的电容传感器92通过信号线93连接在运算放大器95的反相输入端子上。而且，在所述运算放大器95的输出端子与所述反相输入端子之间连接电容器96，同时向同相输入端子施加交流电压Vac。此外，使用屏蔽线94来包覆信号线93，从而电气屏蔽干扰噪声。并且所述屏蔽线94连接在运算放大器95的同相输入端子上。输出电压Vd从运算放大器95的输出端子经变压器97输出。

在所述检测电路中，运算放大器95的反相输入端子与同相输入端子处于虚短路状态，连接在反相输入端子上的信号线93与连接在同相输入端子上的屏蔽线94相互之间几乎为同电位。由此，信号线93受屏蔽线94的保护，即，可消除93、94二者之间的寄生电容，从而可获得不易受寄生电容的影响的输出电压Vd。

但是，根据所述现有技术，在电容传感器92的电容大到某种程度时，虽然可获得信号线93与屏蔽线94之间的寄生电容较难影响的正确的输出电压Vd，但是在检测几pF或者fF(飞母托法拉)级以下的微小电容时，会导致很大的误差。

此外，根据所施加的交流电压Vac频率的不同，将在运算放大器95内部产生循迹误差等，由此在处于虚短路状态的反相输入端子与同相输入端子的电压之间最终也会产生微小的相位、幅值的偏移，从而导致检测误差变大。

另一方面，在以便携式电话机等为代表的轻便、小型的语音通信设备中，需要一种集成的放大电路，从而将使用电容式麦克风等电容传感器检测的声音高灵敏度且如实地转换成电信号。如果可以正确地检测出几pF或fF级以下的微小电容或者其变化，则可实现能够以极高的灵敏度且如实地检测出声音的高性能麦克风，从而可使便携式电话机等语音通信设备的拾声性能得到飞越性提高。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述状况进行的，其目的在于，提供一种电容检测电路等，所述电容检测电路可以准确地检测微小电容，并适用于轻便、小型的语音通信设备中所使用的电容式麦克风等电容传感器的电容检测。

为了实现上述目的，本发明的电容检测电路是一种输出与被测电容器的电容相对应的检测信号的电容检测电路，其特征在于，包括输入阻抗高而输出阻抗低的阻抗变换器、电容性第一阻抗元件、运算放大器、用于向所述运算放大器施加交流电压的交流电压发生器、以及连接在所述运算放大器的输出上的信号输出端子，其中，在所述阻抗变换器的输入端子上连接有所述被测电容器的一端与所述第一阻抗元件的一端，所述运算放大器的负反馈环包含所述第一阻抗元件以及所述阻抗变换器，所述被测电容器与所述电容检测电路相邻设置。

此外，本发明的电容检测电路是一种输出与被测电容器的电容相对应的检测信号的电容检测电路，其特征在于，包括：输入阻抗高而输出阻抗低的阻抗变换器、电容性第一阻抗元件、运算放大器、用于向所述运算放大器施加交流电压的交流电压发生器、连接在所述运算放大器的输出上的信号输出端子，其中，在所述阻抗变换器的输入端子上连接有所述被测电容器的一端与所述第一阻抗元件的一端，所述运算放大器的负反馈环包含所述第一阻抗元件以及所述阻抗变换器，所述被测电容器与所述第一阻抗元件以及所述阻抗变换器接近设置。

作为具体的一个例子构成下述的电容检测电路，即，所述电路包括：交流电压发生器；运算放大器，其同相输入端子连接在给定电位上；阻抗变换器；电阻，连接在运算放大器的反相输入端子与阻抗变换器的输出端子之间；电容器(第一阻抗元件)，连接在运算放大器的输出端子与阻抗变换器的输入端子之间；其中，被测电容器连接在阻抗变换器的输入端子与给定电位之间，并将电容检测电路与被测电容器设置在相邻的位置上，或者设置在使信号线的寄生电容不超过所接元件的最大电容值的10倍的较短的接近位置上。这里，给定电位是指某个基准电位、给定的直流电位、接地电位或者悬浮状态中的任一种，可以根据实施例来选择最佳的一种。另外，还可以设置用作第二阻抗的电阻，所述第二电阻连接在交流电压发生器与运算放大器的反相输入端子之间。

