[发明专利]一种数字输出两级双精度生物医学电容传感器接口电路

说明书

本发明公开一种数字输出两级双精度生物医学电容传感器接口电路，由电容时间转换电路和时间数字转换电路组成。采用两级双精度振荡器产生低精度、高精度两路参考信号，对被测电容进行双精度测量，在提高电容测量精度的同时，减少测量时间；同时，可根据被测电容的大小，对外接的参考电容的电容值和外部控制的可编程分频器的分频倍数进行调整，实现非固定、宽范围、高精度的电容检测；逻辑控制单元结构，使双精度参考信号可在分频后的被测信号的一个周期内完成测量，减少测量时间；电容的变化直接转换为数字编码输出，可减少模数转换单元，方便与后续芯片级联，降低电容测量误差。

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，具体涉及一种数字输出两级双精度生物医学电容传感器接口电路。

背景技术

随着可穿戴智能医疗设备的发展和物联网技术的兴起，生物医学电容传感器被大量用到各种可穿戴智能医疗设备中，作为跨接传感器和处理芯片的桥梁，传感器接口电路也在不断发展、创新。人们对可穿戴多生理信号监护系统需求的不断提升，要求生物医学电容传感器可检测的精度不断提高，检测范围不断扩大，对传感器接口电路的要求也不断提升，低误差、高精度、低功耗成为生物医学传感器接口电路的主要挑战。

传统生物医学电容传感器接口电路输出大多为连续的模拟电压信号，不能直接与信号处理芯片级联，需要经过模数转换器再次转换。而传统的数字输出型电容传感器接口电路为单精度检测方式，测量范围固定，测量精度和灵活性受限。

发明内容

本发明所要解决的是传统生物医学电容传感器接口电路所存在的问题，提供一种数字输出两级双精度生物医学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：

一种数字输出两级双精度生物医学电容传感器接口电路，包括接口电路本体，所述接口电路本体由电容时间转换电路和时间数字转换电路组成。

上述电容时间转换电路包括参考电容C_R2、参考电容C_R3、传感器振荡器OSC₁、低精度振荡器OSC₂和高精度振荡器OSC₃；传感器振荡器OSC₁的输入端形成该接口电路本体的输入端，并与外接的被测电容C_M连接；参考电容C_R2和参考电容C_R3分别接低精度振荡器OSC₂和高精度振荡器OSC₃的输入端；传感器振荡器OSC₁产生的输出信号T_M送至可编程分频器A₁的输入端；低精度振荡器OSC₂产生的输出信号T_L和高精度振荡器OSC₃产生的输出信号T_H分别送至逻辑控制模块A₂的2个输入端。