[发明专利]电感/数据转换器电路及用于感应谐振感测的系统和方法

说明书

在所描述的实例中，一种感应感测系统(100)包含传感器谐振器(112)，其具有经由屏蔽传输线(115)耦合到谐振器电容器(112C)的遥感感应器(112L)。所述屏蔽传输线(115)包含信号线(114A)和屏蔽返回线(114B)。感测感应器(112L)在感测端处连接在所述信号线(114A)和所述屏蔽返回线(114B)之间。所述谐振器电容器(112C)在端子端(116A/B)处连接到至少所述信号线(114A)。电感/数据转换器IDC(190)在所述屏蔽传输线(115)的所述端子端(116A/B)处连接到所述信号线(114A)和所述屏蔽返回线(114B)。在操作中，所述IDC(190)经由所述信号线(114A)将振荡信号驱动到所述传感器谐振器(112)以致使所述传感器谐振器(112)在谐振状态中振荡，从所述感测感应器(112L)投射磁性感测场，且将表示谐振状态的改变的振荡信号的测得的改变转换为对应于感测到的条件的传感器响应数据。

技术领域

本发明涉及具有经驱动传感器谐振器的感应谐振感测。

背景技术

远程感应感测应用需要感应传感器远离传感器电子器件定位。确切地说，对于使用谐振传感器的感应感测，远程传感器LC谐振器和传感器电子器件之间的电线互连成问题，因为：(a)所述电线互连引入与传感器感应器串联且与谐振器电容器并联的线路电感，使得引入第二谐振模式；以及(b)所述电线互连可充当发射和接收RF干扰信号(EMI)的天线。举例来说，当在比如蜂窝电话等EMI环境内部使用感应谐振传感器例如用于触摸按钮感测时，感应传感器在强RF发射器附近操作。

图1A示出利用包含远程传感器LC谐振器12和传感器电子器件19的感应谐振传感器10的远程感应谐振感测。传感器谐振器12包含传感器感应器Lsens 12L和谐振器电容器Csens 12C。远程传感器谐振器12在谐振下由传感器电子器件19经由端口16(端子16A/16B)处介接的双线式互连14(14SA/14B)驱动。

图1B提供双线式互连14的等效电路表示，其指示电线电感Lwire/2 14A/14B与传感器感应器Lsens 12L串联且与谐振器电容器Csens 12C并联，从而有效地形成第二串联谐振器。除传感器谐振器的经驱动谐振(Lsens/Csens)之外，还由互连电感Lwire/2 14A/14B和谐振器电容器Csens 12C(第二串联谐振器)引入第二谐振模式电流环路20。当长互连14的电感Lwire类似于传感器感应器Lsens的电感使得其谐振频率接近从而使得第二谐振模式进行区分/滤波具有挑战性时，第二谐振模式可尤其具有挑战性。寄生电容器Cwire在传感器谐振器中引起偏移，但通常不是显著问题。

对于EMI，双线式导体14引入两种类型的寄生天线：(a)用于传感器环路电流(引起第二谐振模式的相同电流环路)的环路天线，和(b)相对于用于传感器电子器件19的电路接地的电线上的共模电压的偶极天线。两者均可能导致发射以及接收。

发明内容

在所描述的实例中，一种感应感测系统包含传感器谐振器，其具有经由屏蔽传输线耦合到谐振器电容器的遥感感应器。屏蔽传输线包含信号线和屏蔽返回线。感测感应器在感测端处连接在信号线和屏蔽返回线之间。谐振器电容器在端子端处连接到至少信号线。电感/数据转换器(IDC)在屏蔽传输线的端子端处连接到信号线和屏蔽返回线。在操作中，IDC可经由信号线将振荡信号驱动到传感器谐振器以致使传感器谐振器在谐振状态中振荡，从而从感测感应器投射磁性感测场，且可将表示谐振状态的改变的振荡信号的测得的改变转换为对应于感测到的条件的传感器响应数据。

在其它实例中，IDC可以运算跨导放大器实施，所述运算跨导放大器包含耦合到信号线的输出，且包含耦合到信号线以提供来自传感器谐振器的正反馈路径的非反相输入，以及耦合到屏蔽返回线并耦合到电压参考Vcm以将屏蔽返回线设定为共模电压Vcm的反相输入。低通滤波器可包含在正反馈路径中以对传感器谐振器的第二谐振频率模式进行滤波。

附图说明