[发明专利]电容测量电路及测量方法

权利要求书

1.一种电容测量电路，其特征在于，包括：

控制模块，用于输出激励指令；

激励信号产生模块，与所述控制模块相连接，用于根据所述激励指令输出激励信号；

脉冲响应模块，分别与待测电容和所述激励信号产生模块相连接，所述脉冲响应模块包括电阻模块，所述电阻模块用于与所述待测电容构成RC微分电路，所述RC微分电路用于根据所述激励信号产生脉冲响应信号；

所述激励信号产生模块还用于采集所述脉冲响应信号，并根据预设电压值截取所述脉冲响应信号的脉宽以获取时间参数；

所述控制模块还用于根据所述时间参数计算所述待测电容的电容值。

2.根据权利要求1所述的电容测量电路，其特征在于，所述激励信号产生模块包括：

现场可编程逻辑门阵列单元，分别与所述控制模块和所述脉冲响应模块相连接，用于根据所述激励指令输出所述激励信号，还用于采集所述脉冲响应信号的时间参数；

电压转换器，与所述现场可编程逻辑门阵列单元相连接，用于对所述激励信号进行电平转换。

3.根据权利要求1或2所述的电容测量电路，其特征在于，所述电阻模块包括第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述待测电容的第一端相连接，所述第一电阻的第二端接地，所述待测电容的第二端与所述激励信号产生模块相连接，所述第一电阻与所述待测电容构成RC微分电路，所述RC微分电路根据所述激励信号产生所述脉冲响应信号。

4.根据权利要求3所述的电容测量电路，其特征在于，所述脉冲响应模块还包括：

放大比较电路，用于将所述脉冲响应信号转换为方波信号，通过所述激励信号产生模块采集所述方波信号的时间参数。

5.根据权利要求4所述的电容测量电路，其特征在于，所述电容测量电路还包括：

信号产生模块，分别与所述控制模块、所述激励信号产生模块和所述放大比较电路相连接，用于在所述控制模块的控制下输出转换电平至所述激励信号产生模块，还用于在所述控制模块的控制下输出放大比较信号至所述放大比较电路。

6.根据权利要求5所述的电容测量电路，其特征在于，将所述待测电容的第一端与所述第一电阻的第一端的连接点定义为第一连接点，所述放大比较电路包括反相放大器、第二电阻、滤波电容和比较器，

所述反相放大器的反相输入端与所述第一连接点相连接，所述反相放大器的正相输入端与所述信号产生模块相连接，所述反相放大器的输出端与所述比较器的正相输入端相连接，所述比较器的反相输入端与所述信号产生模块相连接，所述比较器的输出端与所述激励信号产生模块相连接；

所述第二电阻的第一端与所述第一连接点相连接，所述第二电阻的第二端与反相放大器的输出端相连接；所述滤波电容的第一端与所述第一连接点相连接，所述滤波电容的第二端与所述反相放大器的输出端相连接。

7.一种电容测量方法，应用于权利要求1-6任意一项所述的电容测量电路，所述电容测量电路包括控制模块、激励信号产生模块和脉冲响应模块，所述脉冲响应模块包括电阻模块，其特征在于，所述方法包括：

将待测电容与所述脉冲响应模块中的电阻模块相连接，以构成RC微分电路；

所述控制模块输出激励指令至所述激励信号产生模块；

所述激励信号产生模块根据所述激励指令输出激励信号；

所述脉冲响应模块根据所述激励信号产生脉冲响应信号；

所述激励信号产生模块采集所述脉冲响应信号，并根据预设电压值截取所述脉冲响应信号的脉宽以获取时间参数；

所述控制模块根据所述脉冲响应信号的时间参数计算待测电容的电容值。