TW591236B - Impedance detector circuit and static capacitance detector circuit - Google Patents

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591236 《一___________________- ^'· :摘）1 kl B7 夂、"' --ν,:'··."; /Π! i - y 示 _修正.σ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（]) 〔技術領域〕 本發明係有關一種檢出靜電容量的電路及裝置等，特 別是有關以高精度檢出微小容量的電路、裝置及麥克風裝 置。 〔背景技術〕 靜電容量檢出電路的習知例舉例爲日本特開平 94 8 08 06號公報記載的發明。第i圖係表示該靜電容量檢 出電路電路圖。該檢出電路是藉著訊號線93將利用電極90 、91所形成的容量感應器92連接在運算放大器95的反相 輸入端子。並且在該運算放大器95的輸出端子和前述反相 輸入端子之間連接電容器96的同時對非反相輸入端子施加 交流電壓Vac。而訊號線93是藉由遮蔽線94所被覆，針對 130雜訊遮蔽電氣。而該遮蔽線94則被連接在運算放大器 95的非反相輸入端子。輸出電壓Vd是由運算放大器95的 輸出端子藉著變壓器97被取出。 該檢出電路是令運算放大器95的反相輸入端子和非反 相輸入端子成爲虛短路的狀態，被連接在反相輸入端子的 訊號線93和被連接在非反相輸入端子的遮蔽線94則互相 略成爲同電位。藉此，訊號線93是藉由遮蔽線94被保護 ，就是兩者93、94間的浮遊容量會被取消，獲得難以影響 浮遊容量的輸出電壓Vd。 但是按照此種習知技術，確實是當容量感應器92的容 量爲某種程度大小時，可獲得不影響訊號線93和遮蔽線94 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -4- A7 B7 5913-^6- :;,Ηϋ 五、發明説明（2 ) 之間的浮遊容量的正確輸出電壓Vd，但就數pF或fF(毫微 微法位）等級以下的微小容量的檢出來看，會有誤差變大的 問題。 而且會經由所印加的交流電壓Vac的頻率，引起運算 放大器95內部的循軌錯誤、演算誤差等，結果也會在處於 虛短路狀態的反相輸入端子和非反相輸入端子的電壓間產 生微妙的相位、振幅偏移，也會有檢出誤差變大的問題。 一方面，以行動電話等爲代表的輕量、小型的聲音通 訊機器中，以電容麥克風等容量感應器所檢出的聲音，求 得轉換爲高感度且忠實的電子訊號的小型放大電路。無法 正確檢出數pF或fF等級以下微小的容量或其變化，實現 能檢出極高感度且忠實檢出聲音的高性能麥克風，行動電 話等聲音通訊機器聲音的拾波器方面的性能能飛躍性地提 昇。 於是本發明爲有鑑於此種狀況的發明，目的在於提供 能正確檢出微小的容量，且包括適合使用在輕量、小型的 聲音通訊機器中的電容麥克風等容量感應器的容量檢出的 靜電容量的阻抗之檢出電路等。 〔發明的揭示〕 爲達成上述目的，有關本發明的阻抗檢出電路乃屬於 輸出對應被檢出阻抗的阻抗之檢出訊號的阻抗檢出電路， 其特徵爲：具備有輸入阻抗高、輸出阻抗低的阻抗轉換器 、和容量性的第一阻抗元件、和第一運算放大器、和對前 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】0X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ^ . u_.. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 訂 -5- 591脚 年月 Π J匕 、卜 J 一_允 A7 B7 五、發明説明（3 ) 述第一運算放大器施加交流電壓或直電壓的至少任一種電 壓的電壓產生器、和連接到前述第一運算放大器的輸出的 訊號輸出端子；在前述阻抗轉換器的輸入端子連接前述被 檢出阻抗的一端和前述第一阻抗元件的一端；在前述第一 運算放大器的負迴授電路包括前述第一阻抗元件及前述阻 抗轉換器。 具體例是構成具備有：電壓產生器、和非反相輸入端 子連接在所定電位的運算放大器、和阻抗轉換器、和連接 在電壓產生器與運算放大器的反相輸入端子間的電阻、和 連接在運算放大器的輸入端子及阻抗轉換器的輸出端子間 的阻抗、和連接在運算放大器的輸出端子及阻抗轉換器的 輸入端子間的容量性的第一阻抗元件的阻抗檢出電路，被 檢出阻抗是連接在阻抗轉換器的輸入端子及所定電位間。 此例，所定電位是指某基準電位、所定直流電位、接地電 位或浮動狀態的任一電位，配合實施形態選擇最適合的。 按照此種構成，對被檢出阻抗施加一定的電壓，同時 流到該被檢出阻抗的電流幾乎全流到第一阻抗元件，由訊 號輸出端子輸出對應被檢出阻抗的阻抗之訊號。 再者，欲減低對連接阻抗檢出電路和被檢出阻抗的訊 號線混入雜訊，或其訊號線與所定電位間產生浮，遊容量， 被檢出阻抗和阻抗檢出電路的訊號線最好儘可能的短。 而電壓產生器方面可選擇交流或直流之至少任一種， 但交流是針對絕對阻抗和阻抗的兩者變化量進行測定，直 流則可檢出阻抗之變化量，相對於交流需要振盪電路等， 本紙i尺度國家接準（CNS) M規格（2】〇>< 297公釐） ~ —---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -6 - 591236 A7 B7 ,Ι-ίη., 厂，.Kv.i 修正本> 3\π./·'τ.提之 V;H予修正ρ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（4 ) 且檢出電路的規模略大，直流乃具有能將該部分小型化的 特質。像這樣，本案的電壓產生器是檢討其目的、用途， 選定最適合的。加上，可具備有配備在前述第一運算放大 器和前述電壓產生器之間的第二阻抗元件。而且也可以與 第一阻抗元件並聯來連接電阻。 在此，對應電壓產生器的產生電壓之訊號包括來自前 述訊號輸出端子的輸出訊號，更在前述阻抗檢出電路增加 設置用掃描訊號的掃描手段。在該掃描手段增加加算器、 減算器等。而特別是被檢出阻抗爲容量性時，於第一阻抗 元件使用電容器的話，可得到頻率特性優的電路。 〔用以實施發明的最佳形態〕 以下針對本發明之實施形態例應用圖面做詳細說明。 (第一實施形態） 第2圖是本發明的第一實施形態例方面的阻抗檢出電 路的電路圖。再者，本圖是在該阻抗檢出電路的靜電容量 檢出電路10連接屬於檢出對象的被檢出阻抗的被檢出電容 器17(此例乃利用電容麥克風等、靜電容量Cs的變化來檢 測各種物理量的容量型感應器）。 該靜電容量檢出電路10是由產生交流電壓的交流電壓 產生器11、電阻（Rl)12、電阻（R2)13、運算放大器14、阻 抗元件（此例爲容量Cf的電容器）1 5及阻抗轉換器I 6所構 成；由訊號輸出端子2 0輸出對應被檢出電容器1 7的靜電 衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 591234

