JP2009005259A - 静電容量検出回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明により、容量の検出、即ち、物体の接近などの検出を、被測定容量3の容量のみに依存するものとして、基準側発振器の精度の影響を受けないものとしたことで、従来の、この種の検出器の如くに基準側発振器と測定用発振器とが対称でなくとも、感度にバラツキを生じないものとして、課題を解決するものである。
【選択図】図1
Description
T2=T1×N3 …(1)
となる。基準発振器5の周期をT3とし、カウンター6が期間T2における基準発振器5のパルス数をカウントするものとすると、カウンター6の出力N4は、
N4=(T2/T3)=((T1×N3)/T3)…(2)
となる。増幅器7のゲインをA1とすると、増幅器の出力N5は、
N5=A1×(Nr−N4)=A1×(Nr−((T1×N3)/T3))…(3)
H(s)=(Po/(Po+s))…(4)
とすると、ループフィルタ8の出力N6は、
N6=N5×H(s)=A1×(Nr−((T1×N3)/T3))×(P0/(P0+s))…(5)
N3=K×N6…(6)
で表せるとすると、式(5)及び式(6)により、この負帰還ループの式は次式となる。
N6=A1×(Nr−((T1×N3)/T3))×(P0/(P0+S))
=A1×(Nr−((T1×K×N6)/T3))×(P0/(P0+s))…(7)
N6=(A1×Nr×P0)/(P0(1+A1×K×(T1/T3)+S))…(8)
N3=K×N6=((A1×K×P0)/(P0(1+A1×K×(T1/T3)+S)))×Nr
=((ω2)/(ω1+s))×Nr…(9)
ω1=P0(1+A1×K×T1/T3)…(10)
ω2=A1×K×P0 …(11)
とする。
N3(t)=N7+N8(1−exp(−ω1t))…(12)
N3(s=0,T1=T1)=((A1×K)/(1+A1×K×(T1/T3)))×Nr…(13)
同様に、時間t→∞における可変分周器7の分周波数N3は、
N3(s=0,T1=T1+ΔT1)=((A1×K)/(1+A1×K×((T1+ΔT1)/T3)))×Nr…(14)
N3(t=0)=N7=((A1×K)/(1+A1×K×(T1/T3)))×Nr…(15)
N3(t→∞)=N7+N8=((A1×K)/(1+A1×K×((T1+ΔT1)/T3)))×Nr…(16)
N7=(T3/T1)×Nr…(17)
N8=N3(t→∞)−N7=(T3/(T1+ΔT1)-(T3/T1))×Nr…(18)
N3(t)=N7+N8(1-exp(-ω1t))=((T3/T1+ΔT1)−((T3/(T1+ΔT1)−(T3/T1))×exp(-ω1t)))×Nr…(19)
N4=「N3」(t)×(T1+ΔT1)/T3=Nr(1+(ΔT1/T1)×exp(-ω1t))…(20)
ここで、被測定容量「3」の容量をC3とし、その容量C3に対する測定用発振器5の周期T1が、
T(C3)=C3・R…(21)
となる特性であるとする。
N4=Nr(1+(ΔC3/C3)exp(-ω1t))となり、従って、N4は図2に示すような応答特性となり、N4を測定することにより容量の変化量ΔC3を求めることができる。
2…測定側発振器
3…被測定容量
4…可変分周器
5…基準発振器
6…カウンター
7…増幅器
8…ループフィルター
9…比較器
10…平均化回路
Claims (2)
- 測定対象となるコンデンサの容量に応じて発信周波数が変化する測定側発振器と、制御信号により分周比が変化する測定側発振器と、測定対象となるコンデンサの容量に依存せず一定の周期で発振する基準発振器と、分周器から出力される信号一周期の期間における基準発振器のパルス数をカウントするカウンターと、カウンターからの出力と任意の値Nrとの差を検出する回路と、カウンターからの出力と任意の値Nrとの差を検出する回路からの出力の高周波成分を減衰させるループフィルタとから成ることを特徴とする静電容量検出回路。
- 前記ループフィルタからの出力により、測定側発振器の信号を分周する分周比を制御することにより、構成部品間の特性差の感度への影響を低減することを特徴とする請求項1記載の静電容量検出回路。
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