[发明专利]用于电容传感器的表面电荷减少技术

权利要求书

1.一种感测物理量的差分电容换能器系统，所述差分电容换能器系统包括：

基于所述物理量生成第一芯输出的第一电容芯，所述第一电容芯包括第一可变电容器、第二可变电容器、耦合至所述第一可变电容器的第一芯输入端、耦合至所述第二可变电容器的第二芯输入端以及耦合至所述第一可变电容器和所述第二可变电容器之间的第一公共节点的第一芯输出端；

基于所述物理量生成第二芯输出的第二电容芯，所述第二电容芯包括第三可变电容器、第四可变电容器、耦合至所述第三可变电容器的第三芯输入端、耦合至所述第四可变电容器的第四芯输入端以及耦合至所述第三可变电容器和所述第四可变电容器之间的第二公共节点的第二芯输出端；

具有高态和低态的斩波系统，所述斩波系统耦合至所述第一电容芯和所述第二电容芯，所述斩波系统具有耦合至第一正信号的第一斩波输入端、耦合至第二负信号的第二斩波输入端、耦合至第一负信号的第三斩波输入端、耦合至第二正信号的第四斩波输入端、第一斩波输出端和第二斩波输出端；

其中，在所述斩波系统处于高态时，所述第一斩波输入端耦合至所述第一芯输入端，所述第二斩波输入端耦合至所述第二芯输入端，所述第三斩波输入端耦合至所述第三芯输入端，所述第四斩波输入端耦合至所述第四芯输入端，所述第一斩波输出端耦合至所述第一芯输出端，所述第二斩波输出端耦合至所述第二芯输出端；并且

其中，在所述斩波系统处于低态时，所述第一斩波输入端耦合至所述第三芯输入端，所述第二斩波输入端耦合至所述第四芯输入端，所述第三斩波输入端耦合至所述第一芯输入端，所述第四斩波输入端耦合至所述第二芯输入端，所述第一斩波输出端耦合至所述第二芯输出端，所述第二斩波输出端耦合至所述第一芯输出端。

2.根据权利要求1所述的差分电容换能器系统，其中，所述第一正信号与所述第一负信号具有基本相同的幅值和相反的极性，所述第二负信号与所述第二正信号具有基本相同的幅值和相反的极性。

3.根据权利要求1所述的差分电容换能器系统，还包括接收所述第一芯输出和所述第二芯输出并且生成换能器信号的积分电路。

4.根据权利要求3所述的差分电容换能器系统，还包括：

对所述换能器信号和参考电压求和并且生成所述第一正信号和所述第一负信号的第一差分求和电路，

对所述换能器信号和反相参考电压求和并且生成所述第二正信号和所述第二负信号的第二差分求和电路，所述参考电压和所述反相参考电压具有基本相同的幅值和相反的极性。

5.根据权利要求4所述的差分电容换能器系统，还包括：

将所述换能器信号反馈回所述第一差分求和电路的第一反馈路径；以及

将所述换能器信号反馈回所述第二差分求和电路的第二反馈路径。

6.根据权利要求1所述的差分电容换能器系统，其中，所述第一可变电容器和所述第三可变电容器对所述物理量的反应基本相同，所述第二可变电容器和所述第四可变电容器对所述物理量的反应基本相同。

7.根据权利要求1所述的差分电容换能器系统，其中，所述第一电容芯包括第一固定电容板、第二固定电容板、第一可移动电容板和第二可移动电容板；所述第一可移动电容板耦合至所述第二可移动电容板；所述第一可变电容器由所述第一固定电容板和所述第一可移动电容板形成；所述第二可变电容器由所述第二固定电容板和所述第二可移动电容板形成；并且

所述第二电容芯包括第三固定电容板、第四固定电容板、第三可移动电容板和第四可移动电容板；所述第三可移动电容板耦合至所述第四可移动电容板；所述第三可变电容器由所述第三固定电容板和所述第三可移动电容板形成；所述第四可变电容器由所述第四固定电容板和所述第四可移动电容板形成。

8.根据权利要求7所述的差分电容换能器系统，其中，所述第一可移动电容板耦合至所述第三可移动电容板。

9.根据权利要求1所述的差分电容换能器系统，还包括具有主时钟频率的主时钟和具有斩波时钟频率的斩波时钟，所述主时钟控制所述第一电容器芯和所述第二电容器芯的充电和放电，所述斩波时钟控制所述斩波系统何时处于高态和低态。

10.根据权利要求9所述的差分电容换能器系统，其中，所述主时钟频率和所述斩波时钟频率使得所述第一芯输入端、所述第二芯输入端、所述第三芯输入端和所述第四芯输入端的每者上的随着时间推移的平均电压基本为零伏。