五、發明説明（5 ) 容量的檢出訊號（電壓Vout)。 交流電壓產生器11乃一端連接在所定的電位（本例爲 接地），由另一端（輸出端子）產生一定的交流電壓（電壓Vin 、角頻率ω)。在交流電壓產生器11的輸出端子和運算放 大器14的反相輸入端子之間連接電阻（Rl)12。 運算放大器1 4係輸入阻抗及開環增益爲極高的電壓放 大器，此例，非反相輸入端子是連接在所定的電位（本例 爲接地）.，非反相輸入端子及反相輸入端子則爲虛短路的 狀態。該運算放大器14的負迴授電路，就是在從運算放大 器1 4的輸出端子到反相輸入端子之間按電容器1 5，阻抗轉 換器16及電阻（R2)13的順序被串列連接。 阻抗轉換器1 6乃爲輸入阻抗極高，輸出阻抗極低，電 壓增益爲A倍的電壓放大器。在該阻抗轉換器1 6的輸入端 子21藉著訊號線或印刷基板上的配線圖案等的導電體連接 被檢出電容器1 7的一端，一方面，被檢出電容器1 7的另 一端則被連接在所定的電位（本例爲接地）。在運算放大器 1 4的輸出端子連接該靜電容量檢出電路1 0的輸出訊號，就 是輸出對應被檢出電容器1 7之容量的檢出訊號的訊號輸出 端子2〇。再者，本案中，表示A倍等之變數A均是用零（0) 以外的實數。 再者，就被檢出電容器17和靜電容量檢出電路1〇的 連接來看，爲了避免不必要的浮遊容量當成檢出誤差而相 加，或是混入干擾雜訊，最好使用儘可能短的無屏蔽的導 電體（電纜、銅箔配線圖案、連接端子等）加以連接。甚至可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐〉 衣— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- 591234 -年卜月 頃请s'彳-Λτ^ν 九U .! Μ Π.*:/Γ提之 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（6 ) 能的話，爲了強化針對干擾雜訊的遮蔽，最好將被檢出電 容器1 7及靜電容量檢出電路1 〇全體，利用接地的遮蔽構 件加以包覆或收納在遮蔽盒內。 如上構成的靜電容量檢出電路1 〇的動作乃如下所述。 注重於由電阻（Rl)12、電阻（R2)13及蓮算放大器14等 構成的反轉放大電路的話，運算放大器14的兩輸入端子爲 虛短路的狀態並爲同電位（例如0V)，且其輸入阻抗極高， 未流入電流，流入電阻（Rl)l2的電流則爲Vin/Rl，其全 部爲流入電阻（R2)l3，而阻抗轉換器16的輸出電壓爲V2 的話，

