[发明专利]基于Sigma-Delta调制的电容传感器检测方法

权利要求书

1.一种基于Sigma-Delta 调制的电容传感器检测方法，其特征在于，提供：感应电容、电容数字转换器、数字抽取滤波器以及时序控制电路；所述感应电容与所述电容数字转换器相连，所述数字抽取滤波器与所述电容数字转换器相连，所述时序控制电路分别与所述电容数字转换器以及所述数字抽取滤波器相连；所述电容数字转换器采用Sigma-Delta 调制器；所述电容数字转换器将所述感应电容的变化量转换为电荷信号，然后对电荷信号进行Sigma-Delta 调制，输出数字码流，所述数字抽取滤波器对所述数字码流进行滤波和降采样处理，并输出一用于表征所述感应电容的数字量。

2.根据权利要求1所述的基于Sigma-Delta 调制的电容传感器检测方法，其特征在于，所述电容数字转换器采用比率测量法，且所述感应电容与所述Sigma-Delta 调制器片内参考电容的比值为所述电容数字转换器输出码流的密度。

3.根据权利要求1所述的基于Sigma-Delta 调制的电容传感器检测方法，其特征在于，所述Sigma-Delta 调制器为三阶Sigma-Delta 调制器。

4.根据权利要求3所述的基于Sigma-Delta 调制的电容传感器检测方法，其特征在于，所述三阶Sigma-Delta 调制器中第一级积分器系数为0.16，第二级积分器系数为0.5，第三级积分器系数为0.2。

5.根据权利要求4所述的基于Sigma-Delta 调制的电容传感器检测方法，其特征在于，所述第一级积分器、所述第二级积分器以及所述第三级积分器均包括一跨导运放以及分别与所述跨导运放匹配的正向通路和负向通路；所述正向通路与所述负向通路对称设置，且均包括：第一开关、第二开关、第一开关对应的第一延时开关、第二开关对应的第二延时开关、储能电容以及积分电容。

6.根据权利要求5所述的基于Sigma-Delta 调制的电容传感器检测方法，其特征在于，所述正向通路中的第一延时开关的两端分别与所述跨导运放的负向输入端以及正向输出端相连；所述正向通路中的积分电容的一端与所述跨导运放的正向输出端相连，另一端与所述第二开关的一端相连；所述第二开关的另一端与所述正向通路中的储能电容的一端连接；所述正向通路中的储能电容的另一端与所述跨导运放的负向输入端相连；所述正向通路中第一开关的一端与所述第二开关的一端相连，另一端接共模电压；

所述负向通路中的第一延时开关的两端分别与所述跨导运放的正向输入端以及负向输出端相连；所述负向通路中的积分电容的一端与所述跨导运放的负向输出端相连，另一端与所述第二开关的一端相连；所述第二开关的另一端与所述负向通路中的储能电容的一端连接；所述负向通路中的储能电容的另一端与所述跨导运放的正向输入端相连；所述负向通路中第一开关的一端与所述第二开关的一端相连，另一端接共模电压。

7.根据权利要求5所述的基于Sigma-Delta 调制的电容传感器检测方法，其特征在于，所述第一级积分器中的正向通路以及负向通路的输入端均分别与对应的感应电容以及匹配的补偿电容相连。

8.根据权利要求5所述的基于Sigma-Delta 调制的电容传感器检测方法，其特征在于，所述跨导运放采用基于反相器结构的电流饥饿型OTA。

9.根据权利要求5所述的基于Sigma-Delta 调制的电容传感器检测方法，其特征在于，所述第一开关以及第二开关采用两相非交叠时钟控制。

10.根据权利要求1所述的基于Sigma-Delta 调制的电容传感器检测方法，其特征在于，所述数字抽取滤波器采用sinc⁴滤波器。