JP3198748B2 - Capacitance detection circuit - Google Patents

Capacitance detection circuit

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JP3198748B2
JP3198748B2 JP23580193A JP23580193A JP3198748B2 JP 3198748 B2 JP3198748 B2 JP 3198748B2 JP 23580193 A JP23580193 A JP 23580193A JP 23580193 A JP23580193 A JP 23580193A JP 3198748 B2 JP3198748 B2 JP 3198748B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、外部からの所定の作用
に応じて静電容量が変化することを利用して、その所定
の作用の大きさを検出する静電容量検出回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitance detecting circuit for detecting the magnitude of a predetermined action by utilizing the fact that the capacitance changes in response to a predetermined external action.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の静電容量検出回路においては、外
部から受ける圧力、加速度、変位等の所定の作用に応じ
て静電容量が変化する検出部を設け、アナログ値として
の静電容量の絶対値を測定することにより、その作用の
大きさを検出していた。特に近年は、検出した値を基に
システムの制御をする場合には、マイクロコンピュータ
を利用することが多い。また、単にその検出値を表示す
る場合でも、デジタル値として表示する場合がほとんど
である。
2. Description of the Related Art A conventional capacitance detection circuit is provided with a detection unit whose capacitance changes in accordance with a predetermined action such as pressure, acceleration, displacement, etc., which is received from the outside. The magnitude of the action was detected by measuring the absolute value. Particularly, in recent years, when controlling the system based on the detected values, a microcomputer is often used. In most cases, the detected value is simply displayed as a digital value.

【0003】従って、静電容量を測定して得られるアナ
ログ信号を増幅して、A/Dコンバータでデジタル信号
に変換してマイクロコンピュータに供給し、システムの
制御やデジタル表示等を行っていた。
Therefore, an analog signal obtained by measuring the capacitance is amplified, converted into a digital signal by an A / D converter, and supplied to a microcomputer to control the system and perform digital display.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の静電容量検出回路は、アナログ信号をデジタル信号に
変換するため、変換のビット誤差を生じることになる。
このビット誤差を小さくしようとするとビット数の多
い、すなわち高価なA/Dコンバータを必要とした。さ
らに、アナログ信号を増幅するための高精度の増幅器も
必要し、その温度補償等をもする必要があった。
However, the above-mentioned conventional capacitance detecting circuit converts an analog signal into a digital signal, so that a conversion bit error occurs.
In order to reduce the bit error, a large number of bits, that is, an expensive A / D converter was required. Further, a high-precision amplifier for amplifying an analog signal is required, and its temperature must be compensated.

【0005】また、静電容量の絶対値を測定するため
に、検出部の周囲の環境により誘電率が変化した場合な
ど、外部の作用の大きさと静電容量との関係が一定でな
くなり測定誤差の要因となっていた。
[0005] Further, in order to measure the absolute value of the capacitance, the relationship between the magnitude of the external action and the capacitance becomes inconsistent, for example, when the dielectric constant changes due to the environment around the detection unit, and the measurement error occurs. Was a factor.

【0006】本発明の目的は、このような従来の諸問題
を解決するものであり、非常に簡単かつ安価な構成で正
確な静電容量を検出でき、温度補償を必要とせずしかも
検出部の周囲の環境により誘電率が変化した場合にも、
誤差の少ない検出を行い得る優れた静電容量検出回路を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such conventional problems, and it is possible to detect an accurate capacitance with a very simple and inexpensive structure, to eliminate the need for temperature compensation and to use a detection unit. Even if the dielectric constant changes due to the surrounding environment,
An object of the present invention is to provide an excellent capacitance detection circuit capable of performing detection with a small error.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、外部からの所定の作用に応じて静電容量が
変化する検出部と、前記所定の作用によっては静電容量
が変化しない基準部と、前記検出部の静電容量に応じて
検出周波数信号を生成する第1の発振回路と、前記基準
部の静電容量に応じて基準周波数信号を生成する第2の
発振回路と、前記基準周波数信号の所定の周期内の前記
検出周波数信号の周期の数を測定して測定信号を生成す
る測定部と、を備えた構成とし、前記第1及び第2の発
振回路は、それぞれ静電容量及び抵抗値に応じて決定さ
れる周波数の発振信号を発生する発振部と、所定の制御
信号に応じて前記静電容量に係るコンデンサに残存する
電荷量を均一にする回路とを有することを特徴としてい
る。又、本発明は、外部からの所定の作用に応じて静電
容量が変化する検出部と、前記所定の作用によっては静
電容量が変化しない基準部と、前記検出部の静電容量に
応じて検出周波数信号を生成する第1の発振回路と、前
記基準部の静電容量に応じて基準周波数信号を生成する
第2の発振回路と、前記基準周波数信号の周期を高精度
のタイマに基づいて計測し、その計測結果に応じて所定
の期間を決定し、当該所定の期間内の前記検出周波数信
号の周期の数を測定する演算手段と、を備えて構成して
いる。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a detecting unit whose capacitance changes in response to a predetermined external operation, and a detecting unit whose capacitance changes in accordance with the predetermined operation. A reference unit, a first oscillation circuit that generates a detection frequency signal in accordance with the capacitance of the detection unit, and a second oscillation circuit that generates a reference frequency signal in accordance with the capacitance of the reference unit. , a structure in which and a measurement unit for generating a measurement signal by measuring the number of periods of the detection frequency signal within a predetermined period of the reference frequency signal, the first and second origination
Circuit is determined according to the capacitance and resistance, respectively.
Oscillating section that generates an oscillating signal with
Residual in the capacitor related to the capacitance according to the signal
It is characterized in Rukoto that having a circuitry for equalizing the charge amount. In addition, the present invention provides an electrostatic
A detecting section whose capacity changes; and a static section depending on the predetermined action.
The capacitance of the reference unit where the capacitance does not change and the capacitance of the detection unit
A first oscillation circuit for generating a detection frequency signal in response to the
Generating a reference frequency signal according to the capacitance of the reference section
The second oscillation circuit and the cycle of the reference frequency signal are highly accurate.
Measurement based on the timer of
And the detection frequency signal within the predetermined period is determined.
Computing means for measuring the number of signal periods, and
I have.

【0008】[0008]

【作用】本発明は上記構成により、検出部から得られる
静電容量を直接デジタル信号に変換することにより、増
幅器やA/Dコンバータを使用する必要がないので、非
常に簡単かつ安価な構成で正確な静電容量を検出でき、
温度補償を必要とすることもない。
According to the present invention, since the capacitance obtained from the detection unit is directly converted into a digital signal by the above configuration, it is not necessary to use an amplifier or an A / D converter. Accurate capacitance can be detected,
There is no need for temperature compensation.

【0009】また、検出部の静電容量と基準部の静電容
量との相対値を測定することにより、検出部の周囲の環
境により誘電率が変化した場合にも、誤差の少ない検出
を行うことができる。
Further, by measuring the relative value between the capacitance of the detection unit and the capacitance of the reference unit, detection with little error is performed even when the dielectric constant changes due to the environment around the detection unit. be able to.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照して
説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1は本発明による静電容量検出回路の第
1の実施例の構成を示すブロック図である。図1におい
て、1は検出部であり、この図には示してないが、2つ
の固定電極とこの2つの固定電極間に設けられた可動電
極で構成されている。この可動電極は、一方の固定電極
の一部に穴を設け、その穴に通されたプランジャーに直
結している。さらにこのプランジャーは、油圧、ガス圧
等の液体、気体の圧力や加速度等の外部からの作用に応
じて変位する受圧部に結合されている。あるいはこのプ
ランジャー自体が外部の物体の変位に応じて変位する構
成となっている。すなわちこの可動電極は、外部からの
作用に応じていずれか一方の固定電極側に偏倚し、外部
からの作用がない状態(以下「通常状態」という)で
は、2つの固定電極間を2分する丁度中間に位置してい
る。従って、通常状態においては、一方の固定電極と可
動電極とで形成されるコンデンサ1aの静電容量C1
は、他方の固定電極と可動電極とで形成されるコンデン
サ1bの静電容量C2と等しい値となる。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of the capacitance detection circuit according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a detection unit, which is not shown in the figure, and includes two fixed electrodes and a movable electrode provided between the two fixed electrodes. This movable electrode is provided with a hole in a part of one fixed electrode, and is directly connected to a plunger passed through the hole. Further, the plunger is connected to a pressure receiving portion which is displaced in response to an external action such as pressure of liquid or gas such as oil pressure or gas pressure or acceleration. Alternatively, the plunger itself is configured to be displaced in accordance with the displacement of an external object. That is, the movable electrode is biased toward one of the fixed electrodes in response to an external action, and divides the two fixed electrodes into two when no external action is applied (hereinafter referred to as a “normal state”). It is located exactly in the middle. Therefore, in a normal state, the capacitance C1 of the capacitor 1a formed by one fixed electrode and the movable electrode
Has a value equal to the capacitance C2 of the capacitor 1b formed by the other fixed electrode and the movable electrode.

【0012】可動電極が外部からの作用に応じて偏倚し
た状態(以下「偏倚状態」という)においては、静電容
量C1及びC2は異なる値となる。本実施例の場合に
は、外部からの作用を受けたときは、静電容量C1が静
電容量C2よりも小さくなるような構成となっている。
従って、両者の静電容量の差を測定することにより、外
部からの作用の大きさを検出することができる。なお、
この可動電極はグランドに接続され、2つの固定電極は
後述する回路部に接続されている。
In a state where the movable electrode is deflected in response to an external action (hereinafter referred to as a "deflected state"), the capacitances C1 and C2 have different values. In the case of the present embodiment, the configuration is such that the capacitance C1 becomes smaller than the capacitance C2 when subjected to an external action.
Therefore, by measuring the difference between the two capacitances, the magnitude of the external action can be detected. In addition,
The movable electrode is connected to the ground, and the two fixed electrodes are connected to a circuit section described later.

