JP6538929B2 - 容量性加速度センサーのためのインタフェース回路 - Google Patents
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Description
Vout = VDD(c1−c2)/cf
である。ここで、cfは、帰還キャパシターCfの容量である。
Dout=Vin/VDD
ここで、Doutは、量子化された分数値である。
Dout=(c1−c2)/cf
ここで、Doutは、量子化された分数である。
利得=Dout/(c1−c2)=1/cf
Vout=VDD(c1−c2)/cf
Dout=((c1−c2)/cref)(cdac/(cdac+cref+cp))
ここで、Doutは量子化された分数値である。アナログフロントエンドのインタフェース回路5の利得を以下のように計算することができる。
利得=Dout/(c1−c2)=(1/cref)(cdac/(cdac+cref+cp))
ここで、crefは、第2のプログラム可能なキャパシターCrefの容量であり、cdacは、キャパシター群Cdacの容量であり、cpは、第3のプログラム可能なキャパシターCpの容量である。
3 容量性加速度センサー
5 インタフェース回路
12 第2の電圧源
13 第3の電圧源
15 増幅器
17 第1の電圧源
19 第1の増幅器帰還回路
21 出力ノード
23 第1の入力ノード
25 第2の増幅器帰還回路
26 第1の回路ノード
27 第2の回路ノード
32 第4の電圧源
33 第5の電圧源
C1 第1のキャパシター
C2 第2のキャパシター
Cdac キャパシター群
Cf 第1のプログラム可能なキャパシター
Cref 第2のプログラム可能なキャパシター
Cp 第3のプログラム可能なキャパシター
S1 第1のスイッチ
S2 第2のスイッチ
S3 第3のスイッチ
S4 第4のスイッチ
S5 第5のスイッチ
S6 第6のスイッチ
S7 第7のスイッチ
Claims (15)
- 容量性加速度センサー(3)によってセンシングした加速度の値を測定する、容量性加速度センサー(3)のためのインタフェース回路(5)であって、
前記容量性加速度センサー(3)に接続された第1の入力ノード(23)と、第1の電圧源(17)に接続された第2の入力ノードと、及び出力ノード(21)とを有する増幅器(15)と、
前記第1の入力ノード(23)と前記出力ノード(21)の間に第1のスイッチ(S1)を有する第1の増幅器帰還回路(19)と、
前記第1の入力ノード(23)と前記出力ノード(21)の間にあり、第1のプログラム可能なキャパシター(Cf)及びこの第1のプログラム可能なキャパシター(Cf)と直列の第2のスイッチ(S2)と、及び前記第1のプログラム可能なキャパシター(Cf)と前記第2のスイッチ(S2)の間の第1の回路ノード(26)及び第1のアースノードに接続された第3のスイッチ(S3)とを有する第2の増幅器帰還回路(25)と、
前記第1の入力ノード(23)と第2の回路ノード(27)に接続された第2のプログラム可能なキャパシター(Cref)であって、前記第1及び第2のプログラム可能なキャパシター(Cf、Cref)によって加速度範囲の選択が実装される、第2のプログラム可能なキャパシター(Cref)と、
前記第2のプログラム可能なキャパシター(Cref)と直列に前記第2の回路ノード(27)に接続しており、スイッチ群(S6、S7)を通して電圧源群(32、33)に接続しているキャパシター群(Cdac)と、
第2のアースノードと前記第2の回路ノード(27)の間に接続している第3のプログラム可能なキャパシター(Cp)であって、当該第3のプログラム可能なキャパシター(Cp)の容量値を調整することによって前記インタフェース回路(5)の利得トリミングが実装される、第3のプログラム可能なキャパシター(Cp)と、及び
前記第3のプログラム可能なキャパシター(Cp)と並列に、前記第2の回路ノード(27)と前記第2のアースノードの間に接続された第4のスイッチ(S4)と
を有することを特徴とするインタフェース回路(5)。 - 前記インタフェース回路(5)は、さらに、前記第1の入力ノード(23)と前記容量性加速度センサー(3)の間に第5のスイッチ(S5)を有する
