[发明专利]电容式感测设备

权利要求书

1.一种电容式感测设备，包括：

天线电极，其用于响应于所述天线电极中引起的交变电压而发出交变电场，

以及控制和评估电路，其包括：

跨阻抗放大器装置，所述跨阻抗放大器装置被配置为用于通过向所述天线电极注入电流来将所述天线电极中的所述交变电压维持为等于参考电压节点上的交变参考电压，并且测量所述电流，

微控制器，以及

第一多路复用器，所述第一多路复用器被配置和布置为用于将所述天线电极交替地切换到所述跨阻抗放大器装置的输入节点和所述交变参考电压节点，

其中，所述跨阻抗放大器装置包括第二多路复用器以及具有反相输入端和非反相输入端的差分跨阻抗放大器，所述第二多路复用器被配置和布置为用于将所述跨阻抗放大器装置的所述输入节点上的信号交替地切换到所述差分跨阻抗放大器的所述反相输入端和非反相输入端，其中，所述微控制器被配置为用于利用数字控制信号来控制所述第二多路复用器，其中，所述第二多路复用器和所述差分跨阻抗放大器以及能够操作地连接到所述差分跨阻抗放大器的第一低通滤波器一起形成同步整流器装置。

2.根据权利要求1所述的电容式感测设备，其中，所述差分跨阻抗放大器的所述反相输入端和所述非反相输入端通过相应的保护电容器交流耦合到所述参考电压节点。

3.根据权利要求1至2中的任一项所述的电容式感测设备，进一步包括能够操作地布置在所述跨阻抗放大器装置的所述输入节点处的第二低通滤波器。

4.根据权利要求3所述的电容式感测设备，其中，所述第一低通滤波器包括分别布置在所述反相输入端和所述非反相输入端中的第一铁氧体磁珠和第二铁氧体磁珠，以及用于将所述第一铁氧体磁珠和所述第二铁氧体磁珠的下游端交流耦合到地的第一滤波电容器和第二滤波电容器。

5.根据权利要求1至2中的任一项所述的电容式感测设备，其中，所述微控制器包括用于提供数字信号的数字输出端，并且其中，所述控制和评估电路包括能够操作地连接到所述数字输出端的第三低通滤波器，以便通过对所述数字信号进行低通滤波来生成所述交变参考电压。

6.根据权利要求5所述的电容式感测设备，其中，所述第三低通滤波器包括LC低通滤波器。

7.根据权利要求5所述的电容式感测设备，包括能够操作地连接到所述第三低通滤波器的驱动屏蔽电极，从而使所述交变参考电压施加到所述驱动屏蔽电极。

8.根据权利要求6所述的电容式感测设备，包括能够操作地连接到所述第三低通滤波器的驱动屏蔽电极，从而使所述交变参考电压施加到所述驱动屏蔽电极。

9.根据权利要求7或8所述的电容式感测设备，包括屏蔽电缆，所述屏蔽电缆包括芯导体和围绕所述芯导体的屏蔽导体，其中，所述天线电极经由所述芯导体能够操作地与所述控制和评估电路连接，并且其中，所述驱动屏蔽电极经由所述屏蔽导体能够操作地连接到所述第三低通滤波器。

10.根据权利要求1至2中的任一项所述的电容式感测设备，包括利用开关能够受控地切换成与所述天线电极并联的至少一个标准阻抗，其中，所述开关被布置为与所述至少一个标准阻抗串联并由所述微控制器控制。

11.根据权利要求1至2中的任一项所述的电容式感测设备，其中，所述微控制器包括测量输入端，其中，所述跨阻抗放大器装置的输出端经由另外的低通滤波器能够操作地与所述测量输入端连接，所述另外的低通滤波器包括偏移校正电路。

12.根据权利要求1至2中的任一项所述的电容式感测设备，进一步包括连接在所述天线电极和所述跨阻抗放大器装置的所述参考电压输入端之间的第一旁路电容器和连接在所述参考电压输入端和电路接地之间的第二旁路电容器。

13.一种组合的电容式感测和加热系统，包括根据权利要求1至2中的任一项所述的电容式感测设备，其中，所述天线电极是加热电路的一部分。