Vin/ Rl = - V2/ R2 即成立。藉由整理這個，阻抗轉換器16的輸出電壓 V2乃爲 V2=~ (R2/ Rl) Vin (式 1) 。而阻抗轉換器16的電壓增益爲A，由輸入電壓（輸 入端子21的電壓）V1和輸出電壓（在輸出端子22的電壓）V2 的關係，其輸入電壓VI爲

Vl=(l/A) V2 (式 2) 即成立。而電容器1 5流向被檢出電容器1 7的電流爲i 的話，因爲阻抗轉換器1 6的輸入阻抗極高，所以其電流i 全流到被檢出電容器1 7，電流i就變成j ω C s · V 1，由訊 號輸出端子20輸出的檢出訊號的電壓Vout即爲

Vout= i · (1/]ω Cf) + Vl = (]+Cs/ Cf) · VI (式 3) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） I---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T -9 - 591236 92,.,.12, .3 A7 B7 五、發明説明（7 ) 〇 由上述式1和式2消去V2的話，即得到 V1 = -(R2/R1)· (Vin/A) (式 4) ，將該V1代入上述式3的話，即得到 Vout=- (1+ Cs/C) · (R2/R1) · Vin (式 5) ο 上 L ήΊ \ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由該式5即可明白，由靜電容量檢出電路10的訊號輸 出端子20輸出的檢出訊號的電壓Vout乃爲依存在被檢出 電容器17的容量Cs的値。因而，針對該電壓Vout施以各 種訊號處理，就能藉此指定容量Cs。而且得知在該式5不 含角頻率ω，該檢出訊號的電壓Vout並不是依存來自交流 電壓產生器1 1的交流訊號Vin的頻率以及被檢出電容器1 7 的頻率的變化。藉此即可實現不依存施加於被檢出電容器 17的交流電壓的頻率，來檢測被檢出電容器17的容量（不 具有在電路的頻率依存特性）靜電容量檢出電路。因而，對 於電容麥克風等容量値爲某一頻率（音頻帶）而變化的被檢出 電容器1 7而言，所檢測的訊號不用修正頻率，就能直接從 其電壓値來指定容量値。 在此，阻抗轉換器16爲電壓跟隨器時，電壓增益爲 A= 1，電壓跟隨器的兩輸入力端子爲虛短路狀態的緣故，反 相輸入和輸出的電壓會決定，電壓跟隨器的非反相輸入力 的電壓就會被決定。此時，運算放大器1 4和電壓跟隨器可 分爲欲充分獲得增益的放大器和欲決定電壓的放大器。這 樣的話，運算放大器1 4的非反相輸入就可連接在所定電位 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -10- 59JL23j6„ A7 B7 五、發明説明（8 ) ，就能提高其動作的穩定性，就能實現一邊充分作用增益 一邊大副的減低演算誤差，藉此即爲最佳形態。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 而利用本實施形態的靜電容量檢出電路1 0將電流供應 到電容器1 5及被檢出電容器1 7的運算放大器1 4，是將其 非反相輸入端子連接在所定電位被固定化。因而，與第1 圖所示的習知電路方面的運算放大器95相異，運算放大器 1 4不並依存輸入的交流訊號的頻率等，就可達到減低演算 誤差，就能將雜訊少且穩定的電流供應到電容器15及被檢 出電容器1 7，所以能檢測出被檢出電容器1 7的微小容量。 第3圖是表示第2圖所示的靜電容量檢出電路10方面 的阻抗轉換器16的具體電路例。第3圖（a)是表示使用運算 放大器1〇〇的電壓跟隨器。運算放大器100的反相輸入端 子和輸出端子就會短路。以該運算放大器1 00的非反轉輸 入端子作爲阻抗轉換器16的輸入，且以運算放大器100的 輸出端子作爲阻抗轉換器1 6的輸出，得到輸入阻抗極高、 電壓增益A爲1的阻抗轉換器1 6。 經濟部智慧財產局員工涓費合作社印製 第3圖（b)是表示利用運算放大器101的非反轉放大電 路。在運算放大器1 〇 1的反相輸入端子和磁軌間連接電阻 (R10)110，在運算放大器101的反相輸入端子和輸出端子 間連接回饋電阻（電阻（Rll)33)。以該運算放大器101的非 反相輸入端子爲阻抗轉換器1 6的輸入，以運算放大器1 0 1 的輸出端子爲阻抗轉換器1 6的輸出，就可得到輸入阻抗極 高、電壓增益A爲（R10 + R11)/R10的阻抗轉換器16。 第3圖（c)是在如第3圖（a)或第3圖（b)所示的運算放大 本紙張尺度適用中國國家.標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - 591216

