[发明专利]基于受控负阻抗的谐振阻抗感测

权利要求书

1.一种可操作以捕获谐振传感器对目标的响应的电路，其中所述谐振传感器包括以谐振阻抗损耗因子和符合谐振器振荡振幅和谐振器振荡频率的谐振状态表征的谐振器，所述谐振状态包含符合稳态振荡的谐振状态，所述电路包括：

D类负阻抗电路，其被配置为用负阻抗将电流驱动到所述谐振器中，所述D类负阻抗电路包括：

比较器，其被配置为接收谐振器振荡电压并且提供具有与所述谐振器振荡频率同步的频率的D类开关输出；

电流驱动电路，其被配置为基于符合受控负阻抗量值的回路控制信号输出驱动电流；以及

H桥电路，其被配置为将所述驱动电流源连接到所述谐振器；

所述比较器D类开关输出控制所述H桥电路以维持正反馈，从而用所述负阻抗来驱动所述谐振器；以及

回路控制电路，其被配置为基于所检测到的传感器谐振状态生成所述回路控制信号，从而使得所述驱动电流的时间均值符合所述受控负阻抗的量值，所述受控负阻抗基本上抵消所述传感器谐振器损耗以维持稳态振荡；

由此建立负阻抗控制回路，所述负阻抗控制回路包括作为回路滤波器的所述传感器谐振器，并且控制负阻抗，从而使得所述回路控制信号符合表示所述传感器对所述目标的所述响应的传感器响应数据。

2.根据权利要求1所述的电路，其中检测到的谐振状态符合谐振器振荡振幅，并且其中所述负阻抗控制回路被配置为至少部分地通过控制谐振器振荡振幅来控制负阻抗。

3.根据权利要求2所述的电路，其中所述回路控制电路被配置为基于谐振器振荡振幅相对于符合稳态振荡的基准振幅信号的差值提供所述回路控制信号。

4.根据权利要求1所述的电路，

其中所述电流驱动电路包含被配置为向所述传感器谐振器供应至少两个电流驱动水平的多级电流驱动电路；以及

其中所述回路控制电路控制所述电流驱动水平之间的切换。

5.一种可操作以捕获谐振传感器对目标的响应的系统，其包含：

谐振传感器，其包含以谐振阻抗损耗因子和符合谐振器振荡振幅和谐振器振荡频率的谐振状态表征的谐振器，所述谐振状态包括符合稳态振荡的谐振状态；

电感数据转换器电路，其被耦接到所述传感器谐振器，并且被配置为将所述传感器对所述目标的响应转换成传感器响应数据，其包括：

D类负阻抗电路，其被配置用负阻抗将电流驱动到所述谐振器中，所述D类负阻抗电路包括：

比较器，其被配置为接收谐振器振荡电压并且提供具有与所述谐振器振荡频率同步的频率的D类开关输出；

电流驱动电路，其被配置为基于符合受控负阻抗量值的回路控制信号输出驱动电流；以及

H桥电路，其被配置为将所述驱动电流源连接到所述谐振器；

所述比较器D类开关输出控制所述H桥电路以维持正反馈，从而用所述负阻抗来驱动所述谐振器；以及

回路控制电路，其被配置为基于所检测到的传感器谐振状态生成所述回路控制信号，从而使得所述驱动电流的时间均值符合所述受控负阻抗的量值，所述受控负阻抗基本上抵消所述传感器谐振器损耗以维持稳态振荡；

由此建立负阻抗控制回路，所述负阻抗控制回路包括作为回路滤波器的所述传感器谐振器，并且控制负阻抗，从而使得所述回路控制信号符合表示所述传感器对所述目标的所述响应的传感器响应数据。

6.根据权利要求5所述的系统，其中检测到的谐振状态符合谐振器振荡振幅，并且其中所述负阻抗控制回路被配置为至少部分地通过控制谐振器振荡振幅来控制负阻抗。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述回路控制电路被配置为基于谐振器振荡振幅相对于符合稳态振荡的基准振幅信号的差值提供所述回路控制信号。

8.根据权利要求5所述的系统，

其中所述电流驱动电路包括被配置为向所述传感器谐振器供应至少两个电流驱动水平的多级电流驱动电路；以及

其中所述回路控制电路控制所述电流驱动水平之间的切换。