[实用新型]阵列式电容传感器的动态测量电路

权利要求书

1.阵列式电容传感器的动态测量电路，其特征在于，包括单片机、交叉选通开关阵列、正弦波信号发生器、CA转换电路、平衡电路、幅度解调电路、第一多路选择开关、第二低通滤波电路、电平偏移电路和采样反馈电路；交叉选通开关阵列选通待测的阵列式电容传感器的电容单元，交叉选通开关阵列的输出端连接CA转换电路的第一输入端；正弦波信号发生器的四个输入端分别输入单片机输出的第一方波信号DS0、第二方波信号DS1、第一模拟信号AS0、第二模拟信号AS1，正弦波信号发生器的第一输出端连接CA转换电路的第二输入端，正弦波信号发生器的第二输出端连接平衡电路的第二输入端；平衡电路的第一输入端连接CA转换电路的输出端，平衡电路的输出端连接幅度解调电路的第一输入端；幅度解调电路的第二输入端连接单片机的方波信号输出端口；幅度解调电路的输出端通过第一多路选择开关连接到第二低通滤波电路的第一输入端；电平偏移电路输出一个直流偏移电压信号到第二低通滤波电路的第二输入端，第二低通滤波电路最终输出有用的直流信号到单片机的片内模数转换器中；采样反馈电路分别选通正弦波信号发生器的第一输出端、CA转换电路的输出端、平衡电路和幅度解调电路输出的正弦波信号后依次经第一多路选择开关、第二低通滤波电路后得到正弦波幅值信号并输出到单片机的片内模数转换器中。

2.根据权利要求1所述的阵列式电容传感器的动态测量电路，其特征在于，所述的平衡电路包括第二固定增益器和加法电路，第二固定增益器的输入端作为平衡电路的第二输入端，加法电路的第一输入端作为平衡电路的第一输入端，第二固定增益器的输出端连接加法电路的第二输入端，加法电路的输出端作为平衡电路的输出端。

3.根据权利要求1所述的阵列式电容传感器的动态测量电路，其特征在于，所述的幅度解调电路包括第一固定增益器、第一低通滤波电路和同步解调电路；第一固定增益器的输入端作为幅度解调电路的第一输入端，第一固定增益器的输出端经过第一低通滤波电路后连接到同步解调电路的第一输入端，同步解调电路的第二输入端作为幅度解调电路的第二输入端，同步解调电路的输出端作为幅度解调电路的输出端。

4.根据权利要求1所述的阵列式电容传感器的动态测量电路，其特征在于，所述的采样反馈电路包括第二多路选择开关和均方根电路，第二多路选择开关的输入端作为采样反馈电路的输入端，第二多路选择开关的输出端连接均方根电路的输入端，均方根电路的输出端作为采样反馈电路的输出端。

5.根据权利要求1所述的阵列式电容传感器的动态测量电路，其特征在于，所述的交叉选通开关阵列包括两组开关阵列、m+n个输入端、两个输出端；第一组开关阵列包括m组开关，每组开关包括两个单刀单掷开关，第i组开关的第一个单刀单掷开关的一端和第i组开关的第二个单刀单掷开关的一端连接并作为交叉选通开关阵列的m+n个输入端中的一个，第i组开关的第一个单刀单掷开关的另一端连接到交叉选通开关阵列的一个输出端，第i组开关的第二个单刀单掷开关的另一端接地；第二组开关阵列包括n组开关，每组开关包括两个单刀单掷开关，第j组开关的第一个单刀单掷开关的一端和第j组开关的第二个单刀单掷开关的一端连接并作为交叉选通开关阵列的m+n个输入端中的另一个，第j组开关的第一个单刀单掷开关的另一端连接到交叉选通开关阵列的另一个输出端，第j组开关的第二个单刀单掷开关的另一端接地；其中m≥1，n≥1，1≤i≤m，其中1≤j≤n。

6.根据权利要求1所述的阵列式电容传感器的动态测量电路，其特征在于，所述的交叉选通开关阵列包括两组开关阵列、m+n个输入端、两个输出端；第一组开关阵列包括m个单刀双掷开关，第i个单刀双掷开关的公共端作为交叉选通开关阵列的m+n个输入端中的一个，第i个单刀双掷开关的第一端连接到交叉选通开关阵列的一个输出端，第i个单刀双掷开关的第二端接地；第二组开关阵列包括n个单刀双掷开关，第j个单刀双掷开关的公共端作为交叉选通开关阵列的m+n个输入端中的另一个，第j个单刀双掷开关的第一端连接到交叉选通开关阵列的另一个输出端，第j个单刀双掷开关的第二端接地；其中m≥1，n≥1，1≤i≤m，1≤j≤n。