煩請冬说叫示咿 修正本在無變十；v. H/vr提之 -:,「修正· σ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（9 ) 器的輸入段附加CMOS構造的緩衝器的電路。如圖所示， 在正負電源間，N型MOSFET34和P型MOSFET35是藉著 電阻112、113而串直連接的，緩衝器的輸出是連接在運算 放大器100(或101)的輸入。以該緩衝器的輸入作爲阻抗轉 換器1 6的輸入，以運算放大器的輸出端子作爲阻抗轉換器 1 6的輸出，就可得到輸入阻抗極高的阻抗轉換器1 6。 第3圖（d)是表示第3圖（c)的輸入段的緩衝器的電路。 如圖所示，在正負電源間，N型 MOSFET34和 P型 MOSFET35是串列連接的，形成由兩MOSFET的連接部輸 出。 第3圖（e)是以運算放大器102的非反相輸入作爲阻抗 轉換器的輸入，在運算放大器102的反相輸入端子連接電 阻114的一端，運算放大器102的輸出和反相輸入間則藉 著電阻115而連接。如第3圖（d)及第3圖（e)所示，採用此 種構成就可得到輸入阻抗極高的阻抗轉換器1 6。 (第二實施形態） 其次，針對本發明的第二實施形態例方面的靜電容量 檢出電路做說明。 第4圖是第二實施形態方面之作爲阻抗檢出電路的靜 電容量檢出電路30的電路圖。該靜電容量檢出電路30大 可分爲由相當於第2圖所示之作爲阻抗檢出電路的靜電容 量檢出電路1 0的核心部3 1、輸入在其核心部31的訊號輸 出端子20的訊號電壓V01並加以反轉的反轉部32、以及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） ---------— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -12- 591236 S2. Ϊ2. 'h補充

