[发明专利]一种基于频率转换的电容传感器接口电路

说明书

本发明公开一种基于频率转换的电容传感器接口电路，由基于电容变化的频率调制电路和频率电压转换电路组成；基于电容变化的频率调制电路的输入端形成整个接口电路的输入端，与被测电容连接；基于电容变化的频率调制电路的输出端连接频率电压转换电路的输入端；频率电压转换电路的输出端形成整个接口电路的输出端；通过基于电容变化的频率调制电路先将被测电容值转换为频率值，再通过频率电压转换电路将频率值转换为电压值。本发明能够有效抑制低频处噪声的影响，仅需要一个输入信号周期，可将频率信号转化为相应的电压信号，减小了输出的延时，极大的提高电容传感器接口电路反应速度。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种基于频率转换的电容传感器接口电路。

背景技术

传感器作为测量系统中的一种前端部件，能够感知外界物理量、化学量和生物信息的变化，并按照一定的规律将这些非电量信息转换成电子系统可检测、可处理的电信号。传感器已经被广泛的应用于工业生产、交通运输、国防军事以及生物医疗等领域，随着科技的不断进步，传感器逐渐向着小型化、集成化、智能化的方向发展。

相比于电阻性传感器，电容性传感器本身并不消耗任何静态电流，所以在低功耗的便携式移动终端、可穿戴设备等领域获得了广泛的应用。当电容性传感器确定后，传感系统的主要性能处决于连接到电容性传感器的接口电路。因此，对接口电路的检测范围、功耗与精度等性能指标提出了较高的要求。传统的电容性传感器接口电路，直接将电容值的变化量放大，转换为电压值的变化，并且多数采用电荷泵积分方法，需要经过多个周期对电荷泵充电，才能产生稳定的输出电压，导致整个接口电路工作速度较慢，功耗较大，准确度与灵敏度不高，占用过多的芯片面积，易受温度、噪声和外界因素的干扰，使得其应用受到较大限制。

发明内容

本发明所要解决的是传统电容性传感器接口电路所存在的问题，提供一种基于频率转换的电容传感器接口电路。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于频率转换的电容传感器接口电路，由基于电容变化的频率调制电路和频率电压转换电路组成；基于电容变化的频率调制电路的输入端形成整个接口电路的输入端，与被测电容C_sen连接；基于电容变化的频率调制电路的输出端连接频率电压转换电路的输入端；频率电压转换电路的输出端形成整个接口电路的输出端V_out；通过基于电容变化的频率调制电路先将被测电容值C_sen转换为频率值，再通过频率电压转换电路将频率值转换为电压值。