專利名稱：低能耗電荷轉(zhuǎn)移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電荷轉(zhuǎn)移型傳感器，該電荷轉(zhuǎn)移型傳感器包括·測量裝置，用于在接連的周期性時間間隔期間存儲隨著要測量的參數(shù)而變化的 一定量的電荷，·蓄電裝置，用于在兩個間隔之間使測量裝置中所包含的電荷放電，以及·切換裝置，用于在間隔期間將測量裝置電連接到電荷源和用于在間隔之外將測 量裝置電連接到蓄電裝置，·比較器，用于將蓄電裝置的接線端處的電信號與參考信號進行比較并提供測量 結(jié)束信號，以及 微控制器，用于在該微控制器接收到測量結(jié)束信號時確定要測量的參數(shù)的值。
背景技術(shù)：
這種傳感器是公知的，例如為了確定要測量的參數(shù)的變化，例如表示不速之客闖 入房間、機動車的門把手上出現(xiàn)人的手或者甚至容器中的最小/最大液位。測量裝置例如是容量隨著要測量的參數(shù)而顯著變化的電容器或者是感應(yīng)系數(shù)隨 著要測量的參數(shù)而顯著變化的線圈。微控制器以已知方式控制切換裝置，使得微控制器在傳感器工作期間必須強制性 地維持活動狀態(tài)。為了維持活動狀態(tài)，必須強制性地維持電能源對微控制器的供電。尤其 是對于其中能源是容量必然有限的蓄電池的例如機動車輛領(lǐng)域中的車載應(yīng)用，這可能產(chǎn)生 關(guān)于電能源的壽命的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種沒有公知傳感器的限制的傳感器。為此，本發(fā)明提出一種傳感器，除了與以上描述一致的部件之外，該傳感器還包 括在微控制器外部的周期性控制信號生成器，用于控制控制裝置；以及在微控制器外部 的計數(shù)器，用于確定在比較器提供測量結(jié)束信號之前測量裝置存儲電荷所經(jīng)歷的時間間隔 的數(shù)目。在微控制器外部的計數(shù)器基本不怎么消耗能量。此外，該計數(shù)器將與要測量的參 數(shù)成比例的值提供給微控制器。根據(jù)本發(fā)明，微控制器是包括待機模式類型的微控制器，在待機模式期間，構(gòu)成微 控制器的一部分部件可能關(guān)閉，而構(gòu)成微控制器的另一部分部件始終處于活動狀態(tài)。在這 種實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的傳感器的周期性控制信號生成器和計數(shù)器可以是構(gòu)成微控制 器的始終處于活動狀態(tài)的部分的部件。因此，在測量裝置充電并且然后放電的至少一部分采集階段期間，微控制器可被 設(shè)置為處于待機模式，以便很大程度地限制其電能消耗。然后，當(dāng)比較器提供測量結(jié)束信號 時，微控制器被重新激活，以確定要測量的參數(shù)的值。
為了限制傳感器的總消耗，微控制器在測量結(jié)束信號無效時是不活動的。


通過閱讀隨后對根據(jù)本發(fā)明的傳感器的實施例的實例的描述，將更好地理解本發(fā) 明，并且本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點也將變得顯而易見。參照以下附圖來閱讀描述·圖1是根據(jù)本發(fā)明的傳感器的圖，·圖2是示出存在于圖1的傳感器處的信號隨時間變化的時序圖。
具體實施例方式例如，在此考慮安裝在車輛的門把手上的根據(jù)本發(fā)明的傳感器，用于檢測用戶的 手對所述把手的接近度。對手的檢測例如可被隨后用于開門上的鎖。如上所述，傳感器包括測量裝置、切換裝置、比較器和微控制器。在圖1的實例中，測量裝置是測量電容器Cx。在設(shè)想的示例性應(yīng)用中，電容器Cx 的兩個板之一被置于門的把手中，使得電容器的容量隨手出現(xiàn)在把手附近或者離開把手附 近而顯著變化。蓄電裝置是容量比測量電容器的容量大很多的電容器Cs，電容器Cs的容量例如 處于比測量電容器的容量大一千倍的數(shù)量級。在圖1的實例中，切換裝置是三態(tài)開關(guān)M1，適于將電容器Cx或者連接到電壓源 VCC(在設(shè)想的應(yīng)用中為車輛蓄電池)或者連接到電容器Cs。比較器COMP具有連接到蓄電裝置Cs的接線端的正輸入，所述蓄電裝置Cs的另一 接線端被連接到傳感器的接地端。比較器COMP還具有連接到參考電壓源VREF的負輸入。 當(dāng)蓄電裝置的接線端處的電壓變得高于參考電壓VREF時，比較器COMP提供測量結(jié)束信號 SD。根據(jù)本發(fā)明的傳感器還包括在微控制器MP外部的周期性控制信號生成器GEN，用 于控制切換裝置。在圖1的實例中，傳感器還包括計數(shù)器TIMER，例如每當(dāng)生成器GEN產(chǎn)生有效的信 號SC時，該生成器GEN就使該計數(shù)器TIMER遞增。在所謂的測量初始化階段期間，計數(shù)器TIMER被設(shè)置為零并且蓄電裝置Cs放電。傳感器的運行如下。生成器GEN產(chǎn)生周期性信號SC(參見圖2)。