[发明专利]一种电压电阻电容自动测量的方法及电路

权利要求书

1.一种电压电阻电容自动测量的电路，包括外部信号输入电路、内部开关网络电路、基准信号输出与电流源产生电路、通道切换与ADC采集电路和比较器输出电路；外部信号输入电路与内部开关网络电路连接，内部开关网络电路与通道切换与ADC采集电路和基准信号输出与电流源产生电路连接；

其特征在于，外部信号输入电路包括电阻R5和输入端口A1、电阻R6和输入端口A2、电阻R7和输入端口A4；内部开关网络电路包括电阻R1、R2、R3、R4和开关K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10、K11；A1一端通过开关K1、K3、K5和K7分别连接到电阻R4、R3、R2和R1，R1电阻与开关K11连接，K11另一端口连接COM端口；A2的一端通过开关K2、K4、K6和K8分别连接到电阻R4、R3、R2和R1，R1电阻与开关K12连接；AVDDR通过开关K9连接电阻R3和R2公共端；VSS通过开关K10连接电阻R3和R2公共端。

2.根据权利要求1所述的一种电压电阻电容自动测量的电路，其特征在于，基准信号输出与电流源产生电路包括开关K12、K13、K14、K15、K16、NMOS管Q1和PMOS管Q2、运放OPA和通道切换MUX1；开关K12与开关K13连接，开关K13的另一端与运放OPA的输出端OPOUT连接；运放OPA的负输入端连接到开关K12、开关K13、NMOS管Q1和PMOS管Q2的公共端，运放OPA的正输入端连OPIN接到开关K16，开关K16的另一端与通道切换MUX1的输出端连接；开关K14一端连接运放OPA的输出端OPOUT，另一端连接NMOS管Q1的栅极；开关K15一端连接运放OPA的输出端OPOUT，另一端连接PMOS管Q2的栅极。

3.根据权利要求1所述的一种电压电阻电容自动测量的电路，其特征在于，通道切换与ADC采集电路包括通道切换MUX2和模数转换器ADC；VA、VB、VC和VD点电压分别通过控制通道切换MUX2选择V1P和V1N到ADC输入端采集信号。

4.根据权利要求1所述的一种电压电阻电容自动测量的电路，其特征在于，比较器输出电路包括比较器CMPH、CMPL和锁存器LATCH；A4端口连接到比较器CMPH的正输入端和比较器CMPL的负输入端，比较器CMPH的负输入端口连接COM端口，比较器CMPH的输出端CMPH_OUT连接到锁存器LATCH输入端，比较器CMPL的正输入端口连接VDR22，比较器CMPL的输出端CMPL_OUT连接到锁存器LATCH另一输入端，锁存器输出端LATCH_OUT连接到捕捉模块。

5.根据权利要求1所述的一种电压电阻电容自动测量的电路，其特征在于，当CMPH比较器输出高电平，且CMPL比较器输出低电平，则判定输入信号为电压信号；当CMPH比较器输出低电平，且CMPL比较器输出高电平，则判定输入信号为电容信号；当CMPH比较器输出低电平，且CMPL比较器输出低电平，则判定输入信号为电阻信号。

6.一种电压电阻电容自动测量的方法，其特征在于，包括权利要求1-5任一所述的电压电阻电容自动测量的电路，其方法包括；

电压信号的测量，电压信号通过电阻R5连接到A1端口，A1端口连接内部的开关网络，根据不同的量程进行开关切换，R1电阻连接开关K11，开关K11连接到COM；且令，Res1＝R1；Res2＝R1+R2；Res3＝R1+R2+R3；Res4＝R1+R2+R3+R4；

电阻信号的测量，电阻信号通过电阻R6连接到A2端口，A2端口连接内部的开关网络，根据不同的量程进行开关切换，R1电阻连接开关K12，开关K12与开关K13连接，开关K13的另一端与运放OPA的输出端连接；运放输出端电压为Vop，COM端的电压为Vcom，

待测电阻为Rx，内部参考电阻为Rr；

电容信号的测量，AVDDR通过开关K9连接到电阻R2，电阻R2另一端连接电阻R1，电阻R1连接开关K12，开关K12连接到PMOS管Q2的源极，PMOS管Q2的栅极连接到开关K15，开关K15另一端与运放OPA的输出端OPOUT连接；PMOS管Q2的漏极连接到A2端口，A2端口连接电阻R6到待测电容端给电容；

V_OP、V_CMPH均为AVDDR的一个分压，设其系数分别为a、b，即：V_OP＝a×AVDDR；V_CMPH＝b×AVDDR；Rc＝R1+R2

换算成：

系数a、b由设置的分压比决定，△t由芯片内部经过校准的时钟计数得出，R_C由校准得到。