【0013】2は検出部1に近接して、すなわち同一の
環境下に設けられた基準部(リファレンス部)であり、
2つの固定電極(図示せず)で構成されている。従っ
て、この2つの固定電極で形成されるコンデンサ2aの
静電容量Crの値は外部からの作用によっては変化しな
い。なお本実施例においては、この静電容量Crは、通
常状態における検出部1の静電容量C1及びC2と同じ
値となっている。また、この基準部2の固定電極の一方
はグランドに接続され、他方の固定電極は回路部に接続
されている。
Reference numeral 2 denotes a reference unit (reference unit) provided in proximity to the detection unit 1, that is, in the same environment.
It is composed of two fixed electrodes (not shown). Therefore, the value of the capacitance Cr of the capacitor 2a formed by these two fixed electrodes does not change due to an external action. In this embodiment, the capacitance Cr has the same value as the capacitances C1 and C2 of the detection unit 1 in the normal state. One of the fixed electrodes of the reference portion 2 is connected to the ground, and the other fixed electrode is connected to the circuit portion.

【0014】検出部1及び基準部2のコンデンサ1a、
1b及び2aは、周囲の環境によって誘電率が変化した
ときには、それぞれの静電容量C1、C2及びCrも変
化することになる。
The capacitors 1a of the detection unit 1 and the reference unit 2,
When the dielectric constant of 1b and 2a changes depending on the surrounding environment, the respective capacitances C1, C2 and Cr also change.

【0015】3はゲートアレイで構成される回路部であ
り、その内部構成は以下のようになっている。31は検
出部1のコンデンサ1aに接続されたCR発振回路であ
り、静電容量C1と抵抗(図示せず)によって定まる周
波数のパルス信号のクロック信号CK1を送出する。3
2は検出部1のコンデンサ1bに接続されたCR発振回
路であり、静電容量C2とCR発振回路31の抵抗と同
じ抵抗値の抵抗(図示せず)によって定まる周波数の方
形波のクロック信号CK2を送出する。33は基準部2
のコンデンサ2aに接続されたCR発振回路であり、静
電容量Crと抵抗(図示せず)によって定まる周波数の
方形波のクロック信号CK3を送出する。
Reference numeral 3 denotes a circuit section composed of a gate array, the internal configuration of which is as follows. Reference numeral 31 denotes a CR oscillation circuit connected to the capacitor 1a of the detection unit 1, and sends out a clock signal CK1 of a pulse signal having a frequency determined by the capacitance C1 and a resistance (not shown). 3
Reference numeral 2 denotes a CR oscillation circuit connected to the capacitor 1b of the detection unit 1, and a square wave clock signal CK2 having a frequency determined by a capacitance (not shown) having the same resistance as the capacitance C2 and the resistance of the CR oscillation circuit 31. Is sent. 33 is the reference part 2
Is a CR oscillation circuit connected to the capacitor 2a, and sends out a square wave clock signal CK3 having a frequency determined by the capacitance Cr and a resistance (not shown).

【0016】34はCR発振回路33から送出されるク
ロック信号CK3を分周して異なる分周比の複数の分周
信号を生成する分周回路である。35はこの複数の分周
信号の供給により複数のタイミング信号を生成するタイ
ミングジェネレータである。このタイミング信号として
は、CR発振回路31及び32の発振を制御するイネー
ブル信号CK1EN及びCK2EN、セレクト信号S1
及びS2、並びにアップダウン信号UDその他がある。
Reference numeral 34 denotes a frequency dividing circuit for dividing the frequency of the clock signal CK3 sent from the CR oscillation circuit 33 to generate a plurality of frequency dividing signals having different frequency dividing ratios. A timing generator 35 generates a plurality of timing signals by supplying the plurality of frequency-divided signals. The timing signals include enable signals CK1EN and CK2EN for controlling the oscillation of CR oscillation circuits 31 and 32, and select signal S1.
And S2, and an up-down signal UD and others.

【0017】36はセレクト信号S1及びS2に応じ
て、各CR発振回路31、32又は33からのクロック
信号CK1、CK2又はCK3のうち1つの発振信号を
選択して出力するセレクタ回路である。例えば、セレク
ト信号S1,S2が“0,1”のときはクロック信号C
K1を選択し、“1,0”のときはクロック信号CK2
を選択し、“1,1”のときはクロック信号CK3を選
択し、“0,0”のときはいずれの発振信号も選択せず
その出力はプルダウン抵抗等によりグランドに接続され
てローレベルとなっている。
Reference numeral 36 denotes a selector circuit for selecting and outputting one of the clock signals CK1, CK2, or CK3 from each of the CR oscillation circuits 31, 32, or 33 according to the select signals S1 and S2. For example, when the select signals S1 and S2 are "0, 1", the clock signal C
K1 is selected, and when "1, 0", the clock signal CK2
When "1, 1", the clock signal CK3 is selected. When "0, 0", no oscillation signal is selected, and its output is connected to the ground by a pull-down resistor or the like, and the low level is selected. Has become.

【0018】37は、アップダウン信号UDに応じて、
このセレクタ回路36から得られるパルス信号(以下
「クロック信号CKIN」という)をカウントするアッ
プダウンカウンタである。このアップダウンカウンタ3
7は、アップダウン信号UDがローレベルのときはクロ
ック信号CKINをアップカウントし、アップダウン信
号UDがハイレベルのときはクロック信号CKINをダ
ウンカウントする。また、ダウンカウントしてカウント
値が“0”になると、ローレベルのボロー信号BOを出
力して、タイミングジェネレータ35に供給するととも
に、このボロー信号BOをラッチした信号(以下、説明
を簡便にするためこの信号も「ボロー信号BO」とす
る)を、発振を制御するイネーブル信号CK3ENとし
てCR発振回路33に供給する。
37 is based on the up / down signal UD,
This is an up / down counter that counts a pulse signal (hereinafter, referred to as “clock signal CKIN”) obtained from the selector circuit 36. This up-down counter 3
7 counts up the clock signal CKIN when the up / down signal UD is at a low level, and counts down the clock signal CKIN when the up / down signal UD is at a high level. When the count value becomes "0" after the down-counting, a low-level borrow signal BO is output and supplied to the timing generator 35, and a signal obtained by latching this borrow signal BO (hereinafter, the description will be simplified). Therefore, this signal is also referred to as a “borrow signal BO”) to the CR oscillation circuit 33 as an enable signal CK3EN for controlling oscillation.

【0019】38はゲート回路であり、アップダウンカ
ウンタ37に入力されるクロック信号CKINを、タイ
ミングジェネレータ35からのイネーブル信号OENが
アクティブとなるとき出力する。39は出力端子であ
り、ゲート回路38から得られるクロック信号CKIN
を出力パルス信号Pout として次段の回路(図示せず)
に供給する。
A gate circuit 38 outputs a clock signal CKIN input to the up / down counter 37 when the enable signal OEN from the timing generator 35 becomes active. An output terminal 39 is a clock signal CKIN obtained from the gate circuit 38.
At the next stage as an output pulse signal Pout (not shown)
To supply.

【0020】なお、分周回路34及びアップダウンカウ
ンタ37を構成するフリップフロップ等(図示せず)
は、後述するパワーオンリセット信号XRSTによって
初期状態となる。従ってこの初期状態では、アップダウ
ンカウンタ37のカウント値は“0”になっていること
はもちろんである。
Note that a flip-flop or the like (not shown) constituting the frequency dividing circuit 34 and the up / down counter 37 is provided.
Are initialized by a power-on reset signal XRST described later. Therefore, in this initial state, the count value of the up / down counter 37 is of course "0".

【0021】次に、図1の構成の動作の概略について図
2を参照して説明する。図2(a)は回路部3に供給さ
れる電源VDDが供給されたときのタイミングチャート、
図2(b)はアップダウンカウンタ37のカウント動作
を示すタイミングチャートである。なおこの場合、外部
からの作用を油圧とする。
Next, an outline of the operation of the configuration of FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2A is a timing chart when the power supply VDD supplied to the circuit unit 3 is supplied,
FIG. 2B is a timing chart showing the counting operation of the up / down counter 37. In this case, the external action is hydraulic pressure.

【0022】いま、検出部1が偏倚状態になったとき
は、上記したように静電容量C1は静電容量C2よりも
小さくなるので、CR発振回路31からのクロック信号
CK1の周波数は、CR発振回路32からのクロック信
号CK2の周波数よりも高い周波数となる。従って、図
2(a)に示すように、クロック信号CK1のパルス信
号を一定時間(これについては後述する)にアップカウ
ントしたカウント値N1は、同じ一定時間だけクロック
信号CK2のパルス信号をダウンカウントしたカウント
値N2よりも大となる。すなわち、ダウンカウントした
後のアップダウンカウンタ37の残りの値Ndは、Nd
=N1−N2となり、これをクロック信号CK3のパル
ス信号をボロー信号BOがローレベルとなるまでダウン
カウントすることにより、出力端子からNd個の出力パ
ルス信号を、油圧の大きさとして送出することができ
る。
Now, when the detecting section 1 is in the bias state, the capacitance C1 becomes smaller than the capacitance C2 as described above, so that the frequency of the clock signal CK1 from the CR oscillation circuit 31 becomes CR The frequency becomes higher than the frequency of the clock signal CK2 from the oscillation circuit 32. Therefore, as shown in FIG. 2A, the count value N1 obtained by up-counting the pulse signal of the clock signal CK1 for a certain period of time (which will be described later) reduces the pulse signal of the clock signal CK2 by the same predetermined period. It becomes larger than the counted value N2. That is, the remaining value Nd of the up-down counter 37 after the down-count is Nd
= N1−N2, and the pulse signal of the clock signal CK3 is counted down until the borrow signal BO becomes low level, so that Nd output pulse signals can be transmitted from the output terminal as the magnitude of the hydraulic pressure. it can.