年月 B A7 B7 五、發明説明（10 將在其反轉部32的輸出端子23的訊號電壓V03與在核心 部3 1的交流輸出端子22的訊號電壓V02相加，且對輸出 端子24輸出電壓V04的檢出訊號的加算部33所構成。 核心部31乃爲與第2圖所示靜電容量檢出電路1 0相 同的電路。因而，核心部3 1的訊號輸出端子20的電壓 V01乃由上述式5成爲 V01= - (1 + Cs/Cf) · (R2/R1)· (Vin/A) (式 6) ，核心部31的交流輸出端子22的電壓V02乃由述式 1成爲 V02=- (R2/R1) · (Vin/A) (式7) ----------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 反轉部32是指具備有可變電阻（R4)40、電阻（R5)41、 可變電阻（R6)42、電容器43及運算放大器44的反轉放大 電路，電壓增益爲- 1，且在其輸出端子23的訊號V03的 相位爲與在核心部31的交流輸出端子22的訊號V02相同 地調整可變電阻（R4)4〇及可變電阻（R6)42的電阻値。因而 ，該反轉部32的輸入電壓V01和輸出電壓V03理想上是以 下關係成立。 V03 V01 (式8) 加算部33是指電阻値相等的三個電阻（r7)45、電阻 (R8)46及電阻（R9)47爲連接在運算放大器48的加算部。就 是兩個輸入訊號的電壓V02及V03和輸出電壓V04係以下 關係成立。 V04= - (V02 + V03) (式9) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13 - 591236 A7 B7 五、發明説明（彳彳） 在該式9代入上述式8並消去V03後，代入上述式6 及式7的話， V04 =V01— V02 =一 (Cs/Cf) · (R2/R1)，（Vin/A) (式 10) 煩請·明示νΊ-μΓΓΓΜ3听提之 ，彳.-Ϊ个-^^t'rT/>>“1ivK*J容是;r::;-ir:丨鋒正。 經濟部智慧財產局S工消費合作社印製 I---------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 即成立。就是從該靜電容量檢出電路3 0的輸出端子24 輸出的檢出訊號的電壓V04以容量値Cs爲比例即可明白。 因而根據該電壓V04施加各種訊號處理，就很容易指定未 知的容量値Cs或容量變化。 將該式10和表示第一實施形態例方面的檢出訊號的電 壓Vout的式5做比較即知，在第二實施形態例方面的靜電 容量檢出電路30所獲得的檢出訊號與第一實施形態例相異 ，包括只以被檢出電容器1 7的容量爲比例的成份，而不包 括不必要的斷路部分（未依存在被檢出電容器1 7的電壓）。 因而，由第二實施形態例方面的檢出訊號指定被檢出電容 器1 7的容量或容量變化的訊號處理就很簡單。 再者，本例是以V 0 3 == - V 01爲例所做的說明，但本發 明並不限於此。可根據容量感應器的種類，設定爲V03 = k • VO 1 (k爲反轉放大部的放大率），輸出電壓V04爲 V04 = [k · (Cs/Cf) + (k + l)] · (R2/R1) · Vin 〇 以上針對有關本發明的阻抗檢出電路根據兩個實施形 態例做說明，但本發明並不限於該些實施形態例及應用例 〇 例如，對應經由第4圖所示的加算方式的電壓產生器 的產生電壓之訊號的掃描手段乃如第5圖或第6圖等所示 本紙張尺廋適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 29*7公釐） • 14- 591236 1 2 A7 B7 五、發明説明（12 ) ，可用別的加算手段、減算手段。 第5圖係爲與静電容量檢出電路1 0機能相同的阻抗檢 出電路50的訊號輸出2〇(Vout)藉著電阻抵抗46連接在加 算電路之一方的輸入，阻抗檢出電路50的Vin是藉著電阻 45連接在前述加算電路之另一方的輸入。該訊號輸出20是 藉由針對Vin加以反轉而相加，就能掃描對應電壓產生器 的產生電壓之訊號。對此，第6圖仍是使用來自阻抗檢出 電路5 0的交流訊號輸出端子的輸出和來自訊號輸出端子 V 〇 u t的輸出。由於該兩個訊號一同相對於V i η而反轉，爲 了依然使用該些訊號，如該圖所示需要減算電路。再者， 各個加算手段、減算手段的輸入可替換成可變的。 進而，例如欲在静電容量檢出電路10及30中，檢出 流到被檢出電容器17的電流，故在運算放大器14和阻抗 轉換器1 6之間連接電容器1 5，但取代電容器也可以連接電 阻、電感等阻抗元件。例如，取代電容器1 5連接電阻値 R3之電阻時，由静電容量檢出電路1〇之輸出端子20所輸 出的檢出訊號之電壓Vout會取代上述式5成爲 Vout = V01 = [(1+R3.A Cs.coc-cos(〇)c-t))sin(coin-t) + R3(Cd + ACs.sin ((DC.t))coin-cos(〇)in.t)](Vin/A) (式 11) △ cs:被檢出電容器的容量變化量 coc:被檢出電容的頻率 cd:被檢出電容沒有變化的基準容量 coin:輸入電壓的頻率。就連此時，檢出訊號的電壓V〇4 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】0X 297公麓） 丨 -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -15- 591236 9¾.]¾ Hi •提之 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（13) 還是以容量値Cs爲比例沒有改變。因而根據該電壓V04施 以各種訊號處理就很容易指定未知的容量値C s、容量變化 〇 而如第7圖所示，也可以與上述實施形態中的靜電容 量檢出電路1 〇及3 0方面的電容器1 5並聯地附加連接電阻 1 8。藉此，電容器1 5和被檢出電容器1 7的連接點即成爲 藉著電阻18而與第一運算放大器14的輸出端子連接，直 流式地解除浮動狀態，電位就會被固定。 而當作被檢出阻抗所連接的是未知容量（半導體晶片內 、基板配線上、封裝配線上等），還包括用來檢測電容器麥 克風、加速度感應器、地震儀、壓力感應器、位移感應器 、位移計、近接感應器，觸控感應器、離子感應器、濕度 感應器、雨滴感應器、雪感應器、雷感應器、定位感應器 、接觸不良感應器、形狀感應器、終點檢出感應器、振動 感應器、超音波感應器、角速度感應器、液量感應器、氣 體感應器、紅外線感應器，放射線感應器、水位計、凍結 感應器、水分測定儀、振動計、帶電感應器、印刷基板檢 査機等各種物理量的所有轉換器（裝置）。 由以上說明即可明白，有關本發明的阻抗檢出電路及 靜電容量檢出電路是藉著電阻對運算放大器施加交流電壓 ，且於運算放大器的負迴授電路連接被檢出阻抗。就是能 在所定電位連接非反相輸入端子的運算放大器的輸出端子 和阻抗轉換器的輸入端子間連接阻抗元件，同時在阻抗轉 換器的輸入端子和所定電位間連接被檢出阻抗。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2j〇X.297公釐） -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁}