ことを特徴とする請求項1に記載のインタフェース回路(5)。 - 前記スイッチ群(S6、S7)は、第6のスイッチ(S6)と、前記第6のスイッチ(S6)と並列に接続された第7のスイッチ(S7)を有する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のインタフェース回路(5)。 - 前記第6のスイッチ(S6)は、第1のスイッチ回路を有し、前記第7のスイッチ(S7)は、第2のスイッチ回路を有する
ことを特徴とする請求項3に記載のインタフェース回路(5)。 - 前記第1及び第2のプログラム可能なキャパシター(Cf、Cref)の容量値は、実質的に同じである
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のインタフェース回路(5)。 - 前記増幅器(15)は、前記第1及び第2のスイッチ(S1、S2)が開いているときにコンパレーターとして動作するように構成している
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のインタフェース回路(5)。 - 第2のスイッチ(S2)は、出力ノード(21)と第1の回路ノード(26)の間で接続している
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のインタフェース回路(5)。 - 前記第1の入力ノード(23)は、前記増幅器(15)の負の入力ノードであり、
前記第2の入力ノードは、前記増幅器(15)の正の入力ノードである
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のインタフェース回路(5)。 - 請求項1〜8のいずれかに記載のインタフェース回路(5)を有する容量性加速度計(1)であって、
前記容量性加速度センサー(3)は、第2の電圧源(12)に接続された第1のキャパシター(C1)と、及び第3の電圧源(13)に接続された第2のキャパシター(C2)とを有し、
当該容量性加速度計(1)は、前記スイッチ群(S6、S7)に接続された第4の電圧源(32)と第5の電圧源(33)を有する
ことを特徴とする容量性加速度計(1)。 - 前記第2及び第3の電圧源(12、13)は、プログラム可能な電圧源である
ことを特徴とする請求項9に記載の容量性加速度計(1)。 - 請求項1〜8のいずれかに記載のインタフェース回路(5)を動作させる方法であって、
前記容量性加速度センサー(3)の加速度の範囲の変化を考慮に入れるように、前記第1及び第2のプログラム可能なキャパシター(Cf、Cref)の容量値を調整するステップ、及び/又は
前記インタフェース回路(5)の利得トリミングを実装するように前記第3のプログラム可能なキャパシター(Cp)の容量値を調整するステップを有する
ことを特徴とする方法。 - 前記第1、第2及び第4のスイッチ(S1、S2、S4)が閉じており前記第3のスイッチ(S3)が開いている第1の動作段階の間に、第1、第2及び第3のプログラム可能なキャパシター(Cf、Cref、Cp)及び前記キャパシター群(Cdac)を初期化するステップを有する
ことを特徴とする請求項11に記載の方法。 - さらに、前記第1及び第3のスイッチ(S1、S3)が開いており前記第2及び第4のスイッチ(S2、S4)が閉じている第2の動作段階の間に、前記容量性加速度センサー(3)から前記第1のプログラム可能なキャパシター(Cf)へと電荷を注入するステップを有する
ことを特徴とする請求項11又は12に記載の方法。 - 前記容量性加速度センサー(3)は、第2の電圧源(12)に接続された第1のキャパシター(C1)と、及び第3の電圧源(13)に接続された第2のキャパシター(C2)とを有し、
当該方法は、前記第2の動作段階の間に、前記第2及び第3の電圧源(12、13)の電圧値を反転させるステップを有する
ことを特徴とする請求項13に記載の方法。 - 前記第1、第2及び第4のスイッチ(S1、S2、S4)が開いており前記第3のスイッチ(S3)が閉じている第3の動作段階の間に、前記容量性加速度センサー(3)と前記インタフェース回路(5)の間にある第5のスイッチを開いて前記増幅器(15)の入力容量をデジタル値に変換することによって、前記インタフェース回路(5)から前記容量性加速度センサー(3)を分離するステップを有する
ことを特徴とする請求項11〜14のいずれかに記載の方法。
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