【0023】なお、図2(a)に示すように、カウント
動作を行っている期間はいずれかのCR発振回路が発振
している発振モードであり、カウント動作を行わない期
間は発振停止モード(以下「スリープモード」という)
である。さらに、発振モードであってもCR発振回路3
3以外のCR発振回路のうちカウント動作に寄与しない
ものは発振停止状態となって、消費電力の節減を行って
いる。
As shown in FIG. 2A, the period in which the counting operation is performed is an oscillation mode in which one of the CR oscillation circuits is oscillating, and the period in which the counting operation is not performed is in the oscillation stop mode ( (Hereinafter referred to as “sleep mode”)
It is. Furthermore, even in the oscillation mode, the CR oscillation circuit 3
Among the CR oscillation circuits other than 3, those that do not contribute to the counting operation are in the oscillation stop state, thereby saving power consumption.

【0024】すなわち、CR発振回路31及びCR発振
回路32は、検出部1の静電容量に応じて検出周波数信
号(クロック信号CK1,CK2)を生成する第1の発
振回路としての手段を構成し、CR発振回路33は基準
部2の静電容量に応じて基準周波数信号(クロック信号
CK3)を生成する第2の発振回路を構成する。さら
に、分周回路34、タイミングジェネレータ35、セレ
クタ回路36及びアップダウンカウンタ37により、基
準周波数信号の所定の周期内の検出周波数信号の周期の
数を測定して測定信号を生成する測定部を構成する。
That is, the CR oscillating circuit 31 and the CR oscillating circuit 32 constitute means as a first oscillating circuit for generating a detection frequency signal (clock signals CK1, CK2) in accordance with the capacitance of the detection unit 1. , CR oscillating circuit 33 constitutes a second oscillating circuit for generating a reference frequency signal (clock signal CK3) according to the capacitance of reference unit 2. Further, a measuring unit that generates the measurement signal by measuring the number of periods of the detected frequency signal within a predetermined period of the reference frequency signal by the frequency dividing circuit 34, the timing generator 35, the selector circuit 36, and the up / down counter 37 is configured. I do.

【0025】次に、図3を参照して図1の構成の詳細な
動作について説明する。図3は回路部3の内部の信号波
形のタイミングチャートを示す図であり、それぞれの信
号波形を回路3における信号の符号と同一の符号で表し
ている。
Next, a detailed operation of the configuration of FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing a timing chart of signal waveforms inside the circuit section 3, and each signal waveform is represented by the same reference numeral as a signal in the circuit 3.

【0026】図3において、パワーオンリセット信号X
RST(図3(a))がハイレベルになると、ボロー信
号BOがハイレベルとなるので、CR発振回路33が発
振を開始し、クロック信号CK3が分周回路34に供給
される。この分周回路34で生成された分周信号によ
り、図3(b)に示すクロック信号CK3の2個目のパ
ルス信号の立ち下がりでハイレベルとなったイネーブル
信号CK1ENが、タイミングジェネレータ35からC
R発振回路31に供給される。同時に、アップダウン信
号UDがローレベルとなり、アップダウンカウンタ37
がアップカウントが可能な状態となる。
In FIG. 3, a power-on reset signal X
When RST (FIG. 3A) goes high, the borrow signal BO goes high, so that the CR oscillation circuit 33 starts oscillating, and the clock signal CK3 is supplied to the frequency dividing circuit 34. By the frequency-divided signal generated by the frequency-divider circuit 34, the enable signal CK1EN which has become high level at the falling edge of the second pulse signal of the clock signal CK3 shown in FIG.
It is supplied to the R oscillation circuit 31. At the same time, the up / down signal UD goes low, and the up / down counter 37
Becomes a state where up-counting is possible.

【0027】そしてクロック信号CK3の4個目のパル
ス信号の立ち下がりで、セレクト回路36に供給される
セレクト信号S1,S2が“0,1”となり、クロック
信号CK1がクロック信号CKINとしてアップダウン
カウンタ37に供給されて、アップカウントが開始され
る。その後、クロック信号CK3の511個目のパルス
信号の立ち下がりで、イネーブル信号CK1ENがロー
レベルとなりCR発振回路31の発振が停止する。すな
わち、クロック信号CK3のパルスが508個入力され
る期間、クロック信号CK1をアップカウントすること
になる。この場合、アップカウントが終了したときのア
ップダウンカウンタ37のカウント値はN1である。さ
らに、この発振停止と同時にアップダウン信号UDがハ
イレベルとなり、アップダウンカウンタ37がダウンカ
ウント可能状態となる。
At the falling edge of the fourth pulse signal of the clock signal CK3, the select signals S1 and S2 supplied to the select circuit 36 become "0, 1", and the clock signal CK1 becomes the clock signal CKIN as an up / down counter. 37 and the up-counting is started. Thereafter, at the falling edge of the 511th pulse signal of the clock signal CK3, the enable signal CK1EN becomes low level, and the oscillation of the CR oscillation circuit 31 stops. That is, the clock signal CK1 is counted up during the period when 508 pulses of the clock signal CK3 are input. In this case, the count value of the up-down counter 37 when the up-count is completed is N1. Further, the up-down signal UD becomes high level simultaneously with the stop of the oscillation, and the up-down counter 37 enters a down-countable state.

【0028】その後、クロック信号CK3の513個目
のパルス信号の立ち下がりでハイレベルとなったイネー
ブル信号CK2ENが、タイミングジェネレータ35か
らCR発振回路32に供給される。そしてクロック信号
CK3の515個目のパルス信号の立ち下がりで、セレ
クト回路36に供給されるセレクト信号S1,S2が
“1,0”となり、クロック信号CK2がクロック信号
CKINとしてアップダウンカウンタ37に供給され
て、ダウンカウントが開始される。その後、クロック信
号CK3の1022個目のパルス信号の立ち下がりで、
イネーブル信号CK2ENがローレベルとなりCR発振
回路32の発振が停止する。従って、クロック信号CK
3のパルスが、アップカウントの場合と同様に508個
入力される期間、クロック信号CK2をダウンカウント
することになる。すなわち、アップダウンカウンタ37
のカウント値N1をダウンカウントごとに減算すること
になる。この場合、ダウンカウントが終了したときのダ
ウンカウントした総数はN2である。従って、アップダ
ウンカウンタ37に残っているカウント値Ndは、Nd
=N1−N2となる。
After that, the enable signal CK2EN which has become high level at the falling edge of the 513th pulse signal of the clock signal CK3 is supplied from the timing generator 35 to the CR oscillation circuit 32. Then, at the falling edge of the 515th pulse signal of the clock signal CK3, the select signals S1 and S2 supplied to the select circuit 36 become “1, 0”, and the clock signal CK2 is supplied to the up / down counter 37 as the clock signal CKIN. Then, the down count is started. Then, at the fall of the 1022 pulse signal of the clock signal CK3,
The enable signal CK2EN becomes low level, and the oscillation of the CR oscillation circuit 32 stops. Therefore, the clock signal CK
The clock signal CK2 is counted down while 508 pulses of 3 are input as in the case of counting up. That is, the up-down counter 37
Is decremented every down count. In this case, the total number counted down when the down count ends is N2. Therefore, the count value Nd remaining in the up-down counter 37 is Nd
= N1-N2.

【0029】その後、クロック信号CK3の1024個
目のパルス信号の立ち下がりで、セレクト回路36に供
給されるセレクト信号S1,S2が“1,1”となり、
クロック信号CK3がクロック信号CKINとしてアッ
プダウンカウンタ37に供給されて、ダウンカウントが
開始される。またセレクト信号S1,S2が“1,1”
となると同時に、タイミングジェネレータ35からゲー
ト回路38に供給されるイネーブル信号OENがアクテ
ィブとなり、クロック信号CK3が出力パルス信号Pou
t として出力端子39から送出される。
Thereafter, at the falling edge of the 1024th pulse signal of the clock signal CK3, the select signals S1 and S2 supplied to the select circuit 36 become "1, 1".
The clock signal CK3 is supplied to the up-down counter 37 as the clock signal CKIN, and the down-counting is started. When the select signals S1 and S2 are "1,1"
At the same time, the enable signal OEN supplied from the timing generator 35 to the gate circuit 38 becomes active, and the clock signal CK3 becomes the output pulse signal Pou.
It is transmitted from the output terminal 39 as t.

【0030】クロック信号CK3のダウンカウントは、
アップダウンカウンタ37に残っているカウント値Nd
が“0”になるまで行われる。これは、アップダウンカ
ウンタ37のカウント値が“0”になると、ボロー信号
BOがローレベルとなるので、CR発振回路33の発振
が停止するからである。
The down count of the clock signal CK3 is
The count value Nd remaining in the up / down counter 37
Until it becomes "0". This is because when the count value of the up / down counter 37 becomes "0", the borrow signal BO becomes low level, and the oscillation of the CR oscillation circuit 33 stops.

【0031】従って、カウント値Ndは検出部1の静電
容量C1及びC2の差、すなわち油圧の大きさにより発
生するので、Nd個の出力パルス信号を図示せぬマイク
ロコンピュータ等に供給することにより、油圧の大きさ
を検出することができるのである。
Therefore, since the count value Nd is generated by the difference between the capacitances C1 and C2 of the detection unit 1, that is, the magnitude of the oil pressure, by supplying Nd output pulse signals to a microcomputer (not shown) or the like. Therefore, the magnitude of the hydraulic pressure can be detected.

【0032】本実施例においては、検出部1と基準部2
とを同一の環境下に設けたので、この環境の変化、この
場合には例えば検出する油圧の油の化学成分の変化によ
り、検出部1のコンデンサ1a及び1bの誘電率が変化
した場合等でも、検出誤差を極力小さくすることが可能
である。
In this embodiment, the detecting unit 1 and the reference unit 2
Are provided in the same environment. Therefore, even when the dielectric constant of the capacitors 1a and 1b of the detection unit 1 changes due to a change in this environment, for example, a change in the chemical composition of the hydraulic oil to be detected. , It is possible to minimize the detection error.