根据上述结构，在向被测电容器施加恒定的电压的同时，流经所述被测电容器的电流几乎全部流向电容器(第一阻抗元件)，从而，从信号输出端子输出与被测电容器的电容相对应的信号。

这里，为了减少噪声掺进连接电容检测电路与被测电容器的信号线中、以及所述信号线的寄生电容的产生，将被测电容器与电容检测电路尽量设置在接近的位置上。或者，将被测电容器与第一阻抗元件以及阻抗变换器尽量设置在接近的位置上。

这里，在本申请说明书中，“接近”是指，信号线的寄生电容与被测电容器的电容值或电容性第一阻抗元件的电容值中较大电容值相比处于不超过10倍的状态。这是因为，当信号线的寄生电容是不超过所连接元件的电容值的上一数量级的数值的电容值时，本发明的电容检测电路可以防止检测灵敏度的大幅恶化，这是从经验得出的。所述信号线的寄生电容，可以在被测电容器、第一阻抗元件与阻抗变换器不连接在信号线上的状态下，通过测量电容来测出。另外，在本申请说明书中，将在上述接近的条件下相邻连接的状态称为“相邻”。

这里，在所述电容检测电路的基础上，还可以添加反相放大电路和加法电路，其中，所述反相放大电路用于使信号输出端子上的信号反相，所述加法电路对阻抗变换器的输出信号与反相放大电路的输出信号进行相加。此外，也可以与电容器(第一阻抗元件)并联连接电阻。

此外，作为本发明的应用，将被测电容器设为根据电容的变化来检测物理量的电容式传感器，电容检测电路形成在印刷线路板或硅基片上，并将这些电容式传感器与基片固定起来，最好是形成为一体。另外，在具体的例子中，最好采用电容式麦克风作为被测电容器，用IC来实现电容检测电路，并将所述电容式麦克风与IC一体化，而且也可以作为用于便携式电话机等中的麦克风置于一个外壳(屏蔽盒)内。此时，电容式麦克风与IC固定在相邻的位置上，并使用导电板、布线图形、焊线等来连接。

附图说明

图1是现有的电容检测电路的电路图。

图2是本发明第一实施例中的电容检测电路的电路图。

图3A～图3E是可用于本发明中的阻抗变换器的例子的示意图。

图4是本发明第二实施例中的电容检测电路的电路图。

图5是本发明的电容检测电路在电子设备中的应用实例(麦克风截面图)的示意图。

图6是图4所示的麦克风的简要外观图，其中，图6A是平面图，图6B是正视图，图6C是仰视图。

图7是麦克风另一例子的截面图。

图8是图6所示的麦克风的简要外观图，其中，图8A是平面图，图8B是正视图。

图9是本发明另一实施例中的电容检测电路的电路图。

具体实施方式

下面，利用附图，详细说明本发明的实施例。

(第一实施例)

图2是本发明第一实施例中的电容检测电路10的电路图。另外，在本图中，在所述电容检测电路中连接着作为被测对象的被测电容器17(这里，是指电容式麦克风等、利用电容Cs的变化来检测各种物理量的电容式传感器)。

所述电容检测电路10由用于产生交流电压的交流电压发生器11、电阻(R1)12、电阻(R2)13、运算放大器14、阻抗元件(这里是电容为Cf的电容器)15以及阻抗变换器16构成，并从信号输出端子20输出与被测电容器17的电容相对应的检测信号(电压Vout)。

交流电压发生器11，其一端连接在给定电位(在本实施例中，接地)上，从另一端(输出端子)产生恒定的交流电压(电压为Vin，角频率为ω)。在交流电压发生器11的输出端子与运算放大器14的反相输入端子之间连接着电阻(R1)12。