、1T -16 - 591231 12. 31 (‘月 π J.r； 補充 A7 B7 «請·.^讀*^示^^^3^3 所提之 修t本有無變更贲質內容是^准予修正令 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（14) 藉此流到被檢出阻抗的電流大致上全部會流到電容器 ，對運算放大器的輸出端子輸出對應被檢出阻抗的正確訊 號，就可檢測極微小的容量。特別是可測定各種阻抗爲容 量時，fF等級以下的微小容量。 而且因爲在運算放大器和阻抗轉換器之間連接電容器 ，所以能確保沒有依存於施加在運算放大器的交流電壓之 頻率，也沒有依存在被檢出阻抗的容量變化之頻率的檢出 感度。甚至在運算放大器和阻抗轉換器之間連接電阻的時 候，也不會發生經由來自其電阻的的熱雜音的S/N比劣化 的問題。 再者，不需要設在鄰接該該靜電容量檢出電路和被檢 出阻抗的位置，或者接近設置連接在訊號線的電路元件， 連接該之間的遮蔽電纜，或取消因該電纜所發生的浮遊容 量的特殊電路等。 此例，在前述阻抗檢出電路可以附加：令在訊號輸出 端子的訊號反轉的反轉放大電路、和阻抗轉換器的輸出訊 號與反轉放大電路的輸出訊號相加的加算電路。藉此可除 去含在阻抗檢出電路之輸出訊號的不必要斷路成份，就可 大幅放大對應被檢出阻抗的阻抗之淨訊號。 如上，藉由本發明變成使用環境限制少，能正確檢測 出微小的阻抗，而且還能實現適合小型化的阻抗檢出電路 、靜電容量檢出電路等，特別能飛躍式地提高行動電話等 輕量、小型的聲音通訊機器的聲音性能，其實用價値極高 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 L# 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17 - 92』591236 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（15 ) 〔產業上的可利用性〕 有關本發明的靜電容量檢出電路是當作容量型感應器 的檢出電路，特別是能當作配備在行動電話等小型、輕量 的機器中的麥克風裝置加以利用。 〔圖面的簡單說明〕 第1圖是習知靜電容量檢出電路的電路圖。 第2圖是本發明第一實施形態方面之當作阻抗檢出電 路的靜電容量檢出電路的電路圖。 第3圖（a)〜（e)是表示可在本發明使用的阻抗轉換器例 子的圖。 第4圖是本發明第二實施形態方面之當作阻抗檢出電 路的靜電容量檢出電路的電路圖。 第5圖是表示用別的手段（演算電路）構成對應利用第4 圖所示的加算方式的電壓產生器的產生電壓之訊號的掃描 手段的舉例圖。 第6圖是表示用別的手段（減算電路）構成對應利用第4 圖所示的加算方式的電壓產生器的產生電壓之訊號的掃描 手段的舉例圖。 第7圖是表示本發明其他實施形態方面的靜電容量檢 出電路的電路圖。 〔符號說明〕 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規袼（2】0X 297公釐） ' -18 - ^I ；IT. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 591236