【0033】いま、誘電率の変化に伴い検出部1のコン
デンサ1a及び1bの静電容量C1及びC2が30%増
加したとする。この場合には、クロック信号CK1及び
CK2のパルス信号の周波数が低下するので、アップダ
ウンカウンタ37が一定時間内にカウントするパルスの
個数が30%減少することになる。しかしこの場合に
は、基準部2のコンデンサ2aの静電容量Crも同じく
30%増加することになり、クロック信号CK3のパル
ス信号の周波数が低下するので、クロック信号CK3の
パルス信号を508個入力される期間も30%長くな
り、誘電率の変化に伴う検出誤差をキャンセルすること
ができる。
Now, it is assumed that the capacitances C1 and C2 of the capacitors 1a and 1b of the detection unit 1 increase by 30% with the change in the dielectric constant. In this case, since the frequency of the pulse signals of the clock signals CK1 and CK2 decreases, the number of pulses counted by the up / down counter 37 within a predetermined time decreases by 30%. However, in this case, the capacitance Cr of the capacitor 2a of the reference unit 2 also increases by 30%, and the frequency of the pulse signal of the clock signal CK3 decreases, so that 508 pulse signals of the clock signal CK3 are input. The period for which the detection is performed becomes longer by 30%, and the detection error accompanying the change in the dielectric constant can be canceled.

【0034】また、静電容量の変化をアナログ信号に変
換せずに、直接パルス信号(デジタル信号)に変換する
ので、アナログ信号を増幅する増幅器、およびアナログ
信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータを使用
する必要がない。従って回路構成が簡単になりローコス
トで実現することができる。その上、温度ドリフト、湿
度ドリフト及び電源電圧の変動等の影響で検出誤差が生
じるのを回避することができる。
Further, since the change in the capacitance is directly converted into a pulse signal (digital signal) without being converted into an analog signal, an amplifier for amplifying the analog signal and an A / D for converting the analog signal into a digital signal. There is no need to use a converter. Therefore, the circuit configuration is simplified, and it can be realized at low cost. In addition, it is possible to avoid the occurrence of a detection error due to the influence of temperature drift, humidity drift, power supply voltage fluctuation, and the like.

【0035】さらに、回路部3をゲートアレイのICで
構成することにより、ICの素材であるシリコンの微少
なエリアで回路部3を実現することができるので、各C
R発振回路31、32及び33の発振回路を形成するゲ
ートのスレッショルドレベルを均一にすることが可能と
なり、発振周波数等の発振条件を同一にすることができ
る。
Further, by configuring the circuit section 3 with an IC of a gate array, the circuit section 3 can be realized in a small area of silicon which is a material of the IC.
The threshold levels of the gates forming the oscillation circuits of the R oscillation circuits 31, 32 and 33 can be made uniform, and the oscillation conditions such as the oscillation frequency can be made the same.

【0036】また、発振周波数を調整する手段を設ける
ことにより、検出精度を極めて高くすることができる。
図4に発振周波数を調整する手段を設けた回路構成を示
す。図4において、抵抗R1及びR4、抵抗R2、R5
及び半固定可変抵抗(以下「トリマ」という)TM1並
びに抵抗R3、R6及びトリマTM1は、それぞれ検出
部1のコンデンサ1a及び1b並びに基準部2のコンデ
ンサ2aと協働して発振周波数を決定する定数である。
ゲートアレイ3をテストモードにすると、例えばパワー
オンリセット端子40にリセット信号を与えることによ
り、出力端子39からクロック信号CK1、CK2及び
CK3が単独に、あるいは一定時間ごとに切り替わって
送出される。従って、出力されるクロック信号CK2及
びCK3の周波数が、クロック信号CK1の周波数と同
一となるようにトリマTM1及びTM2を手動で、ある
いは調整手段により自動的に調整することができる。
Further, by providing a means for adjusting the oscillation frequency, the detection accuracy can be extremely increased.
FIG. 4 shows a circuit configuration provided with a means for adjusting the oscillation frequency. In FIG. 4, resistors R1 and R4, resistors R2 and R5
And a semi-fixed variable resistor (hereinafter referred to as "trimmer") TM1 and resistors R3, R6 and trimmer TM1 are constants that determine the oscillation frequency in cooperation with capacitors 1a and 1b of detection unit 1 and capacitor 2a of reference unit 2, respectively. It is.
When the gate array 3 is set to the test mode, for example, by providing a reset signal to the power-on reset terminal 40, the clock signals CK1, CK2, and CK3 are transmitted from the output terminal 39 individually or switched at regular intervals. Therefore, the trimmers TM1 and TM2 can be adjusted manually or automatically by the adjusting means so that the frequency of the output clock signals CK2 and CK3 becomes the same as the frequency of the clock signal CK1.

【0037】図5は図1におけるCR発振回路31、3
2及び33、並びに検出部1及びリファレンス部2の具
体的な回路であって、CMOSゲートアレイ化した静電
容量検出回路に適用したものである。
FIG. 5 shows the CR oscillation circuits 31, 3 in FIG.
2 and 33, and specific circuits of the detection unit 1 and the reference unit 2, which are applied to a capacitance detection circuit formed as a CMOS gate array.

【0038】図5において、まず、ゲートアレイに外付
けする構成要素について説明する。C1及びC2は可変
コンデンサ、Crは固定コンデンサであり、外部からの
圧力を検出する検出部を構成する。コンデンサC1及び
C2は、2つの固定電極とこの2つの固定電極間に設け
られた可動電極で構成されている。
Referring to FIG. 5, first, components external to the gate array will be described. C1 and C2 are variable capacitors, and Cr is a fixed capacitor, and constitutes a detecting unit for detecting an external pressure. The capacitors C1 and C2 are composed of two fixed electrodes and a movable electrode provided between the two fixed electrodes.

【0039】一方、コンデンサCrは基準部(リファレ
ンス部)であり、2つの固定電極で構成されている。従
って、この2つの固定電極で形成されるコンデンサCr
の静電容量の値は外部からの作用によっては変化しな
い。なお、コンデンサC1、C2、Crは、周囲の環境
によって誘電率等が変化したときには、それぞれの静電
容量も変化することになる。
On the other hand, the capacitor Cr is a reference part (reference part) and is composed of two fixed electrodes. Therefore, the capacitor Cr formed by these two fixed electrodes
Does not change due to an external action. When the dielectric constant and the like of the capacitors C1, C2, and Cr change depending on the surrounding environment, the respective capacitances also change.

【0040】R1、R2は及びR3は外付けの固定抵抗
であり、それぞれコンデンサC1、C2及びCrととも
に、発振周波数を決定する時定数を定める。なお、コン
デンサC1及びC2を構成する固定電極はリード線等で
ゲートアレイの端子に接続され、可動電極は抵抗R1及
びR2の一方の端とともに検出部のコモン側としてゲー
トアレイの端子に接続されている。また、基準部のコン
デンサCrの2つの固定電極はゲートアレイの端子にそ
れぞれ接続され、抵抗R3はその一方の端が単独でゲー
トアレイの端子に、他方がコンデンサCrの一方の固定
電極に接続されている。
R1, R2 and R3 are external fixed resistors, and together with the capacitors C1, C2 and Cr, respectively, determine a time constant for determining the oscillation frequency. The fixed electrodes forming the capacitors C1 and C2 are connected to the terminals of the gate array by lead wires or the like, and the movable electrode is connected to one end of the resistors R1 and R2 to the terminal of the gate array as the common side of the detection unit. I have. The two fixed electrodes of the reference capacitor Cr are connected to the terminals of the gate array, respectively, and one end of the resistor R3 is independently connected to the terminal of the gate array, and the other is connected to one fixed electrode of the capacitor Cr. ing.

【0041】次に、ゲートアレイの内部回路について説
明する。図5において、4aないし4dはインバータ回
路、6aないし6hは2入力NAND回路、7a及び7
bは2入力NOR回路、8aないし8gはクロックドゲ
ート回路である。なおこの場合、各ゲートのトランジス
タ容量及び構成を同一にすることが望ましい。
Next, the internal circuit of the gate array will be described. In FIG. 5, 4a to 4d are inverter circuits, 6a to 6h are 2-input NAND circuits, 7a and 7
b is a two-input NOR circuit, and 8a to 8g are clocked gate circuits. In this case, it is desirable that the transistor capacity and the configuration of each gate be the same.

【0042】図6はCMOS半導体素子で構成されるク
ロックドゲート回路を示す図であり、図6(a)はその
内部回路を、図6(b)はその等価回路を示す。図6
(a)において、クロック信号φがハイレベルの場合に
はインバータ動作となり、その出力信号Yは入力信号A
の反転した信号となる。一方、クロック信号φがローレ
ベルの場合には出力はハイインピーダンスとなり、入力
と出力とは遮断状態となる。図6(a)において、クロ
ック信号φを反転するインバータ81は2つのCMOS
トランジスタで形成される。従って、クロックドゲート
回路は6個のCMOSトランジスタで形成することがで
き、非常に簡単な構成となるので、ゲートアレイ化が容
易で安価に実現することができる。また、製造上のばら
つきがアナログスイッチより少なく量産性が良い。さら
に、インバータ状態とハイインピーダンス状態との状態
反転が早く、高速のクロック信号φで駆動することがで
きる。
FIG. 6 is a diagram showing a clocked gate circuit composed of a CMOS semiconductor device. FIG. 6A shows an internal circuit thereof, and FIG. 6B shows an equivalent circuit thereof. FIG.
In (a), when the clock signal φ is at a high level, an inverter operation is performed, and the output signal Y is the input signal A.
Is the inverted signal of. On the other hand, when the clock signal φ is at the low level, the output becomes high impedance, and the input and output are cut off. In FIG. 6A, an inverter 81 for inverting a clock signal φ has two CMOSs.
It is formed of a transistor. Therefore, the clocked gate circuit can be formed by six CMOS transistors, and has a very simple configuration. Therefore, the gate array can be easily formed at a low cost. In addition, the variation in manufacturing is smaller than that of the analog switch, and the mass productivity is good. Further, the state is quickly inverted between the inverter state and the high impedance state, and driving can be performed with a high-speed clock signal φ.