运算放大器14是输入阻抗和开环增益非常大的电压放大器，其中，同相输入端子连接在给定电位(在本实施例中，接地)上，同相输入端子以及反相输入端子处于虚短路状态。在所述运算放大器14的负反馈环上，即，从运算放大器14的输出端子到反相输入端子之间，依次串联连接有电容器15、阻抗变换器16以及电阻(R2)13。

阻抗变换器16是输入阻抗非常高而输出阻抗非常低，且电压增益为A倍的电压放大器。在所述阻抗变换器16的输入端子21上，通过信号线或者印刷线路板上的布线图形等导电体，连接着被测电容器17的一端，同时，被测电容器17的另一端连接在给定电位上(在本实施例中，接地)。在运算放大器14的输出端子上连接着信号输出端子20，用于输出所述电容检测电路10的输出信号，即，与被测电容器17的电容相对应的检测信号。另外，在本申请中，以A倍等方式出现的变量A表示零(0)之外的任意实数。

另外，对于被测电容器17与电容检测电路10之间的连接，为了避免多余的寄生电容作为检测误差被加进去、或掺进干扰噪声等情况，最好使用尽可能短的导电体(电缆、铜箔的布线图形、连接端子等)进行连接。另外，如果可能的话，为了加强对干扰噪声的屏蔽，最好用接地的屏蔽部件包覆被测电容器17以及整个电容检测电路10，或者放置在屏蔽盒内。

如上述构成的电容检测电路10的动作过程如下。

对于由电阻(R1)12、电阻(R2)13以及运算放大器14等构成的反相放大电路来说，运算放大器14的两个输入端子构成虚短路状态从而处于同电位(例如为0V)，并且，由于其输入阻抗非常高，没有电流流过，因而流经电阻(R1)12的电流为Vin/R1，而且，所述电流全部流经电阻(R2)13，因此，如果阻抗变换器16的输出电压为V2，则有下式成立：

   Vin/R1＝-V2/R2

通过对其进行整理，可知阻抗变换器16的输出电压V2为：

   V2＝-(R2/R1)·Vin                            (公式1)

并且，由于阻抗变换器16的电压增益为A，所以根据输入电压(输入端子21的电压)V1以及输出电压(输出端子22上的电压)V2的关系，所述输入电压V1为：

    V1＝-(1/A)·V2                              (公式2)

此外，当将从电容器15流向被测电容器17的电流设为i时，由于阻抗变换器16的输入阻抗非常大，所述电流i全部流向被测电容器17，因此，电流i为jωCs·V1，从信号输出端子20输出的检测信号的电压Vout为：

    Vout＝i·(1/jωCf)+V1

        ＝(1+Cs/Cf)·V1                         (公式3)

从上述公式1和公式2，消去V2后，得到：

    V1＝-(R2/R1)·(Vin/A)                       (公式4)

将V1代入上述公式3中，得到：

Vout＝-(1+Cs/Cf)·(R2/R1)·(Vin/A)              (公式5)

从公式5可知，从电容检测电路10的信号输出端子20输出的检测信号的电压Vout是一个与被测电容器17的电容Cs相关的值。因此，可以通过对电压Vout进行各种信号处理来确定电容Cs。此外，从公式5中不含角频率ω可知，所述检测信号的电压Vout与来自交流电压发生器11的交流信号Vin的频率以及被测电容器的频率的变化无关。由此，可实现一种电容检测电路，所述电容检测电路可与施加于被测电容器17上的交流电压的频率无关地对被测电容器17的电容进行检测(不具有电路上的频率相关性)。因此，对于电容式麦克风等电容值在某个频率(声音波段)上变化的被测电容器17来说，无需对检测到的信号进行频率修正，而可从所述电压值直接确定电容值。