在周期T期間·當(dāng)信號SC變?yōu)橛行r，計數(shù)器TIMER遞增?！ぎ?dāng)信號SC有效時，測量裝置被連接到源VCC，并在時間間隔DTl期間充電，在所 述時間間隔DTl期間，信號SC保持處于有效狀態(tài)。 當(dāng)信號SC無效時，測量裝置被連接到蓄電裝置，并在時間間隔DT2期間在所述蓄 電裝置中放電，而且電壓VS升高。在所謂的第一采集階段期間，測量裝置連續(xù)多次(例如處于數(shù)百次的數(shù)量級)充 電然后放電。在該階段期間，微控制器MP的全部或部分處于待機模式，以限制能耗。在蓄電裝置的接線端處的電壓變得高于參考電壓VREF時，比較器產(chǎn)生測量結(jié)束 信號SD，這時采集階段結(jié)束。
當(dāng)測量結(jié)束信號被產(chǎn)生時，微控制器MP被重新激活。該微控制器MP讀取計數(shù)器 TIMER的值NB，并從其得出測量裝置Cx的容量值，該測量裝置Cx的容量值與計數(shù)器TIMER 的值NB成比例。根據(jù)測量裝置Cx的容量隨時間的變化，植入微控制器MP中的檢測算法允 許確定例如用戶是否已靠近了車輛的門把手以及是否表現(xiàn)出了通過使其手靠近而進入車 輛的意圖。如在圖1中所見到的那樣，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，生成器GEN和計數(shù)器TIMER在微控 制器MP的外部，使得微控制器MP在整個采集階段期間都可被設(shè)置為處于待機模式，而且只 需要在信號SC的所有NB個周期中的周期T期間維持微控制器MP處于活動狀態(tài)就足矣。在可替換的實施方式中，比較器COMP可被集成到微控制器MP中而不會背離本發(fā) 明的范圍。
權(quán)利要求
一種電荷轉(zhuǎn)移型傳感器，其包括·測量裝置(Cx)，用于在接連的周期性時間間隔(DT1)期間存儲隨著要測量的參數(shù)變化的一定量的電荷，·蓄電裝置(Cs)，用于在兩個間隔(DT1)之間使所述測量裝置(Cx)中所包含的電荷放電，·切換裝置(M1)，用于在所述間隔(DT1)期間將所述測量裝置(Cx)電連接到電荷的源(VCC)和用于在所述間隔(DT1)之外將所述測量裝置(Cx)電連接到所述蓄電裝置(Cs)，·比較器(COMP)，用于將所述蓄電裝置的接線端處的電信號(VS)與參考信號(VREF)進行比較并提供測量結(jié)束信號(SD)，·微控制器(MP)，用于在所述微控制器(MP)接收到所述測量結(jié)束信號(SD)時確定所述要測量的參數(shù)的值，·在所述微控制器(MP)外部的周期性控制信號生成器(GEN)，用于控制所述切換裝置(M1)，以及·在所述微控制器(MP)外部的計數(shù)器(TIMER)，用于確定在所述比較器(COMP)提供測量結(jié)束信號(SD)之前所述測量裝置(Cx)存儲電荷所經(jīng)歷的時間間隔(DT1)的數(shù)目(NB)，其特征在于，所述周期性控制信號生成器(GEN)和/或所述計數(shù)器(TIMER)是微控制器的始終處于活動狀態(tài)的部分的組件，所述微控制器的另一部分能被設(shè)置為處于待機模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中，所述微控制器(MP)在所述測量結(jié)束信號(SD) 無效時是不活動的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電荷轉(zhuǎn)移型傳感器，該電荷轉(zhuǎn)移型傳感器包括測量裝置(Cx)，用于在接連的周期性時間間隔(DT1)期間存儲隨著要測量的參數(shù)變化的一定量的電荷；蓄電裝置(Cs)，用于在兩個間隔(DT1)之間使測量裝置(Cx)中所包含的電荷放電；切換裝置(M1)，用于在間隔(DT1)期間將測量裝置(Cx)電連接到電荷的源(VCC)和用于在所述間隔(DT1)之外將測量裝置(Cx)電連接到蓄電裝置(Cs)；比較器(COMP)，用于將蓄電裝置的接線端處的電信號(VS)與參考信號(VREF)進行比較并用于提供測量結(jié)束信號(SD)；微控制器(MP)，用于在其接收到測量結(jié)束信號(SD)時確定要測量的參數(shù)的值；在微控制器(MP)外部的周期性控制信號生成器(GEN)，用于控制切換裝置(M1)；以及在微控制器(MP)外部的計數(shù)器(TIMER)，用于確定在比較器(COMP)提供測量結(jié)束信號(SD)之前測量裝置(Cx)存儲電荷所經(jīng)歷的時間間隔(DT1)的數(shù)目(NB)；其特征在于周期性控制信號生成器(GEN)和/或計數(shù)器(TIMER)是微控制器的始終處于活動狀態(tài)的部分的部件，而所述微控制器的其它部分可被切換到待機模式。
文檔編號H03K17/00GK101911489SQ200880124810
公開日2010年12月8日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者F·坎蒂, X·烏爾恩 申請人:法國歐陸汽車公司