一種低功耗全數字電容式傳感器接口電路制造技術

本實用新型專利技術公開了一種低功耗全數字電容式傳感器接口電路，包括傳感器控制振蕩器和數字控制振蕩器，傳感器控制振蕩器和數字控制振蕩器均由環形振蕩器組成，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整電容調制，數字控制振蕩器連接有可變負載電容，且可變負載電容通過輸出信號頻率鑒相器調制頻率，所述可變負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接口電路結構，應用全數字結構，電路結構簡單，可以采用接近工藝閾值電壓的超低電源電壓，功效小。

Low power consumption full digital capacitive sensor interface circuit

The utility model discloses a low power digital capacitive sensor interface circuit, including sensor controlled oscillator and digital control oscillator, sensor control oscillator and digital control oscillator is composed of a ring oscillator, the oscillator is connected with a sensor control sensing capacitor, and the capacitance of the sensor output signal by frequency detector output signal frequency, the output capacitance sensor the signal frequency by adjusting the capacitance frequency modulation, digital control oscillator is connected with a variable capacitor load and variable load capacitance through the output signal frequency discriminator frequency modulation, the variable load capacitor includes programmable capacitor and capacitor bias, the programmable capacitor receives control switch access, the bias is controlled by changing virtual capacitor capacitance in the frequency domain processing, sensor signal phase-locked loop The utility model is characterized in that the utility model has the advantages of simple structure, simple circuit structure and low power supply voltage which is close to the threshold voltage of the process.

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及于傳感器接口電路
，具體為一種低功耗全數字電容式傳感器接口電路。
技術介紹
電容式傳感器利用電容器原理，將外界環境中待測的非電量轉換為電容量，再將電容量的變化轉換為電壓、頻率等輸出量，被廣泛地應用在壓力、濕度、加速度、位移、氣體等檢測中，當前由于微電子技術的發展，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用于集成傳感器的設計中。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，可設計允許的輸出電壓范圍小；第二，電路結構復雜，電源電壓高于工藝閾值電壓；第三：功耗較大。
技術實現思路
針對以上問題，本技術提供了一種低功耗全數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接口電路結構，應用全數字結構，電路結構簡單，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
技術介紹
中的問題。為實現上述目的，本技術提供如下技術方案：一種低功耗全數字電容式傳感器接口電路，包括傳感器控制振蕩器和數字控制振蕩器，所述傳感器控制振蕩器和數字控制振蕩器均由若干個環形振蕩器組成，且每個環形振蕩器均相互并聯，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整電容調制，所述數字控制振蕩器連接有可變負載電容，且可變負載電容通過輸出信號頻率鑒相器調制頻率，所述可變負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接入，所述偏置電容受到虛擬電容的變化控制。作為本技術一種優選的技術方案，所述傳感器電容和可變負載電容之間通過反相器觸發。與現有技術相比，本技術的有益效果是：采用在頻率域處理傳感器信號的鎖相環接口電路結構，應用全數字結構，電路結構簡單，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整電容調制，受到開關控制接入，而且根據現行度和流片后的誤差，將可編程電容調整為傳感器電容變化范圍的1－2倍，將虛擬電容取值變小，可以減少功率和增加靈敏度。附圖說明圖1為本技術結構示意圖。圖中：1－傳感器控制振蕩器；2－數字控制振蕩器；3－環形振蕩器；4－傳感器電容；5－可變負載電容；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；9－可編程電容；10－虛擬電容；11－偏置電容；12－反相器；13－頻率調整電容。具體實施方式下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。實施例：請參閱圖1，本技術提供一種技術方案：一種低功耗全數字電容式傳感器接口電路，包括傳感器控制振蕩器1和數字控制振蕩器2，傳感器控制振蕩器1和數字控制振蕩器2均由若干個環形振蕩器3組成，且每個環形振蕩器3均相互并聯，傳感器控制振蕩器1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整電容13調制，數字控制振蕩器2連接有可變負載電容5，且可變負載電容5通過輸出信號頻率鑒相器調制頻率，可變負載電容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8接入，所述偏置電容11受到虛擬電容10的變化控制，傳感器電容4和可變負載電容5之間通過反相器12觸發；采用在頻率域處理傳感器信號的鎖相環接口電路結構，應用全數字結構，電路結構簡單，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和頻率調整電容13調制，受到開關控制接入，而且根據現行度和流片后的誤差，將可編程電容9調整為傳感器電容變化范圍的1－2倍，將虛擬電容10取值變小，可以減少功率和增加靈敏度。以上所述僅為本技術的較佳實施例而已，并不用以限制本技術，凡在本技術的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低功耗全數字電容式傳感器接口電路，包括傳感器控制振蕩器(1)和數字控制振蕩器(2)，其特征在于：所述傳感器控制振蕩器(1)和數字控制振蕩器(2)均由若干個環形振蕩器(3)組成，且每個環形振蕩器(3)均相互并聯，所述傳感器控制振蕩器(1)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整電容(13)調制，所述數字控制振蕩器(2)連接有可變負載電容(5)，且可變負載電容(5)通過輸出信號頻率鑒相器調制頻率，所述可變負載電容(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(8)接入，所述偏置電容(11)受到虛擬電容(10)的變化控制。

【技術特征摘要】
1.一種低功耗全數字電容式傳感器接口電路，包括傳感器控制振蕩器(1)和數字控制振蕩器(2)，其特征在于：所述傳感器控制振蕩器(1)和數字控制振蕩器(2)均由若干個環形振蕩器(3)組成，且每個環形振蕩器(3)均相互并聯，所述傳感器控制振蕩器(1)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整電容(13)調制，所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：譚韜，
申請(專利權)人：貴州師范學院，
類型：新型
國別省市：貴州;52