此外，在本实施例的电容检测电路10中，向电容器15以及被测电容器供给电流的运算放大器14，其同相输入端子被连接在给定电位上，从而被固定。因此，与图1所示的现有电路中的运算放大器95不同，运算放大器14可向电容器15以及被测电容器17供给噪声少而稳定的电流，而与所输入的交流信号的频率等无关，从而可对被测电容器17的微小电容进行检测。

另外，根据本发明的实验，在图2的电容检测电路中，例如，当Cs的原电容为20pF时，如果信号线的寄生电容超过200pF，则检测灵敏度会明显恶化。此外，对于所述Cs，当利用几个其他的电容值来进行确认时，也得到了相同趋势的结果。

此外，作为第一阻抗元件的电容Cf与被测电容器Cs在所述电路中均为连接在信号线上的电容元件，不管对于哪一个元件来说，在计算上都会得到与上述相同的结果。

从这些实验结果及经验可知，如果将被测电容器与第一阻抗元件以及阻抗变换器接近连接，使得信号线的寄生电容不超过所述Cs或Cf的电容值的一个数量级以上的数值的话，则可以获得良好的检测灵敏度。

图3是图2所示的电容检测电路10中的阻抗变换器16的具体电路示例。图3A表示使用运算放大器100的电压跟随器。运算放大器100的反相输入端子与输出端子被短路。当将该运算放大器100的同相输入端子作为阻抗变换器16的输入，将运算放大器100的输出端子作为阻抗变换器16的输出时，可获得输入阻抗非常大、电压增益A为1的阻抗变换器16。

图3B表示使用运算放大器101的同相放大电路。在运算放大器101的反相输入端子与地之间连接着电阻(R10)110，在运算放大器101的反相输入端子与输出端子之间连接着反馈电阻(电阻(R11)33)。当将该运算放大器101的同相输入端子作为阻抗变换器16的输入，将运算放大器101的输出端子作为阻抗变换器16的输出时，可获得输入阻抗非常大、电压增益A为(R10+R11)/R10的阻抗变换器16。

图3C表示在图3A或图3B所示的运算放大器的输入级添加了CMOS结构的缓冲器的电路。如图所示，在正负电源之间N型MOSFET 34与P型MOSFET 35通过电阻112、113串联连接，缓冲器的输出与运算放大器100(或者101)的输入相连。如果将所述缓冲器的输入作为阻抗变换器16的输入，将运算放大器的输出端子作为阻抗变换器16的输出，则可获得输入阻抗非常大的阻抗变换器16。

图3D表示如图3C的输入级的缓冲器的电路。如图所示，在正负电源之间，串联连接着N型MOSFET 34与P型MOSFET 35，并从两个MOSFET的连接部分进行输出。

在图3E中，将运算放大器102的同相输入作为阻抗变换器的输入，在运算放大器102的反相输入端子中连接电阻114的一端，在运算放大器102的输出与反相输入之间通过电阻115进行连接。如图3D以及图3E所示，通过上述结构，可获得输入阻抗非常大的阻抗变换器16。

(第二实施例)

下面，说明本发明第二实施例中的电容检测电路。

图4是第二实施例中的电容检测电路30的电路图。所述电容检测电路30大体可划分为：核心部分31，相当于图2所示的电容检测电路；反相部分32，输入所述核心部分31的信号输出端子20上的信号电压V01并将其反相；以及加法部分33，将所述反相部分32的输出端子23上的信号电压V03与核心部分31的交流输出端子22上的信号电压V02进行相加，并在输出端子24上输出电压V04的检测信号。

核心部分31是与图2所示的电容检测电路10相同的电路。因此，核心部分31的信号输出端子20的电压V01，通过上述公式5可表示为：

V01＝-(1+Cs/Cf)·(R2/R2)·(Vin/A)        (公式6)

核心部分31的交流输出端子22的电压V02，通过上述公式1可表示为：

V02＝-(R2/R1)·(Vin/A)                   (公式7)