所提之 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 丨索 A7 八j B7五、發明説明（16 ) 10:靜電容量檢出電路 1 1:交流電壓產.生器 12:電阻（R1) 13 :電阻（R2) 14:運算放大器 1 5 :阻抗元件 1 6 :阻抗轉換器 1 7 :被檢出電容器 1 8 :電阻 20:訊號輸出端子 22:交流輸出端子 23:輸出端子 24:輸出端子 30:靜電容量檢出電路 3 1:核心部 3 2 :反轉部 33:加算部 34:N 型 MOSFET 35:P 型 MOSFET 40:可變電阻（R4) 41 :電阻（R5) 42:可變電阻（R6) 43 :電容器 44:運算放大器 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】〇X 297公釐） I------^--® ^1----Ί.--IT-------φ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -19- 591236

A7 B7 火、乂弋' 日所提之 -7丁修正。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（17 ) 45:電阻（R7) 46:電阻（R8) 47:電阻（R9) 48:運算放大器 5 0 :阻抗檢出電路 95:運算放大器 1〇〇:運算放大器 101:運算放大器 102:運算放大器 1 10:電阻（R10) 1 1 2〜1 1 5 :電阻 I------^--® ^1------IT-------φ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2]0X 297公釐） -20-

Claims (1)

1. 3 2 9

   六、申請專利範圍i 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1、 一種阻抗檢出電路，乃屬於輸出對應被檢出阻抗的 阻抗的檢出訊號的阻抗檢出電路，其特徵爲： 具備有：輸入阻抗高、輸出阻抗低的阻抗轉換器、和 容量性的第一阻抗元件、和第一運算放大器、和對前述第 一運算放大器施加交流電壓或直流電壓的至少一種的電壓 產生器、和連接在前述第一運算放大器的輸出的訊號輸出 q 端子； ;•在前述阻抗轉換器的輸入端子連接前述被檢出阻抗的 一端和前述第一阻抗元件的一端； 在前述第一運算放大器的負迴授電路包括前述第一阻 .抗元件及前述阻抗轉換器。 2、 一種阻抗檢出電路，乃屬於輸出對應被檢出阻抗的 阻抗的檢出訊號的阻抗檢出電路，其特徵爲： 具備有：輸入阻抗高、輸出阻抗低的阻抗轉換器、和· 容量性的第一阻抗元件、和第一運算放大器、和對前述第 一運算放大器施加交流電壓或直流電壓的至少任一種的電 壓產生器、和連接在前述第一運算放大器的輸出的訊號輸 出端子、和由在前述訊號輸出端子的訊號來掃描對應前述 電壓產生器的產生電壓之訊號的全部或一部分的掃描手段 9 在前述阻抗轉換器的輸入端子連接前述被檢出阻抗的 一端和削述第一阻抗兀件的一端； 在前述第一運算放大器的負迴授電路包括前述第一阻 抗元件及前述阻抗轉換器。 本紙杀尺度適用中國國家襟準（CNS )八4》見格（210Χ 297ϋ ) ^ (請先閲讀背面之注意事' —裝-- -項再填寫本頁) 訂 4 _ 21 - 591236 A8 B8 C8 D8 修正 補充 六、申請專利範圍2 3、 如申請專利範圍第1項或第2項所述的阻抗檢出電 路，其中，前述檢出阻抗乃爲容量性的阻抗元件。 4、 如申請專利範圍第1項或第2項所述的阻抗檢出電 路，其中，更包括與前述第一阻抗元件並聯的電阻元件。 5、 如申請專利範圍第1項或第2項所述的阻抗檢出電 路，其中，更包括配備在前述第一運算放大器和前述電壓 產生器之間的第二阻抗元件。 6、 如申請專利範圍第1項或第2項所述的阻抗檢出電 路，其中，前述被檢出阻抗的一端和前述阻抗轉換器的輸 入端子是用非遮蔽的導電體所連接的。 7、 如申請專利範圍第1項或第2項所述的阻抗檢出電 路，其中，前述阻抗轉換器是指電壓增益爲1的電壓跟隨 器0 ---^¾-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T I Φ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（2】0x 297:t ) -22- 591236

   第91120337號專利申請案 中文圖式修正頁民國92年12月31日修正 第7圖