一種低功耗全數(shù)字電容式傳感器接口電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種低功耗全數(shù)字電容式傳感器接口電路，包括傳感器控制振蕩器和數(shù)字控制振蕩器，傳感器控制振蕩器和數(shù)字控制振蕩器均由環(huán)形振蕩器組成，傳感器控制振蕩器連接有傳感器電容，且傳感器電容通過輸出信號頻率檢測器檢測輸出信號頻率，傳感器電容輸出信號頻率通過頻率調(diào)整電容調(diào)制，數(shù)字控制振蕩器連接有可變負(fù)載電容，且可變負(fù)載電容通過輸出信號頻率鑒相器調(diào)制頻率，所述可變負(fù)載電容包括可編程電容和偏置電容，所述可編程電容收到控制開關(guān)接入，所述偏置電容受到虛擬電容的變化控制，采用在頻率域處理傳感器信號的鎖相環(huán)接口電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用全數(shù)字結(jié)構(gòu)，電路結(jié)構(gòu)簡單，可以采用接近工藝閾值電壓的超低電源電壓，功效小。
【專利說明】
一種低功耗全數(shù)字電容式傳感器接口電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及于傳感器接口電路技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種低功耗全數(shù)字電容式傳感器接口電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電容式傳感器利用電容器原理，將外界環(huán)境中待測的非電量轉(zhuǎn)換為電容量，再將電容量的變化轉(zhuǎn)換為電壓、頻率等輸出量，被廣泛地應(yīng)用在壓力、濕度、加速度、位移、氣體等檢測中，當(dāng)前由于微電子技術(shù)的發(fā)展，能夠很好地將電容式傳感器與讀出電路、信號處理電路等集成在同一芯片上，不僅大大降低系統(tǒng)成本，而且可以提高檢測精度，所以電容式傳感器被廣泛地應(yīng)用于集成傳感器的設(shè)計中。
[0003]但是目前我們使用的電容式傳感器，存在著以下幾方面的問題:第一，管閾值電壓的減少不如電源電壓減小的那么顯著，可設(shè)計允許的輸出電壓范圍??；第二，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電源電壓高于工藝閾值電壓;第三:功耗較大。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對以上問題，本實用新型提供了一種低功耗全數(shù)字電容式傳感器接口電路，采用在頻率域處理傳感器信號的鎖相環(huán)接口電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用全數(shù)字結(jié)構(gòu)，電路結(jié)構(gòu)簡單，可以采用接近工藝閾值電壓的超低電源電壓，功效小，可以有效解決【背景技術(shù)】中的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:一種低功耗全數(shù)字電容式傳感器接口電路，包括傳感器控制振蕩器和數(shù)字控制振蕩器，所述傳感器控制振蕩器和數(shù)字控制振蕩器均由若干個環(huán)形振蕩器組成，且每個環(huán)形振蕩器均相互并聯(lián)，所述傳感器控制振蕩器連接有傳感器電容，且傳感器電容通過輸出信號頻率檢測器檢測輸出信號頻率，所述傳感器電容輸出信號頻率通過頻率調(diào)整電容調(diào)制，所述數(shù)字控制振蕩器連接有可變負(fù)載電容，且可變負(fù)載電容通過輸出信號頻率鑒相器調(diào)制頻率，所述可變負(fù)載電容包括可編程電容和偏置電容，所述可編程電容收到控制開關(guān)接入，所述偏置電容受到虛擬電容的變化控制。
[0006]作為本實用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述傳感器電容和可變負(fù)載電容之間通過反相器觸發(fā)。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:采用在頻率域處理傳感器信號的鎖相環(huán)接口電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用全數(shù)字結(jié)構(gòu)，電路結(jié)構(gòu)簡單，可以采用接近工藝閾值電壓的超低電源電壓，功效小，輸出信號頻率分別受到輸出信號頻率鑒相器和頻率調(diào)整電容調(diào)制，受到開關(guān)控制接入，而且根據(jù)現(xiàn)行度和流片后的誤差，將可編程電容調(diào)整為傳感器電容變化范圍的I 一 2倍，將虛擬電容取值變小，可以減少功率和增加靈敏度。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)不意圖。
[0009]圖中:1一傳感器控制振蕩器;2—數(shù)字控制振蕩器;3—環(huán)形振蕩器;4一傳感器電容；5—可變負(fù)載電容；6—輸出信號頻率檢測器;7—輸出信號頻率鑒相器;8—控制開關(guān)；9 —可編程電容;10 —虛擬電容;11—偏置電容;12 —反相器;13 —頻率調(diào)整電容。
【具體實施方式】
[0010]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0011]實施例:
[0012]請參閱圖1，本實用新型提供一種技術(shù)方案:一種低功耗全數(shù)字電容式傳感器接口電路，包括傳感器控制振蕩器I和數(shù)字控制振蕩器2，傳感器控制振蕩器I和數(shù)字控制振蕩器2均由若干個環(huán)形振蕩器3組成，且每個環(huán)形振蕩器3均相互并聯(lián)，傳感器控制振蕩器I連接有傳感器電容4，且傳感器電容4通過輸出信號頻率檢測器6檢測輸出信號頻率，傳感器電容4輸出信號頻率通過頻率調(diào)整電容13調(diào)制，數(shù)字控制振蕩器2連接有可變負(fù)載電容5，且可變負(fù)載電容5通過輸出信號頻率鑒相器調(diào)制頻率，可變負(fù)載電容5包括可編程電容9和偏置電容11，可編程電容9收到控制開關(guān)8接入，所述偏置電容11受到虛擬電容1的變化控制，傳感器電容4和可變負(fù)載電容5之間通過反相器12觸發(fā);采用在頻率域處理傳感器信號的鎖相環(huán)接口電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用全數(shù)字結(jié)構(gòu)，電路結(jié)構(gòu)簡單，可以采用接近工藝閾值電壓的超低電源電壓，功效小，輸出信號頻率分別受到輸出信號頻率鑒相器7和頻率調(diào)整電容13調(diào)制，受到開關(guān)控制接入，而且根據(jù)現(xiàn)行度和流片后的誤差，將可編程電容9調(diào)整為傳感器電容變化范圍的I 一 2倍，將虛擬電容1取值變小，可以減少功率和增加靈敏度。
[0013]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種低功耗全數(shù)字電容式傳感器接口電路，包括傳感器控制振蕩器(I)和數(shù)字控制振蕩器(2)，其特征在于:所述傳感器控制振蕩器(I)和數(shù)字控制振蕩器(2)均由若干個環(huán)形振蕩器(3)組成，且每個環(huán)形振蕩器(3)均相互并聯(lián)，所述傳感器控制振蕩器(I)連接有傳感器電容(4)，且傳感器電容(4)通過輸出信號頻率檢測器(6)檢測輸出信號頻率，所述傳感器電容(4)輸出信號頻率通過頻率調(diào)整電容(13)調(diào)制，所述數(shù)字控制振蕩器(2)連接有可變負(fù)載電容(5)，且可變負(fù)載電容(5)通過輸出信號頻率鑒相器調(diào)制頻率，所述可變負(fù)載電容(5)包括可編程電容(9)和偏置電容(11)，所述可編程電容(9)收到控制開關(guān)(8)接入，所述偏置電容(11)受到虛擬電容(10)的變化控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低功耗全數(shù)字電容式傳感器接口電路，其特征在于:所述傳感器電容(4)和可變負(fù)載電容(5)之間通過反相器(12)觸發(fā)。
【文檔編號】H03K19/0175GK205647491SQ201620327467
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】譚韜
【申請人】貴州師范學(xué)院