【0043】NAND回路6a及び6b、クロックドゲ
ート回路8a及び8b、インバータ回路4aは第1発振
部を構成し、コンデンサC1及び抵抗R1で決定される
時定数に応じて周波数f1の発振信号を発生する。同様
に、NAND回路6a及び6c、クロックドゲート回路
8c及び8d、インバータ回路4bは第2発振部を構成
し、コンデンサC2及び抵抗R2で決定される時定数に
応じて周波数f2の発振信号を発生する。また、NAN
D回路6d及び6e、クロックドゲート回路8e、8g
及び8f、インバータ回路4cは第3発振部を構成し、
コンデンサCr及び抵抗R3で決定される時定数に応じ
て固定の周波数f3の基準発振信号を発生する。
The NAND circuits 6a and 6b, the clocked gate circuits 8a and 8b, and the inverter circuit 4a constitute a first oscillating unit, and generate an oscillating signal of a frequency f1 according to a time constant determined by the capacitor C1 and the resistor R1. I do. Similarly, the NAND circuits 6a and 6c, the clocked gate circuits 8c and 8d, and the inverter circuit 4b constitute a second oscillating unit, and generate an oscillating signal of a frequency f2 according to a time constant determined by the capacitor C2 and the resistor R2. I do. Also, NAN
D circuits 6d and 6e, clocked gate circuits 8e and 8g
And 8f, the inverter circuit 4c constitutes a third oscillation unit,
A reference oscillation signal having a fixed frequency f3 is generated according to a time constant determined by the capacitor Cr and the resistor R3.

【0044】なお、第3発振部のクロックドゲート回路
6e、6f及び6gのクロック信号入力端子は電源にプ
ルアップされているので、常時インバータ回路を構成し
ている。にもかかわらずクロックドゲート回路を使用し
てるのは、NAND回路6dの負荷容量を第1発振部及
び第2発振部におけるNAND回路6aの負荷容量と等
しくして、各発振部の特性の同一化を図るためである。
また、第1及び第2発振部において、初段のNAND回
路6aを共用しているのも同様の理由による。
Since the clock signal input terminals of the clocked gate circuits 6e, 6f and 6g of the third oscillating section are pulled up to the power supply, they always constitute an inverter circuit. Nevertheless, the clocked gate circuit is used because the load capacity of the NAND circuit 6d is made equal to the load capacity of the NAND circuit 6a in the first and second oscillating sections, and the characteristics of the respective oscillating sections are identical. This is for the purpose of conversion.
Further, the first and second oscillating sections share the first stage NAND circuit 6a for the same reason.

【0045】また、第1の発振部及び第2の発振部の初
段NANDゲートを共用とすることにより、各発振回路
の入力寄生容量を同一とすることが可能となり発振の誤
差を少なくする効果がある。
Further, by sharing the first stage NAND gates of the first and second oscillating units, the input parasitic capacitance of each oscillating circuit can be made the same, and the effect of reducing oscillation errors can be obtained. is there.

【0046】一方、NAND回路6f、6g及び6h、
インバータ回路4d並びにNOR回路7a及び7bのゲ
ート回路は、ゲートアレイ内のタイミングジェネレータ
(図示せず)からの制御信号であるパルス信号E0、E
1、E2及びE3をこの発振回路の制御端子に受けて、
第1、第2及び第3発振部の発振動作等の条件を定める
パルス信号E4ないしE8を生成する。なお、これらの
パルス信号の基準となる信号は、第3発振部から発生さ
れる周波数f3の基準発振信号である。
On the other hand, NAND circuits 6f, 6g and 6h,
The gate circuits of the inverter circuit 4d and the NOR circuits 7a and 7b are provided with pulse signals E0 and E which are control signals from a timing generator (not shown) in the gate array.
1, E2 and E3 are received by the control terminal of this oscillation circuit,
The pulse signals E4 to E8 that determine conditions such as the oscillating operation of the first, second, and third oscillating units are generated. The signal serving as a reference for these pulse signals is a reference oscillation signal of frequency f3 generated from the third oscillation unit.

【0047】次に、図5の発振回路の動作について説明
する。図7はパルス信号E0〜E8のタイミングチャー
トである。また、表1はこの発振回路の制御端子に入力
されるパルス信号E0、E1、E2及びE3に対する発
振状態を示すものである。
Next, the operation of the oscillation circuit of FIG. 5 will be described. FIG. 7 is a timing chart of the pulse signals E0 to E8. Table 1 shows the oscillating state of the pulse signals E0, E1, E2, and E3 input to the control terminal of the oscillation circuit.

【0048】[0048]

【表1】 パルス信号E0がL(ローレベル)の場合は、NAND
回路6a及びNAND回路6dがノンアクティブとな
り、他のパルス信号の状態にかかわらず全ての発振が停
止する。(図7のT6の期間)
[Table 1] When the pulse signal E0 is L (low level), the NAND
The circuit 6a and the NAND circuit 6d become non-active, and all oscillations stop regardless of the state of other pulse signals. (Period of T6 in FIG. 7)

【0049】パルス信号E0がH(ハイレベル)の場合
には、NAND回路6dがアクティブとなるので第3発
振部は発振状態となり、周波数f3の基準発振信号が発
生される。(図7のT1〜T5の期間)
When the pulse signal E0 is at H (high level), the NAND circuit 6d is active, so that the third oscillating unit is in an oscillating state, and a reference oscillation signal having a frequency f3 is generated. (Period of T1 to T5 in FIG. 7)

【0050】パルス信号E0がHの場合で、かつ、パル
ス信号E1がH、E2がL、E3がHの場合には、クロ
ックドゲート回路8a及び8bのクロック信号φである
パルス信号E5及びE7がともにHとなる。すなわち図
7のT2の期間には、第1発振部が発振状態となる。こ
の期間において、クロックドゲート回路8c及び8dは
クロック信号φであるパルス信号E6及びE8がともに
Lとなるので遮断状態となり、第2発振部は発振停止状
態となる。
When the pulse signal E0 is H, and the pulse signal E1 is H, E2 is L, and E3 is H, the pulse signals E5 and E7 which are the clock signals φ of the clocked gate circuits 8a and 8b. Are both H. That is, during the period T2 in FIG. 7, the first oscillation unit is in the oscillation state. During this period, the clocked gate circuits 8c and 8d are cut off because the pulse signals E6 and E8, which are the clock signal φ, are both at L level, and the second oscillation unit is in the oscillation stop state.

【0051】また、パルス信号E0がHの場合で、か
つ、パルス信号E1がH、E2がH、E3がLの場合に
は、クロックドゲート回路8c及び8dのクロック信号
φであるパルス信号E6及びE8がともにHとなる。す
なわち図7のT4の期間には、第2発振部が発振状態と
なる。この期間において、クロックドゲート回路8a及
び8bはクロック信号φであるパルス信号E5及びE7
がともにLとなるので遮断状態となり、第1発振部は発
振停止状態となる。
When the pulse signal E0 is H, the pulse signal E1 is H, E2 is H, and E3 is L, the pulse signal E6 which is the clock signal φ of the clocked gate circuits 8c and 8d. And E8 both become H. That is, during the period T4 in FIG. 7, the second oscillation unit is in the oscillation state. During this period, the clocked gate circuits 8a and 8b output the pulse signals E5 and E7 as the clock signal φ.
Are both L, so that the first oscillating unit is in the oscillation stopped state.

【0052】パルス信号E0がHの場合で、かつ、パル
ス信号E1がLの場合には、クロックドゲート回路8a
及び8cはクロック信号φであるE5及びE6がともに
Hとなるのでアクティブとなる。また、クロックドゲー
ト回路8b及び8dはクロック信号φであるE7及びE
8がともにLとなるので遮断状態となる。かかる条件の
場合、すなわち図7においてT1、T3及びT5の期間
には、コンデンサC1及びC2を接続している共通端子
は、クロックドゲート回路8b及び8dが遮断状態であ
るため、開放状態となる。また、コンデンサC1及びC
2のもう片方のそれぞれの端子は同電位となる。従っ
て、一方の発振部から他方の発振部に発振状態を切り換
える際に、図7のT1、T3又はT5の期間を設けるこ
とによりコンデンサC1及びC2に残存する電荷量を均
一にすることにより、発振動作の開始時間のばらつきを
なくすことが可能となる。
When the pulse signal E0 is H and the pulse signal E1 is L, the clocked gate circuit 8a
And 8c become active because both E5 and E6, which are the clock signals φ, become H level. In addition, the clocked gate circuits 8b and 8d output the clock signals φ, E7 and E, respectively.
8 are both L, so that the state is cut off. Under such conditions, that is, during the periods T1, T3 and T5 in FIG. 7, the common terminal connecting the capacitors C1 and C2 is open because the clocked gate circuits 8b and 8d are in the cut-off state. . The capacitors C1 and C
The other terminals of 2 have the same potential. Therefore, when the oscillation state is switched from one oscillation section to the other oscillation section, the period of T1, T3 or T5 in FIG. 7 is provided to equalize the amount of electric charge remaining in the capacitors C1 and C2, thereby achieving oscillation. It is possible to eliminate variations in the operation start time.

