[发明专利]电容值测量电路及其测量方法

权利要求书

1.一种电容值测量电路，包括：

参考电容，具有第一端与第二端，所述第一端选择性连接至第一参考电压或第二参考电压；

待测电容，具有第一端与第二端，所述第一端选择性连接至所述第一参考电压或所述第二参考电压；

操作放大器，具有第一输入端、第二输入端与输出端，所述第一输入端连接至所述参考电容的所述第二端与所述待测电容的所述第二端，所述第二输入端连接至第三参考电压；

逼近单元，具有输入端与输出端，所述输入端连接至所述操作放大器的所述输出端；以及

转换单元，具有输入端与输出端，所述输入端连接至所述逼近单元的所述输出端，且所述输出端直接连接至所述操作放大器的所述第一输入端；

其中，所述参考电容与所述待测电容分别耦合第一电荷量与第二电荷量至所述操作放大器的所述第一输入端，所述第一电荷量与所述第二电荷量在所述操作放大器的所述第一输入端形成输入电压，所述转换单元直接耦合第三电荷量至所述操作放大器的所述第一输入端或所述转换单元对所述操作放大器的所述第一输入端充放电，直到所述操作放大器的所述第一输入端的所述输入电压趋近于所述第三参考电压。

2.根据权利要求1所述的电容值测量电路，其中，

如果所述待测电容与所述参考电容的电容值不同，则所述操作放大器的所述第一输入端的所述输入电压不同于所述第三参考值，所述操作放大器传送一输出电压给所述逼近单元；

根据所述操作放大器的所述输出电压，所述逼近单元输出一数字输出信号至所述转换单元；

所述转换单元根据所述逼近单元的所述数字输出信号而耦合所述第三电荷量至所述操作放大器的所述第一输入端，或者，所述转换单元根据所述逼近单元的所述数字输出信号而对所述操作放大器的所述第一输入端充放电；以及

所述逼近单元进行一连续逼近操作直到所述输入电压趋近于所述第三参考电压，所述逼近单元的所述数字输出信号反应所述待测电容与所述参考电容间的一电容差值，以得知所述待测电容的电容值。

3.根据权利要求1所述的电容值测量电路，还包括：

第一开关，具有第一端与第二端，所述第一端连接至所述参考电容的所述第一端，所述第二端则选择性连接至所述第一参考电压或所述第二参考电压；

第二开关，具有第一端与第二端，所述第一端连接至所述待测电容的所述第一端，所述第二端则选择性连接至所述第一参考电压或所述第二参考电压；以及

第三开关，具有第一端与第二端，所述第一端连接至所述操作放大器的所述第一输入端，所述第二端则选择性连接至所述第三参考电压或所述操作放大器的所述输出端。

4.根据权利要求3所述的电容值测量电路，其中，在一初始状态下，

所述第一开关连接至所述第二参考电压；

所述第二开关连接至所述第一参考电压；

所述第三开关连接所述操作放大器的所述第一输入端至所述第三参考电压或所述操作放大器的所述输出端。

5.根据权利要求4所述的电容值测量电路，其中，在开始测量时：

所述第一开关由所述第二参考电压切换至所述第一参考电压，以耦合所述第一电荷量至所述操作放大器的所述第一输入端；

所述第二开关由所述第一参考电压切换至所述第二参考电压，以耦合所述第二电荷量至所述操作放大器的所述第一输入端；以及

所述第三开关断路。

6.一种电容值测量方法，包括：

初始化一操作放大器；

选择性切换一参考电容至第一参考电压或第二参考电压，以耦合第一电荷量至所述操作放大器的第一输入端，其中所述操作放大器的第二输入端连接至第三参考电压；

选择性切换一待测电容至所述第一参考电压或所述第二参考电压，以耦合第二电荷量至所述操作放大器的所述第一输入端；

比较所述操作放大器的所述第一输入端的输入电压与所述第三参考电压；以及

根据所述比较结果，用连续逼近方式以直接耦合第三电荷量至所述操作放大器的所述第一输入端或者对所述操作放大器的所述第一输入端充放电，直到所述输入电压趋近于所述第三参考电压，其中，一连续逼近结果反应所述待测电容的所述电容值。