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一种基于电荷补偿模拟前端的电容测量电路及测量方法

发布时间: 2022-08-26

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术转让
成果类型: 发明专利
行业领域:
电子信息技术,微电子技术
成果介绍
本申请提供了一种基于电荷补偿模拟前端的电容测量电路及测量方法,其根据实际的寄生电容值来自动设置补偿电容值,能够保证电容补偿的有效性,保证电容测量电路正常工作,提高电容测量的精度,其包括电荷补偿模拟前端模块、模拟/数字转换器、数字控制模块、抽取滤波器模块和基准电压模块;所述电荷补偿模拟前端模块的输入端与被测电容相连,所述电荷补偿模拟前端模块输出端与所述模拟/数字转换器输入端相连,其特征在于:所述电荷补偿模拟前端模块的输入端设置了补偿电荷阵列模块,所述补偿电荷阵列模块根据寄生电容值设置补偿电容值,所述电荷补偿模拟前端模块得到补偿电容阵列码和剩余电压,并将剩余电压输出到所述模拟/数字转换器。
成果亮点
现有技术中电容测量电路的电荷补偿模拟前端多采用电荷放大电路,基本的电荷放大电路存在的问题是:无法在寄生电容为100pF以上时正常工作。因为大寄生电容会产生大量的充电电荷,这些电荷进入电荷放大结构,会导致一个很大的电压阶跃。这个电压阶跃将浪费电压余度,并且如果通过增大反馈电容来减小这个电压值,则电容测量的精度会有所损失,达不到测量的要求。 现有技术中会采用电荷补偿结构来解决上述问题,但是由于电荷补偿结构中的补偿电容为固定值,会导致下述的两个问题:1.需要预先知道寄生电容的大小才能确定补偿电容的大小;2.若寄生电容是一个随温度和湿度而改变的电容,那么补偿就可能失效,并可能最终导致电容测量电路不能正常工作。
团队介绍
华中科技大学,简称华中大,位于湖北省武汉市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”、“985工程"、"211工程"、入选"强基计划"、"111计划"、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、湖北省2011计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划***,是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地,为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟、中国人工智能教育联席会理事单位
成果资料