反相部分32是包括可变电阻(R4)40、电阻(R5)41、可变电阻(R6)42、电容器43以及运算放大器44的反相放大电路，其电压增益为-1，并且，通过调节可变电阻(R4)40和可变电阻(R6)42的电阻值，其输出端子23上的信号V03的相位与核心部分31的交流输出端子22上的信号V02相同。因此，所述反相部分32的输入电压V01与输出电压V03在理想状态下有以下关系成立：

   V03＝-V01                            (公式8)

加法部分33是一个加法器，其中，阻值相等的三个电阻—电阻(R7)45、电阻(R8)46、电阻(R9)47连接在运算放大器48上。即，两个输入信号电压V02以及V03与输出电压V04具有如下的关系：

    V04＝-(V02+V03)                     (公式9)

向所述公式9中代入上述公式8并消去V03之后，代入上述公式6以及公式7，可得：

V04＝V01-V02

   ＝-(Cs/Cf)·(R2/R1)·(Vin/A)         (公式10)

即可知从所述电容检测电路30的输出端子24输出的检测信号的电压V04与电容值Cs成比例。由此，基于所述电压V04，通过进行各种信号处理，可以很容易地确定未知的电容值Cs或者电容变化。

通过比较所述公式10与表示第一实施例中的检测信号的电压Vout的公式5可知，通过第二实施例中的电容检测电路30得到的检测信号与第一实施例不同，它只含有与被测电容器17的电容成比例的部分，不含多余的偏移部分(与被测电容器17无关的电压)。因此，可以使从第二实施例中的检测信号确定被测电容器17的电容的信号处理变得很简单。

另外，在本实施例中，以V03＝-V01的例子进行了说明，但是本发明并不局限于此。根据电容传感器的种类，使得V03＝k·V01(k为反相放大部分的放大系数)，从而输出电压V04可设定为：

    V04＝{k·(Cs/Cf)+(k+1)}·(R2/R1)·Vin

图5是表示上述第一及第二实施例中的电容检测电路在电子设备中的应用实例的图。在这里，示出了麦克风50的截面图，所述麦克风50，其中的电容式麦克风与电容检测电路构成一体，并用于便携式电话机等中。所述麦克风50由如下部分构成：盖体51，具有声孔52；振动膜53，根据声音而振动；环54，用于固定振动膜53；隔板55a；固定电极56，通过隔板55a与振动膜53相对设置；绝缘板55b，用于支承固定电极56；IC芯片58，形成有由上述实施例中的电容检测电路，并固定于绝缘板55b的背面；IC封装件59，浇铸有IC芯片58；外部电极61a、61b，通过焊线、等与IC芯片58相连。

形成电容器的一个电极、即振动膜53连接在给定电位(在本实施例中，接地)上，另一个电极、即固定电极56通过铝板或焊线、接触孔等导电体与IC芯片58的电路相连接。由振动膜53与固定电极56组成的电容器的电容或者其变化，可利用通过绝缘板55b而相邻的IC芯片58内的电容检测电路来检测，并将其转换为电信号，从外部电极61a、61b等输出。另外，盖体51由铝等金属制成，所述盖体51与形成于绝缘基片60上表面的导电膜(没有图示)起屏蔽盒的作用，用于屏蔽噪声干扰内部的电容器53、56或IC芯片58。此外，在本实施例中，固定电极56与电路相连，振动膜53连接在给定电位上，但是，也可以将振动膜与电路连接起来，将固定电极56连接在给定电位上。其中根据经验来看，前者更好。

图6是图5所示的麦克风50的简要外观图。图6A是平面图，图6B是正视图，图6C是仰视图。图6A、图6B所示的盖体51的大小例如大约为φ5mm×高2mm。图6C所示的四个外部电极61a～61d例如是电容检测电路的用于电源的两个端子，和用于输出信号的两个端子。