【0053】また、図7には示してないが、図5におい
て、パルス信号E0、E1、E2及びE3がHの場合、
パルス信号E4がHになり、それにつながるNAND回
路6aがアクティブであるにもかかわらず、クロックド
ゲート回路8a、8b、8c及び8dが遮断状態になり
前記NAND回路6aのもう片方の入力が開放状態にな
るため、この状態にならないように注意が必要である。
Although not shown in FIG. 7, in FIG. 5, when the pulse signals E0, E1, E2 and E3 are H,
Although the pulse signal E4 becomes H and the NAND circuit 6a connected thereto is active, the clocked gate circuits 8a, 8b, 8c and 8d are turned off, and the other input of the NAND circuit 6a is opened. Care must be taken to avoid this situation.

【0054】図8は図5のCR発振回路とは別の実施例
のCR発振回路の回路図である。この図8の回路の特徴
は、図5に示す発振回路で第1発振部及び第2発振部
に、発振周波数を決定する外付けの抵抗R1及びR2が
それぞれ接続されていたのを、一つの抵抗を共用して使
用する点にある。かかる構成により、2つの抵抗のばら
つきによる第1発振部及び第2発振部の発振周波数の誤
差をさらに低減することができる。
FIG. 8 is a circuit diagram of a CR oscillation circuit of another embodiment different from the CR oscillation circuit of FIG. The feature of the circuit of FIG. 8 is that the external resistors R1 and R2 that determine the oscillation frequency are connected to the first oscillation unit and the second oscillation unit in the oscillation circuit shown in FIG. The point is that the resistor is used in common. With this configuration, it is possible to further reduce the error in the oscillation frequency of the first oscillation unit and the second oscillation unit due to the variation in the two resistances.

【0055】なお、他の構成並びに図7のタイミングチ
ャート及び表1については図5に示す発振回路の実施例
の構成と同一であるので、その説明は省略する。このよ
うに、クロック信号によってインバータ又はハイインピ
ーダンス出力状態となるクロックドゲート回路を含む2
つの発振部を備え、それぞれ静電容量及び抵抗値に応じ
て決定される周波数の発振信号を発生する場合に、各発
振部はそれぞれに与えられるクロック信号に応じて発振
動作を停止又は開始するので、高精度の電源を必要とせ
ず、外部環境の変化に対しても変動が少なく、かつ、安
価な発振回路を実現できる。
The remaining configuration, the timing chart of FIG. 7, and Table 1 are the same as those of the embodiment of the oscillation circuit shown in FIG. 5, and the description thereof will be omitted. As described above, the 2 including the clocked gate circuit which is brought into the inverter or high impedance output state by the clock signal.
Since each oscillating unit is provided with two oscillating units and generates an oscillating signal of a frequency determined according to the capacitance and resistance value, each oscillating unit stops or starts the oscillating operation according to the clock signal given to each. In addition, it is possible to realize an inexpensive oscillation circuit which does not require a high-precision power supply, has little variation with respect to changes in the external environment, and has a small variation.

【0056】また、それぞれ静電容量及び抵抗値に応じ
て決定される周波数の発振信号を発生する発振部と、ク
ロック信号に応じて静電容量に係るコンデンサの電荷量
を均一化する回路とを有することにより、発振動作を開
始する前にコンデンサに残存する電荷量を均一化するこ
とができるので、一方の発振部から他方の発振部に切り
換える際に、発振動作が迅速に安定するため、静電容量
の検出を高速に行うことが可能となる。
Further, an oscillating section for generating an oscillation signal having a frequency determined according to the capacitance and the resistance value, and a circuit for equalizing the charge of the capacitor related to the capacitance according to the clock signal are provided. With this configuration, the amount of charge remaining in the capacitor can be made uniform before starting the oscillating operation. Therefore, when switching from one oscillating unit to the other oscillating unit, the oscillating operation is quickly stabilized, and Capacitance detection can be performed at high speed.

【0057】なお、図5及び図8の発振回路において
は、静電容量検出回路に適用した2つの発振部(基準発
振部である第3発振部を除く)の場合について記述した
が、これに限ることなく、2以上のn個のポイントの圧
力等を検出する場合には、n個の発振部を設け、各ポイ
ントの圧力等の検出を順次行うときは、当該検出に係る
発振部と基準発振部のみを高速で切り換えつつ発振させ
ることになる。従って、かかる静電容量検出回路に適用
するために、クロックドゲート回路を使用した本発明の
構成は、優れた効果を発揮することとなる。
In the oscillation circuits shown in FIGS. 5 and 8, two oscillators (excluding the third oscillation unit, which is a reference oscillation unit) applied to the capacitance detection circuit have been described. Without limitation, when detecting pressure or the like at two or more n points, n oscillating units are provided, and when detecting the pressure and the like at each point sequentially, the oscillating unit and the reference Only the oscillating unit is oscillated while switching at high speed. Therefore, the configuration of the present invention using the clocked gate circuit to apply to such an electrostatic capacitance detection circuit exhibits an excellent effect.

【0058】なお、発振回路を通常のMSIで構成する
場合、あるいはゲートアレイの消費電流に余裕がある場
合には、クロックドゲート回路でなくとも同様な発振回
路を構成することができる。
When the oscillation circuit is constituted by ordinary MSI, or when there is a margin in the current consumption of the gate array, a similar oscillation circuit can be constituted without using a clocked gate circuit.

【0059】図9はクロックドゲート回路の代わりに、
I/Oセルであるトライステートバッファを使用したC
R発振回路の回路図である。かかる構成により、クロッ
クドゲート回路の場合よりも消費電流は増加するもの
の、容易にゲートアレイ化が可能となるので、安価な発
振回路を実現することができる。図9において1は従来
例と同様、検出部である。他の構成並びに図7のタイミ
ングチャート及び表1については図5に示す発振回路の
構成と同一であるので、その説明は省略する。
FIG. 9 shows an alternative to the clocked gate circuit.
C using a tri-state buffer that is an I / O cell
FIG. 3 is a circuit diagram of an R oscillation circuit. With such a configuration, although current consumption is increased as compared with the case of a clocked gate circuit, a gate array can be easily formed, so that an inexpensive oscillation circuit can be realized. In FIG. 9, reference numeral 1 denotes a detection unit as in the conventional example. The other configuration, the timing chart of FIG. 7, and Table 1 are the same as the configuration of the oscillation circuit shown in FIG. 5, and the description thereof will be omitted.

【0060】図10は本発明の第2の実施例の構成を示
すブロック図である。図10において、図1に示す先の
実施例の構成と同じ構成は同一の符号で示しその説明は
省略する。この実施例の特徴は、回路部3のパルス出力
をパラレルにしたことにある。図5において、41は出
力ラッチ回路であり、アップダウンカウンタ37から順
次出力されるパルス信号のデータQ1,Q2,…,Qn
をラッチして、nビットのパラレルデータとして送出す
るラッチ回路である。42はこのパラレルデータを図示
せぬ次段に供給する並列出力端子である。43は計測終
了時にボロー信号を計測終了信号として送出する端子で
ある。
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention. 10, the same components as those of the previous embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The feature of this embodiment is that the pulse output of the circuit section 3 is made parallel. 5, reference numeral 41 denotes an output latch circuit, which is pulse signal data Q1, Q2,..., Qn sequentially output from the up / down counter 37.
Is latched and sent out as n-bit parallel data. Reference numeral 42 denotes a parallel output terminal for supplying the parallel data to a next stage (not shown). Reference numeral 43 denotes a terminal for sending a borrow signal as a measurement end signal at the end of measurement.

【0061】この実施例によれば、計測した計測データ
を高速で伝送することができるとともに、マイコンの複
数ビット構成のデータバスに直接接続することが可能と
なる。
According to this embodiment, measured data can be transmitted at a high speed, and can be directly connected to a data bus having a plurality of bits of a microcomputer.

【0062】図11は本発明の第3の実施例の構成を示
すブロック図である。図11において、図1に示す先の
実施例の構成と同じ構成は同一の符号で示しその説明は
省略する。この実施例の特徴は、検出部11が単一のコ
ンデンサ11aで構成されている点である。すなわち、
図には示してないが、この検出部11は1つの固定電極
及びプランジャーに直結した可動電極で形成され、油圧
に応じて可動電極が固定電極側に偏倚して静電容量C1
が変化(増加)する。
FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the third embodiment of the present invention. 11, the same components as those of the previous embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The feature of this embodiment is that the detection unit 11 is constituted by a single capacitor 11a. That is,
Although not shown in the figure, the detection unit 11 is formed of one fixed electrode and a movable electrode directly connected to the plunger, and the movable electrode is biased toward the fixed electrode in accordance with the oil pressure, and the capacitance C1 is changed.
Changes (increases).

【0063】従って、回路部13の内部構成において
も、検出部11に接続されるCR発振回路は単一の発振
回路(CR発振回路31)となり、セレクト回路136
も2つの入力を選択する回路となる。また、周波数を計
測する手段であるカウンタはダウンカウンタ137で構
成される。さらにこのダウンカウンタ137は、パワー
オンリセットで所定のプリセット値Npが設定される。
分周回路134及びタイミングジェネレータ135につ
いても図1の構成と若干異なるが、この点は下記の動作
説明において説明する。
Accordingly, also in the internal configuration of the circuit section 13, the CR oscillation circuit connected to the detection section 11 is a single oscillation circuit (CR oscillation circuit 31) and the select circuit 136
Is also a circuit for selecting two inputs. Further, a counter as a means for measuring the frequency is constituted by a down counter 137. Further, in the down counter 137, a predetermined preset value Np is set by a power-on reset.
The frequency divider 134 and the timing generator 135 are also slightly different from the configuration of FIG. 1, but this point will be described in the following description of the operation.

