JP6088521B2 - オンチップの中和キャパシタ及び線形作動を用いて自動キャリブレーションを行うことによる容量性変換器の線形性増大 - Google Patents
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Description
第1の容量性コアCAは、可変キャパシタC1A及びC2Aを含む。第2の容量性コアCBは、可変キャパシタC1B及びC2Bを含む。図3はまた、所望の検出キャパシタC1A、C2A、C1B、C2Bにそれぞれ並列な不要なフィードスルー容量Cft1、Cft2、Cft3、Cft4を示している。図4は、不要なフィードスルー容量を除去するために追加されたオンチップの中和キャパシタを備える図3の差動回路の一例を示す図である。中和キャパシタCn1、Cn2、Cn3、Cn4はそれぞれ、不要なフィードスルー容量Cft1、Cft2、Cft3、Cft4を除去するように追加される。
Claims (14)
- 中和容量のための初期値からスタートしてフィードスルー容量を中和するために容量性変換器を自動キャリブレーションする方法であって、
前記方法は、
静電力を前記容量性変換器のプルーフマスへ供給しないステップと、
静電力が前記プルーフマスに供給されていない間に前記容量性変換器の基本出力値を記録するステップと、
静電力F0を前記容量性変換器の前記プルーフマスに供給するステップと、
前記静電力F0が前記プルーフマスに供給されているときに、前記基本出力値と第1の出力値との間における前記容量性変換器の前記出力値の第1の変化を記録するステップと、
静電力n×F0を前記容量性変換器の前記プルーフマスに供給するステップであって、n>1である、ステップと、
前記静電力n×F0が前記プルーフマスに供給されているときに、前記第1の出力値と第2の出力値との間における前記容量性変換器の前記出力値の第2の変化を記録するステップと、
前記容量性変換器の前記出力値における前記記録された第1の変化及び第2の変化に基づいて、前記中和容量を増加する、減少する、又は維持するステップと、
前記中和容量のための最終値に到達するまで前記方法を繰り返すステップと、
を備える、自動キャリブレーション方法。 - 請求項1の自動キャリブレーション方法において、
前記増加する、減少する、又は維持するステップは、
前記出力値における前記第1の変化が前記出力値における前記第2の変化より大きい場合には前記中和容量を減少するステップと、
前記出力値における前記第1の変化が前記出力値における前記第2の変化より小さい場合には前記中和容量を増加するステップと、を含む
自動キャリブレーション方法。 - 請求項2の自動キャリブレーション方法において、
前記中和容量は、最小中和容量と最大中和容量との間で設定され、
前記増加する、減少する、又は維持するステップ、及び、前記繰り返しステップは、前記最小中和容量と前記最大中和容量との間で2分探索を実行するステップを含む、
自動キャリブレーション方法。 - 請求項3の自動キャリブレーション方法において、さらに、
前記中和容量のための前記最終値の線形性と線形性閾値とを比較するステップを含む、
自動キャリブレーション方法。 - 請求項3の自動キャリブレーション方法において、
前記静電力は、充電制御方法を用いて前記プルーフマスに供給される、
自動キャリブレーション方法。 - 請求項5の自動キャリブレーション方法において、
前記静電力F0を前記プルーフマスに供給するステップは、期間tの間前記プルーフマスを作動するステップを含み、
前記静電力n×F0を前記プルーフマスに供給するステップは、期間n×tの間前記プルーフマスを作動するステップを含む、
自動キャリブレーション方法。 - 請求項6の自動キャリブレーション方法において、
前記容量性変換器は、第1及び第2の可変キャパシタを含み、
前記静電力を供給するステップは、
前記第1及び第2の可変キャパシタから放電することによる第1の作動フェーズの間に、前記容量性変換器をリセットするステップと、
第2の作動フェーズの間に静電作動力を前記容量性変換器へ供給するステップであって、前記静電作動力は前記第2の作動フェーズの期間の機能であり、前記第2の作動フェーズは前記第1の作動フェーズに続くフェーズである、ステップと、
第1の測定フェーズの間に前記静電作動力に起因する前記容量性変換器の出力信号を読み出すステップであって、前記第1の測定フェーズは前記第2の作動フェーズに続くフェーズである、ステップと、
第2の測定フェーズの間に前記静電作動力を前記第1及び第2の可変キャパシタに供給しないステップであって、前記第2の測定フェーズは前記第1の測定フェーズに続き、前記第1の作動フェーズに先立つフェーズである、ステップと、を備える、
自動キャリブレーション方法。 - 請求項1の自動キャリブレーション方法において、
第1の中和容量が最初に最小中和容量に設定され、前記第1の中和容量より高い第2の中和容量が最初に最大中和容量に設定され、前記中和容量の初期値は前記最小中和容量と前記最大中和容量との平均であり、
前記増加する、減少する、又は維持するステップは、
前記出力値における前記第1の変化が前記出力値における前記第2の変化より大きい場合には、前記第2の中和容量を前記中和容量の現在値へ設定し、
前記出力値における前記第1の変化が前記出力値における前記第2の変化より小さい場合には、前記第1の中和容量を前記中和容量の現在値へ設定し、
前記出力値における前記第1の変化が前記出力値における前記第2の変化と等しい場合には、前記第1の中和容量と前記第2の中和容量とを維持し、
前記中和容量を前記第2の中和容量と前記第1の中和容量との平均に設定する、
自動キャリブレーション方法。 - 請求項8の自動キャリブレーション方法において、
前記方法をN回に至るまで繰り返し、
前記出力値における前記第1の変化と前記出力値における前記第2の変化とが等しくなった場合に、前記方法の繰り返しを停止する、
自動キャリブレーション方法。 - 請求項9の自動キャリブレーション方法において、
前記中和容量のための前記最終値の線形性と線形性閾値とを比較するステップを含む、
自動キャリブレーション方法。 - 請求項1の自動キャリブレーション方法において、
前記静電力は、充電制御方法を用いて前記プルーフマスに供給される、
自動キャリブレーション方法。 - 請求項11の自動キャリブレーション方法において、
静電力F0を前記プルーフマスに供給するステップは、期間tの間前記プルーフマスを作動させるステップを含み、
静電力n×F0を前記プルーフマスに供給するステップは、期間n×tの間前記プルーフマスを作動するステップを含む、
自動キャリブレーション方法。 - 請求項12の自動キャリブレーション方法において、
前記容量性変換器は、第1及び第2の可変キャパシタを含み、
前記静電力を供給するステップは、
前記第1及び第2の可変キャパシタから放電することによる第1の作動フェーズの間に、前記容量性変換器をリセットするステップと、
第2の作動フェーズの間に静電作動力を前記容量性変換器へ供給するステップであって、前記静電作動力は前記第2の作動フェーズの期間の機能であり、前記第2の作動フェーズは前記第1の作動フェーズに続くフェーズである、ステップと、
第1の測定フェーズの間に前記静電作動力に起因する前記容量性変換器の出力信号を読み出すステップであって、前記第1の測定フェーズは前記第2の作動フェーズに続くフェーズである、ステップと、
第2の測定フェーズの間に静電作動力を前記第1及び第2の可変キャパシタに供給しないステップであって、前記第2の測定フェーズは前記第1の測定フェーズに続き、前記第1の作動フェーズに先立つフェーズである、ステップと、を備える、
自動キャリブレーション方法。 - 請求項13の自動キャリブレーション方法において、
前記容量性変換器の前記第2の可変キャパシタは前記第2の作動フェーズの間ショートされる回路である、
自動キャリブレーション方法。
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