在所述应用实例中，被测电容器(在这里为电容式麦克风)与电容检测电路(在这里为IC芯片)相邻设置，信号线由很短的导电体相连，所述导电体的长度使得其寄生电容不超过电容式麦克风或电路内第一阻抗元件中任一个较大的电容值的10倍。并且，这些元件被金属制的盖体等屏蔽部件所包覆。因此，在所述应用实例中，可忽略掺进用于连接被测电容器与电容检测电路的信号线(导电体)中的干扰噪声等的不良影响。

即，在这种小型的麦克风中，由于通过极短的导电体来连接被测电容器与电容检测电路，所以，当使用带屏蔽的电缆等来连接它们，并设置用于向所述屏蔽层施加电压的特殊电路时，会使电路的规模变大，以至影响电路的集成化。因此，对于被测电容器与电容检测电路，最好通过非屏蔽(没有被屏蔽)的导电板、布线图形、焊线、引线等并以最短线路进行连接。作为另一麦克风的例子，如图7以及图8所示，是将电路加载在基片上构成的。除了将上述实施例中的电容检测电路加载在基片62上的之外，其他结构基本相同。

以上，基于两个实施例以及产品的应用实例来说明了本发明的电容检测电路，但是本发明并不局限于这些实施例以及应用实例。

例如，在电容检测电路10以及30中，为了检测流经被测电容器17的电流，在运算放大器14与阻抗变换器16之间连接了电容器15，但是也可以考虑连接电阻或电感等阻抗元件。

此外，如图9所示，也可以添加电阻18，从而将电阻18与上述实施例的电容检测电路10以及30中的电容器15并联连接。由此，电容器15与被测电容器17之间的连接点通过电阻18与第一运算放大器14的输出端子相连，从而消除了直流形式的悬浮状态，固定了电位。

此外，作为被测电容器17而连接的电容式传感器并不局限于电容式麦克风，可以包括公知的电容式传感器等利用电容变化而进行各种物理量检测的所有传感器(设备)，所述公知的电容式传感器有：加速度传感器、地震计、压力传感器、位移传感器、近程传感器、接触式传感器、离子传感器、湿度传感器、雨滴传感器、雪传感器、雷传感器、布置传感器(placement sensor)、接触不良传感器、形状传感器、终点检测传感器、振动传感器、超声波传感器、角速度传感器、液量传感器、气体传感器、红外线传感器、辐射传感器、水位计、冷冻传感器、水分计、振动计、充电传感器、印刷线路板检测仪等。

从以上的说明可知，本发明的电容检测电路、电容检测装置以及麦克风装置，经电阻向运算放大器施加交流电压，在信号线上连接被测电容器，由此检测被测电容器的电容。即，在将同相输入端子与连接在给定电位上的运算放大器的输出端子与阻抗变换器的输入端子之间连接电容器，同时在阻抗变换器的输入端子与给定电位之间连接被测电容器。

由此，可以使流经被测电容器的电流全部流向电容器，在运算放大器的输出端子输出与被测电容器的电容相对应的正确信号，从而可检测出几pF或fF级以下的微小电容。

另外，由于通过将运算放大器的同相输入端子连接在给定电位上来固定了一个输入端子的电位，所以运算放大器可稳定运行，从而降低了运算误差，抑制了包含在检测信号中的噪声。

此外，由于在运算放大器与阻抗变换器之间连接有电容器，所以可确保既不依赖于施加在运算放大器上的交流电压的频率，也不依赖于被测电容器的电容变化的频率的检测灵敏度。而且也不会发生在运算放大器与阻抗变换器之间连接电阻时，来自该电阻的热噪声恶化S/N比的问题。

另外，由于将所述电容检测电路与被测电容器设置在相邻的位置上，或者将连接在信号线上的电路元件设置在接近的位置上，因此不需要连接它们的屏蔽电缆、和用于消除在所述电缆上所产生的寄生电容的特殊电路等。

这里，也可以向所述电容检测电路中添加反相放大电路与加法电路，其中，所述反相放大电路用于使信号输出端子上的信号反相，所述加法电路用于对阻抗变换器的输出信号与反相放大电路的输出信号进行相加。由此，可消除电容检测电路的输出信号中包含的多余的偏移成分，从而可以有效地放大与被测电容器的电容相对应的有效信号。