【0064】図11の構成において、検出部11に外部
からの作用として油圧がかかると、コンデンサ11aの
静電容量C1が増大する。この場合、クロック信号CK
3のパルス信号の所定数(この場合255個)の間に、
セレクト回路136からダウンカウンタ137に供給さ
れてダウンカウントされるクロック信号CK1のパルス
信号の数をN1とする。従って、ダウンカウントが完了
した後のダウンカウンタ137の残りのカウント値は、
Np−N1となる。なお、ダウンカウントの完了ととも
に、イネーブル信号CK1ENによりCR発振回路31
の発振が停止する。
In the configuration shown in FIG. 11, when hydraulic pressure is applied to the detecting section 11 as an external action, the capacitance C1 of the capacitor 11a increases. In this case, the clock signal CK
Between a predetermined number of pulse signals of 3 (255 in this case),
The number of pulse signals of the clock signal CK1 supplied from the select circuit 136 to the down counter 137 and counted down is defined as N1. Therefore, the remaining count value of the down counter 137 after the completion of the down count is:
Np-N1. When the down-counting is completed, the CR oscillation circuit 31 is enabled by the enable signal CK1EN.
Oscillation stops.

【0065】次に、クロック信号CK3がセレクト回路
136からダウンカウンタ137に供給されてダウンカ
ウントされ、ダウンカウンタ137のカウント値が
“0”になるとき、ボロー信号BOがCR発振回路33
に供給されてその発振が停止する。また、クロック信号
CK3のダウンカウントの開始とともに、タイミングジ
ェネレータ135からのイネーブル信号OENがアクテ
ィブとなり、ゲート回路38からダウンカウントの総
数、すなわち(Np−N1)個のパルス信号が出力端子
39から図示せぬマイクロコンピュータ等の演算手段に
送出される。
Next, the clock signal CK 3 is supplied from the select circuit 136 to the down counter 137 and counted down. When the count value of the down counter 137 becomes “0”, the borrow signal BO is output to the CR oscillation circuit 33.
And its oscillation stops. At the same time as the start of down counting of the clock signal CK3, the enable signal OEN from the timing generator 135 becomes active, and the total number of down counting, that is, (Np-N1) pulse signals from the gate circuit 38 is output from the output terminal 39. It is sent to arithmetic means such as a microcomputer.

【0066】N1の値は油圧の大きさを表しているの
で、演算手段では(Np−N1)の値を予め分かってい
るプリセット値Npから減算することにより、油圧の大
きさを検出することができる。従ってこの実施例におい
ては、CR発振回路31は、検出部1の静電容量に応じ
て検出周波数信号(クロック信号CK1)を生成する第
1の発振回路としての手段を構成し、CR発振回路33
は基準部2の静電容量に応じて基準周波数信号(クロッ
ク信号CK3)を生成する第2の発振回路を構成する。
さらに、分周回路134、タイミングジェネレータ13
5、セレクタ回路136及びダウンカウンタ137によ
り、基準周波数信号の所定の周期内の検出周波数信号の
周期の数(実際には、所定値との差)を測定して測定信
号を生成する測定部を構成する。
Since the value of N1 represents the magnitude of the hydraulic pressure, the arithmetic means can detect the magnitude of the hydraulic pressure by subtracting the value of (Np-N1) from the preset value Np known in advance. it can. Therefore, in this embodiment, the CR oscillation circuit 31 constitutes a means as a first oscillation circuit for generating a detection frequency signal (clock signal CK1) according to the capacitance of the detection unit 1, and the CR oscillation circuit 33
Constitutes a second oscillation circuit that generates a reference frequency signal (clock signal CK3) according to the capacitance of the reference unit 2.
Further, the frequency divider 134 and the timing generator 13
5. The measuring unit that measures the number of periods of the detected frequency signal within a predetermined period of the reference frequency signal (actually, the difference from the predetermined value) by the selector circuit 136 and the down counter 137 to generate a measurement signal Constitute.

【0067】この実施例においても、先の実施例と同様
の効果を得ることができるが、検出部11の構成及び回
路部13の構成をさらに簡単にすることが可能となり、
より安価な検出回路を実現することができる。
In this embodiment, the same effects as those of the previous embodiment can be obtained, but the structure of the detector 11 and the structure of the circuit 13 can be further simplified.
A cheaper detection circuit can be realized.

【0068】なお、上記3つの実施例において、検出部
のコンデンサの構造を油圧に応じて固定電極と可動電極
と間隔が変化するような構造としたが、油圧に応じて可
動電極が偏倚して、固定電極との間隔は変化せずに相対
抗する面積が変化するような構造としても良い。かかる
構造の場合には、受ける油圧の大きさと静電容量の変化
との関係が比例するようになる。
In the above three embodiments, the structure of the capacitor of the detecting section is such that the distance between the fixed electrode and the movable electrode changes according to the oil pressure. However, the movable electrode is biased according to the oil pressure. Alternatively, a structure may be employed in which the area opposed to the fixed electrode changes without changing the distance from the fixed electrode. In the case of such a structure, the relationship between the magnitude of the received hydraulic pressure and the change in the capacitance becomes proportional.

【0069】また、上記2つの実施例では外部から受け
る作用を静電容量の変化として検出するようにしたが、
これに限ることなく、インダクタンスや光量の変化とし
て検出する構成とすることも可能である。すなわち、本
発明は外部から受ける作用のアナログ量を直接周波数の
変化に変換する回路に広く適用できることはもちろんで
ある。
In the above two embodiments, the action received from the outside is detected as a change in capacitance.
The present invention is not limited to this, and it is also possible to adopt a configuration in which the change is detected as a change in inductance or light amount. That is, it goes without saying that the present invention can be widely applied to a circuit that directly converts an analog amount of an externally applied action into a change in frequency.

【0070】さらに上記3つの実施例では、回路部3を
検出周波数信号及び基準周波数信号を発生する発振回路
と、これらの信号の周波数(周期)を計測する計測部か
らなるゲートアレイで構成したが、第4の実施例として
回路部に演算手段としてのマイコンを内した、いわゆ
るワンチップマイコンにすることもできる。
Further, in the above three embodiments, the circuit section 3 is constituted by the gate array including the oscillation circuit for generating the detection frequency signal and the reference frequency signal and the measuring section for measuring the frequency (period) of these signals. and a built-in microcomputer as arithmetic means to the circuit portion as the fourth embodiment can also be a so-called one-chip microcomputer.

【0071】このようなワンチップマイコンの構成にお
いては、マイコン内のタイマにより各クロック信号の計
測を行う。その方法としては、基準部のコンデンサの静
電容量に応じて生成する基準周波数信号の周期を、タイ
マからの正確なクロックにより計測し、その計測結果に
応じて検出周波数信号を計測する時間を決定する。その
後は、上記の実施例と同様な方法で周波数計測を行うの
である。
In such a one-chip microcomputer configuration, each clock signal is measured by a timer in the microcomputer. As a method, the period of the reference frequency signal generated according to the capacitance of the capacitor of the reference unit is measured by an accurate clock from a timer, and the time for measuring the detection frequency signal is determined according to the measurement result. I do. After that, frequency measurement is performed in the same manner as in the above embodiment.

【0072】かかる構成によれば、より高精度の検出を
可能とするとともに、非常に簡単でかつ小型の計測シス
テムを安価に実現することができ、上記のように静電容
量の変化の検出にとどまらず、そのの他インダクタンス
や光量の変化をも検出する構成とすることにより、極め
て広範囲の計測システムとして優れた効果を得ることが
可能となる。
According to this configuration, a highly accurate detection can be achieved, and a very simple and small measuring system can be realized at a low cost. In addition to this, by adopting a configuration for detecting a change in inductance or light amount, it is possible to obtain excellent effects as an extremely wide range measurement system.

【0073】[0073]

【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなよう
に、第1に、外部からの所定の作用に応じて静電容量が
変化する検出部と、所定の作用によっては静電容量が変
化しない基準部と、検出部の静電容量に応じて検出周波
数信号を生成する第1の発振回路と、基準部の静電容量
に応じて基準周波数信号を生成する第2の発振回路と、
この基準周波数信号の所定の周期内の検出周波数信号の
周期の数を測定して測定信号を生成する測定部とを備え
て、第1及び第2の発振回路がそれぞれ静電容量及び抵
抗値に応じて決定される周波数の発振信号を発生する発
振部と、所定の制御信号に応じて前記静電容量に係るコ
ンデンサに残存する電荷量を均一にする回路とを有する
ことにより、第2に、外部からの所定の作用に応じて静
電容量が変化する検出部と、前記所定の作用によっては
静電容量が変化しない基準部と、前記検出部の静電容量
に応じて検出周波数信号を生成する第1の発振回路と、
前記基準部の静電容量に応じて基準周波数信号を生成す
る第2の発振回路と、前記基準周波数信号の周期を高精
度のタイマに基づいて計測し、その計測結果に応じて所
定の期間を決定し、当該所定の期間内の前記検出周波数
信号の周期の数を測定する演算手段とを備えたことによ
り、以下の効果を得ることができる。
According to the present invention, as is clear from the above examples, the first, a detecting unit whose capacitance changes in response to a predetermined external action, the capacitance is a predetermined action A reference portion that does not change, a first oscillation circuit that generates a detection frequency signal according to the capacitance of the detection portion, a second oscillation circuit that generates a reference frequency signal according to the capacitance of the reference portion,
A measuring unit that measures the number of periods of the detection frequency signal within a predetermined period of the reference frequency signal and generates a measurement signal.
Therefore, the first and second oscillation circuits respectively have capacitance and resistance.
A source that generates an oscillation signal with a frequency determined according to the resistance value
A vibration section, and a coil related to the capacitance in response to a predetermined control signal.
Circuit for equalizing the amount of charge remaining in the capacitor
Secondly, statically in response to a predetermined external action.
Depending on the detection unit where the capacitance changes,
A reference portion whose capacitance does not change, and a capacitance of the detection portion
A first oscillation circuit that generates a detection frequency signal in accordance with
A reference frequency signal is generated according to the capacitance of the reference unit.
A second oscillating circuit and a cycle of the reference frequency signal with high precision.
Measurement based on the timer, and
A predetermined period is determined, and the detection frequency within the predetermined period is determined.
The provision of the calculation means for measuring the number of signal periods provides the following effects.

