[发明专利]用于校准电容传感器接口的装置和方法

说明书

用于校准电容传感器接口的装置和方法。用于校准电容传感器接口(1)的装置(2)包括具有电容(cmem、cmemsp、cmemsm)的电容传感器(10)和具有可变电容(cdum、cdump、cdumm)的电荷储存电路(20)。测试电路(30)将测试信号(vtst)施加到电容传感器(10)和电荷储存电路(20)。放大器电路(40)具有耦合到电容传感器(10)的第一输入连接端(E40a)和耦合到电荷储存电路(20)的第二输入连接端(E40b)。放大器电路(40)根据施加到第一输入连接端(E40a)的第一输入信号(ΔVerr1)和施加到第二输入连接端(E40b)的第二输入信号(ΔVerr2)提供输出信号(Vout)。控制电路(60)被配置为调整电荷储存电路(20)的电容(cdum、cdump、cdumm)，使得输出信号(Vout)的电平趋于零电平。

技术领域

本发明涉及一种用于校准电容传感器接口的装置，该电容传感器接口放大电容传感器的信号，尤其是MEMS麦克风/MEMS换能器的信号。本发明还涉及一种用于校准电容传感器接口的方法。

背景技术

高阻抗电容传感器，尤其是MEMS麦克风/MEMS换能器，会受到来自电源的耦合的电干扰，如EMC(电磁兼容性)干扰，并且，更需关注的是，自生干扰，如打开或重新配置。这会导致产生不可接受的声音，如砰砰声、咔嗒声或嗡嗡声。

电容传感器可以连接到用于放大电容传感器的输出信号的电容传感器接口。电容传感器接口可配置为单输入设备，其对干扰的抑制为0dB。为了在打开或重新配置电容传感器(例如MEMS麦克风)时最小化产生的声音，如砰砰声、咔嗒声或嗡嗡声，可以使用伪差分系统或真差分系统。

在差分系统中，除了第一(实际)电容传感器(例如第一MEMS麦克风/MEMS传感器)外，还使用了第二(模拟)电容传感器，例如第二MEMS麦克风/MEMS传感器。第二电容传感器生成模拟信号。电容传感器接口的放大器电路比较从第一电容传感器接收的信号和从第二电容传感器接收的模拟信号，以根据从第一电容传感器接收的信号和从第二电容传感器接收的模拟信号之间的比较生成输出信号。

在伪差分系统中，除了电容传感器(例如MEMS麦克风/MEMS换能器)之外，还提供了片上电容器来代替使用第二电容传感器。与差分系统类似，使用放大器电路来比较电容传感器接收到的信号和片上电容器提供的模拟信号。放大器电路根据电容传感器的信号与片上电容器的模拟信号的比较生成输出信号。

当使用被配置为差分或伪差分系统的电容传感器接口时，在第一(实际)电容传感器的电容和第二(模拟)电容传感器/片上电容器的电容匹配的条件下，可以减少或几乎完全阻止了产生如砰砰声、咔嗒声或嗡嗡声的声音。

需要提供一种用于校准电容传感器接口的装置，使得在操作电容传感器的期间，特别是在打开或重新配置电容传感器时，尽可能地防止产生如砰砰声、咔嗒声或嗡嗡声的声音。另一需要是提供一种用于校准电容传感器接口的方法，使得在操作电容传感器的期间，特别是在打开或重新配置电容传感器时，尽可能地防止产生如砰砰声、咔嗒声或嗡嗡声的声音。

发明内容

通过用于校准电容传感器接口的装置实现在下文中更加明显的该目的以及其他目的。

用于校准电容传感器接口的装置包括具有电容的电容传感器和具有可变电容的电荷储存电路。该装置还包括测试电路，以将测试信号施加到电容传感器和电荷储存电路。该装置包括放大器电路，该放大器电路具有耦合到电容传感器的第一输入连接端和耦合到电荷储存电路的第二输入连接端以及输出连接端。放大器电路被配置为根据施加到放大器电路的第一输入连接端的第一输入信号和施加到放大器电路的第二输入连接端的第二输入信号，在放大器电路的输出连接端处提供输出信号。该装置包括检测电路和控制电路，检测电路用于检测放大器电路的输出信号的电平。控制电路被布置成接收检测到的放大器电路的输出信号的电平，并被配置为调整电荷储存电路的电容，使得放大器电路的输出信号的电平趋于零电平。