此外，将被测电容器设为电容式麦克风，用IC来实现电容检测电路，并将这些电容式麦克风与IC一体化，同时置于一个外壳(屏蔽盒)内，以作为用于便携式电话机等中的麦克风，此时，由于电容式麦克风与电容检测电路被设置在极其相邻的位置上，所以不需要用于连接被测电容器与电容检测电路的直径较大的屏蔽电缆和用于施加保护电压的特殊电路等。

另外，由于本发明的电容检测电路是通过使电流流过检测被测电容器来检测其电容的，因而不必要像驻极体电容麦克风等那样，向被测电容器的电极粘贴高分子薄膜等来驻极化，从而可适用于一般的电容式传感器。

如上所述，根据本发明，减少了使用环境的限制并可以正确地检测微小电容，而且，实现了适于小型化的电容检测电路等，特别是，使便携式电话机等轻便、小型的语音通信设备的声音性能得以飞跃性提高，因而其实用价值非常高。

工业实用性

本发明的电容检测电路可作为电容式传感器的检测电路使用，特别是可作为便携式电话机等小型、轻便的设备中所安装的麦克风装置使用。

Claims (9)

1.一种电容检测电路，输出与被测电容器的电容相对应的检测信号，其特征在于，

所述电路包括：阻抗变换器，其输入阻抗高而输出阻抗低；电容性第一阻抗元件；运算放大器；交流电压发生器，用于向所述运算放大器施加交流电压；以及信号输出端子，连接在所述运算放大器的输出上，

其中，在所述阻抗变换器的输入端子上连接着所述被测电容器的一端以及所述第一阻抗元件的一端，

所述运算放大器的负反馈环包含所述第一阻抗元件以及所述阻抗变换器，

所述被测电容器与所述电容检测电路相邻设置。

2.一种电容检测电路，输出与被测电容器的电容相对应的检测信号，其特征在于，

所述电路包括：阻抗变换器，其输入阻抗高而输出阻抗低；电容性第一阻抗元件；运算放大器；交流电压发生器，用于向所述运算放大器施加交流电压；以及信号输出端子，连接在所述运算放大器的输出上，

其中，在所述阻抗变换器的输入端子上连接着所述被测电容器的一端以及所述第一阻抗元件的一端，

所述运算放大器的负反馈环包含所述第一阻抗元件以及所述阻抗变换器，

所述被测电容器与所述第一阻抗元件以及所述阻抗变换器接近设置。

3.如权利要求1或2所述的电容检测电路，其特征在于，

所述电容检测电路还包含与所述第一阻抗元件并联连接的电阻元件。

4.如权利要求1至3中任一项所述的电容检测电路，其特征在于，

还包括设置于所述交流电压发生器与所述运算放大器之间的第二阻抗。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电容检测电路，其特征在于，

所述电容检测电路还包括：

反相放大电路，用于使所述信号输出端子上的信号反相；和

加法电路，用于对所述阻抗变换器的输出信号和所述反相放大电路的输出信号进行相加。

6.如权利要求1至5中任一项所述的电容检测电路，其特征在于，

所述被测电容器的一端与所述阻抗变换器的输入端子使用非屏蔽的导电体进行连接。

7.如权利要求1至6中任一项所述的电容检测电路，其特征在于，

所述被测电容器和所述电容检测电路被置于一个屏蔽盒内。

8.一种电容检测装置，其特征在于，包括：

电容式传感器，作为根据电容的变化来检测物理量的所述被测电容器；以及

权利要求1至7中任一项所述的电容检测电路，所述电容检测电路形成于印刷线路板或硅基片上，并被固定在所述电容式传感器上。

9.一种麦克风装置，其特征在于，

包括作为所述被测电容器的电容式麦克风，和权利要求1至7中任一项所述的电容检测电路。

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