[发明专利]生成指示可变电容器的电容的传感器信号的设备和方法

说明书

技术领域

实施例涉及可变电容器技术且特别是涉及用于生成指示关于包括可变电容的可变电容器的电容的信息的传感器信号的设备和用于生成指示关于包括可变电容的可变电容器的电容的信息的传感器信号的方法。

背景技术

在大范围的应用中使用具有可变电容的电容器。例如，在也称为电容器扩音器或静电扩音器的电容式扩音器的换能器或其它机电压力感测装置中，薄膜或隔膜可充当可变电容器的一个板。压力变化导致电容器板之间的距离的变化，引起电容变化。

独立于可变电容器的特定应用，期望以高准确度来检测可变电容器的电容的改变。

发明内容

根据实施例的一种用于生成指示关于包括可变电容的可变电容器的电容的信息的传感器信号的设备包括传感器单元和补偿单元。传感器单元被配置成在可变电容器以预定义偏置电压被偏置的同时生成传感器信号，该传感器信号指示关于由可变电容器的电容变化而引起的流过传感器单元与可变电容器之间的连接的变化电流的信息。此外，补偿单元被配置成影响传感器信号或提供能够影响传感器信号的补偿信号，使得传感器信号包括比在没有补偿单元或补偿信号的影响的情况下的传感器信号更少的非线性信号部分。

由于补偿单元，能够显著地减少传感器信号内的非线性信号部分。这样，能够改善确定电容变化信息或引起电容变化的作用的准确度。

一些实施例涉及一种用于生成指示关于包括可变电容的可变电容器的电容的信息的传感器信号的设备。该设备包括可变电容器、偏置电压单元、传感器单元和补偿单元。可变电容器包括可变电容且偏置电压单元被配置成以预定义偏置电压偏置可变电容器。此外，传感器单元被配置成在可变电容器以预定义偏置电压被偏置的同时生成传感器信号，该传感器信号指示关于由可变电容器的电容变化引起的流过传感器单元与可变电容器之间的连接的变化电流的信息。此外，传感器单元包括具有连接到放大器的反相输入端的电容反馈的反相放大器，并且可变电容器也被连接到放大器的反相输入端。放大器被配置成在放大器的输出端处提供模拟传感器信号。此外，传感器单元包括被连接到放大器且被配置成基于模拟传感器信号的模数转换来生成传感器信号的模数转换器。补偿单元被配置成影响传感器信号或提供能够影响传感器信号的补偿信号，使得传感器信号包括比没有补偿单元或补偿信号的影响的情况下的传感器信号更少的非线性信号部分。此外，补偿单元被配置成通过将由传感器单元生成的传感器信号与补偿信号组合来获得已补偿传感器信号，使得已补偿传感器信号包括比由传感器单元生成的传感器信号更少的非线性信号部分，或者补偿单元被配置成基于由传感器单元生成的传感器信号来计算已补偿传感器信号或被配置成通过基于由传感器单元生成的传感器信号从查找表选择对应的数据而确定已补偿传感器信号。

一些实施例涉及一种用于生成指示关于包括可变电容的可变电容器的电容的信息的传感器信号的设备。该设备包括可变电容器、偏置电压单元、传感器单元和补偿单元。可变电容器包括可变电容。此外，具有可变电容的可变电容器包括在两个背板之间的薄膜。偏置电压单元被配置成以预定义偏置电压偏置变化电容器的薄膜。传感器单元被配置成在可变电容器以预定义偏置电压被偏置的同时生成传感器信号，该传感器信号指示关于由可变电容器的电容变化引起的流过传感器单元与可变电容器之间的连接的变化电流的信息。此外，传感器单元包括具有连接到放大器的反相输入端的电容反馈的反相放大器。可变电容器的第一背板也被连接到放大器的反相输入端，并且放大器被配置成在放大器的输出端处提供传感器信号。补偿单元被配置成提供能够影响传感器信号的补偿信号，使得传感器信号包括比没有补偿信号的影响的情况下的传感器信号更少的非线性信号部分。此外，补偿单元包括具有连接到放大器的反相输入端的电容反馈的反相放大器。可变电容器的第二背板也被连接到放大器的反相输入端，并且放大器被配置成在放大器的输出端处提供补偿信号。