【0074】検出部と基準部とを同一の環境下に設けた
ので、この環境の変化、この場合には例えば検出する油
圧の油の化学成分の変化により、検出部のコンデンサの
誘電率が変化した場合等でも、検出誤差を極力小さくす
ることが可能である。
Since the detecting section and the reference section are provided in the same environment, a change in the environment, in this case, for example, a change in the chemical composition of the hydraulic oil to be detected changes the dielectric constant of the capacitor of the detecting section. In such a case, the detection error can be minimized.

【0075】また、静電容量の変化をアナログ信号に変
換せずに、直接パルス信号(デジタル信号)に変換する
ので、アナログ信号を増幅する増幅器、およびアナログ
信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータを使用
する必要がない。従って回路構成が簡単になりローコス
トで実現することができる。その上、温度ドリフト、湿
度ドリフト及び電源電圧の変動等の影響で検出誤差が生
じるのを回避することができる。
Further, since the change in the capacitance is directly converted into a pulse signal (digital signal) without being converted into an analog signal, an amplifier for amplifying the analog signal and an A / D for converting the analog signal into a digital signal. There is no need to use a converter. Therefore, the circuit configuration is simplified, and it can be realized at low cost. In addition, it is possible to avoid the occurrence of a detection error due to the influence of temperature drift, humidity drift, power supply voltage fluctuation, and the like.

【0076】さらに、回路部をゲートアレイのICで構
成することにより、ICの素材であるシリコンの微少な
エリアで回路部を実現することができるので、各CR発
振回路の発振回路を形成するゲートのスレッショルドレ
ベルを均一にすることが可能となり、発振周波数等の発
振条件を同一にすることができる。さらに、発振周波数
を調整する手段を設けることにより、検出精度を極めて
高くすることができる。
Furthermore, since the circuit section can be realized in a very small area of silicon, which is a material of the IC, by configuring the circuit section with an IC of a gate array, the gate forming the oscillation circuit of each CR oscillation circuit can be realized. Can be made uniform, and the oscillation conditions such as the oscillation frequency can be made the same. Further, by providing a means for adjusting the oscillation frequency, the detection accuracy can be extremely increased.

【0077】ゲートアレイで構成する発振回路におい
て、クロック信号によってインバータ又はハイインピー
ダンス出力状態となるクロックドゲート回路を含みそれ
ぞれ静電容量及び抵抗値に応じて決定される周波数の発
振信号を生成する複数系統の発振部と、制御信号に応じ
てクロック信号を生成するゲート回路とを備え、各発振
部はそれぞれに与えられるクロック信号に応じて発振動
作を停止又は開始することにより、高精度の電源を必要
とせず、外部環境の変化に対しても変動が少なく、か
つ、安価な静電容量検出回路を実現する効果がある。
An oscillation circuit constituted by a gate array includes an inverter or a clocked gate circuit which enters a high-impedance output state by a clock signal and generates an oscillation signal having a frequency determined according to the capacitance and resistance value. The system includes an oscillating unit and a gate circuit that generates a clock signal according to a control signal, and each oscillating unit stops or starts an oscillating operation according to a clock signal applied thereto, thereby providing a high-precision power supply. It is not necessary, and there is an effect of realizing an inexpensive capacitance detection circuit that has little change with respect to changes in the external environment and is inexpensive.

【0078】また、それぞれ静電容量及び抵抗値に応じ
て決定される周波数の発振信号を発生する発振部と、ク
ロック信号に応じて静電容量に係るコンデンサに残存す
る電荷量を均一にする回路とを有することにより、複数
の発振部の高速の切り換え動作が可能となるので、検出
速度を高速にできる効果が得られる。
An oscillating section for generating an oscillation signal having a frequency determined according to the capacitance and the resistance value, and a circuit for equalizing the amount of charge remaining in the capacitor related to the capacitance according to the clock signal. With this configuration, a high-speed switching operation of the plurality of oscillating units can be performed, so that the effect of increasing the detection speed can be obtained.

【0079】他の構成として、回路部に演算手段として
のマイコンを内したワンチップマイコンを使用するこ
とにより、より高精度の検出を可能とするとともに、非
常に簡単でかつ小型の計測システムを安価に実現するこ
とができ、静電容量の変化の検出にとどまらず、その他
インダクタンスや光量の変化をも検出する構成とするこ
とにより、極めて広範囲の計測システムとして優れた効
果が得られる。
[0079] As another configuration, by using a one-chip microcomputer with built-in microcomputer as arithmetic means to the circuit section, while enabling more accurate detection, a very simple and compact measuring system By adopting a configuration that can be realized at low cost and that detects not only a change in capacitance but also a change in inductance or light quantity, an excellent effect can be obtained as an extremely wide range measurement system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による静電容量検出回路の実施例の構成
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a capacitance detection circuit according to the present invention.

【図2】(a)は回路部3に供給される電源VDDが供給
されたときのタイミングチャートである。 (b)はアップダウンカウンタ37のカウント動作を示
すタイミングチャートである。
FIG. 2A is a timing chart when a power supply VDD supplied to a circuit unit 3 is supplied. (B) is a timing chart showing the counting operation of the up / down counter 37.

【図3】図1における回路部3の内部の信号波形のタイ
ミングチャートを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a timing chart of signal waveforms inside a circuit section 3 in FIG. 1;

【図4】発振周波数を調整する手段を設けた回路構成を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration provided with a means for adjusting an oscillation frequency.

【図5】図1におけるCR発振回路の具体的な回路図で
ある。
FIG. 5 is a specific circuit diagram of the CR oscillation circuit in FIG.

【図6】CMOS半導体素子で構成されるクロックドゲ
ート回路を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a clocked gate circuit composed of a CMOS semiconductor device.

【図7】図5におけるパルス信号E0〜E8のタイミン
グチャートである。
FIG. 7 is a timing chart of pulse signals E0 to E8 in FIG.

【図8】図5のCR発振回路とは別の実施例のCR発振
回路の回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram of a CR oscillation circuit of another embodiment different from the CR oscillation circuit of FIG.

【図9】トライステートバッファを使用したCR発振回
路の回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram of a CR oscillation circuit using a tri-state buffer.

【図10】本発明の第2の実施例の構成を示すブロック
図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第3の実施例の構成を示すブロック
図である。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a third example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11 検出部 2,12 基準部(リファレンス部) 3,13 回路部 31,32,33 CR発振回路 34,134 分周回路 35,135 タイミングジェネレータ 36,136 セレクタ回路 37 アップダウンカウンタ 41 ラッチ回路 137 ダウンカウンタ Reference Signs List 1,11 detection unit 2,12 reference unit (reference unit) 3,13 circuit unit 31,32,33 CR oscillation circuit 34,134 frequency divider 35,135 timing generator 36,136 selector circuit 37 up / down counter 41 latch circuit 137 Down counter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01L 1/14 G01D 5/24 G01P 15/125 G01L 9/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01L 1/14 G01D 5/24 G01P 15/125 G01L 9/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 外部からの所定の作用に応じて静電容量
が変化する検出部と、 前記所定の作用によっては静電容量が変化しない基準部
と、 前記検出部の静電容量に応じて検出周波数信号を生成す
る第1の発振回路と、 前記基準部の静電容量に応じて基準周波数信号を生成す
る第2の発振回路と、 前記基準周波数信号の所定の周期内の前記検出周波数信
号の周期の数を測定して測定信号を生成する測定部と、
を備えて構成し、 前記第1及び第2の発振回路は、それぞれ静電容量及び
抵抗値に応じて決定される周波数の発振信号を発生する
発振部と、所定の制御信号に応じて前記静電容量に係る
コンデンサに残存する電荷量を均一にする回路とを有す
ることを特徴とする静電容量検出回路。
A detecting unit for changing the capacitance in response to a predetermined external operation; a reference unit in which the capacitance does not change in accordance with the predetermined operation; and a detecting unit in accordance with the capacitance of the detecting unit. A first oscillation circuit that generates a detection frequency signal, a second oscillation circuit that generates a reference frequency signal in accordance with the capacitance of the reference unit, and the detection frequency signal within a predetermined period of the reference frequency signal A measurement unit that measures the number of periods of the measurement signal to generate a measurement signal;
And configure wherein the first and second oscillator circuits are respectively capacitance and
Generates an oscillation signal with a frequency determined by the resistance value
An oscillating unit, and the capacitance is related to a predetermined control signal.
The electrostatic capacitance detection circuit according to claim Rukoto that having a circuitry for equalizing the amount of charge remaining in the capacitor.
【請求項2】 外部からの所定の作用に応じて静電容量
が変化する検出部と、 前記所定の作用によっては静電容量が変化しない基準部
と、 前記検出部の静電容量に応じて検出周波数信号を生成す
る第1の発振回路と、 前記基準部の静電容量に応じて基準周波数信号を生成す
る第2の発振回路と、 前記基準周波数信号の周期を高精度のタイマに基づいて
計測し、その計測結果に応じて所定の期間を決定し、当
該所定の期間内の前記検出周波数信号の周期の数を測定
する演算手段と、を備えた 静電容量検出回路。
2. An electrostatic capacitance according to a predetermined action from the outside.
And a reference unit whose capacitance does not change due to the predetermined action.
And generating a detection frequency signal according to the capacitance of the detection unit.
A first oscillation circuit for generating a reference frequency signal in accordance with the capacitance of the reference section.
A second oscillating circuit, and a period of the reference frequency signal based on a high-precision timer.
Measurement, determine a predetermined period according to the measurement result,
Measuring the number of periods of the detection frequency signal within the predetermined period
And a calculating means for performing the operation .
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