JP6267637B2 - 自己バランシングキャパシタブリッジ用の読み出し回路 - Google Patents
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Description
容量性変換器からの変換器信号を処理し、回路出力信号を生成する読み出し回路が開示される。前記読み出し回路は、フォワードパス、及び、2つのフィードバックパスを備える。フォワードパスは、高利得回路素子と、2つの加算増幅器と、を備える。前記高利得回路素子は、前記変換器信号を受信し、増幅された変換器信号を生成する。前記加算増幅器は、前記増幅された変換器信号と基準電圧とを加算し、加算信号を生成する。前記第1の加算増幅器は、前記増幅された変換器信号と正の基準電圧とを加算し、第1の加算信号を生成する。前記第2の加算増幅器は、前記増幅された変換器信号と負の基準電圧とを加算し、第2の加算信号を生成する。前記負の基準電圧は、前記正の基準電圧に対して実質的に同じ大きさの振幅及び逆の極性を有する。前記第1のフィードバックパスは、前記容量性変換器に前記第1の加算信号をフィードバックする。前記第2のフィードバックパスは、前記容量性変換器に前記第2の加算信号をフィードバックする。出力回路は、前記加算信号に基づいて、前記回路出力信号を生成する。前記高利得回路は、スイッチトキャパシタ積分器とすることができる。前記加算増幅器は、演算増幅器を備えることができる。前記加算増幅器の少なくとも1つは、能動回路によって実装されていてもよい。前記読み出し回路は、さらに、前記増幅された変換器信号を反転する反転増幅器を備えることができる。前記出力回路は、前記第1及び前記第2の加算信号の平均としての前記回路出力信号を生成することができる。
前記容量性センサ素子は、物理量に基づいて変換器信号を生成する。前記高利得回路素子は、前記変換器信号を受信し、増幅された変換器信号を生成する。能動回路によって実装された前記第1の加算増幅器は、前記増幅された変換器信号と基準電圧とを加算し、第1の加算信号を生成する。能動回路によって実装された第2の加算増幅器は、前記増幅された変換器信号と負の基準電圧とを加算し、第2の加算信号を生成する。前記負の基準電圧は前記基準電圧に対して実質的に同じ大きさの振幅及び逆の極性を有する。前記第1のフィードバックパスは、前記第1の加算信号を前記容量性センサ素子にフィードバックする。前記第2のフィードバックパスは、前記第2の加算信号を前記容量性センサ素子にフィードバックする。出力回路は、前記第1の加算信号及び前記第2の加算信号に基づいて、回路出力信号を生成する。前記高利得回路素子は、スイッチトキャパシタ積分器とすることができる。前記システムは、さらに、前記増幅された変換器信号を反転する反転増幅器を備えることができる。前記出力回路は、前記第1の加算信号及び前記第2の加算信号の平均としての前記回路出力信号を生成することができる。前記容量性センサ素子は、第1の可動容量性プレートを有する第1の可変キャパシタ、及び、第2の可動容量性プレートを有する第2の可変キャパシタを含むセンサコアを備えることができる。前記第1の可動容量性プレートは、前記第2の可動容量性プレートに結合される。
Claims (19)
- 容量性変換器が、物理量に基づいて変換器信号を生成する容量性センサ素子を含み、前記容量性センサ素子が、第1の可動容量性プレートを有する第1の可変キャパシタと、前記第1の可動容量性プレートに結合された第2の可動容量性プレートを有する第2の可変キャパシタとからなるセンサコアを含み、前記容量性変換器からの前記変換器信号を処理し、回路出力信号を生成するための読み出し回路であって、
前記変換器信号を受信し、増幅された変換器信号を生成する高利得回路素子と、
能動回路によって実装される第1の加算増幅器であって、前記高利得回路素子の後に配置され、前記増幅された変換器信号と正の基準電圧及び第1の外乱V n1 とを加算し、第1の加算信号を生成する、第1の加算増幅器と、
能動回路によって実装される第2の加算増幅器であって、前記高利得回路素子の後に配置され、前記増幅された変換器信号と負の基準電圧及び第2の外乱V n2 とを加算し、第2の加算信号を生成し、前記負の基準電圧は前記正の基準電圧に対して実質的に同じ大きさの振幅及び反対の極性を有する、第2の加算増幅器と、
前記第1の加算信号を前記容量性変換器にフィードバックする第1のフィードバックパスと、
前記第2の加算信号を前記容量性変換器にフィードバックする第2のフィードバックパスと、
前記第1の加算信号及び前記第2の加算信号に基づいて、前記回路出力信号を生成する出力回路と、
を備える読み出し回路。 - 請求項1に記載の読出し回路であって、
前記高利得回路素子は、スイッチトキャパシタ積分器である、
読み出し回路。 - 請求項1に記載の読み出し回路であって、
前記第1及び第2の加算増幅器はそれぞれ、演算増幅器を備える、
読み出し回路。 - 請求項3に記載の読み出し回路であって、
前記第1の加算増幅器への前記増幅された変換器信号及び前記正の基準電圧は、前記第1の加算増幅器の前記演算増幅器の反転入力に結合される、
読み出し回路。 - 請求項1に記載の読み出し回路であって、
さらに、前記増幅された変換器信号を反転する増幅器を備える、
読み出し回路。 - 請求項1に記載の読み出し回路であって、
前記出力回路は、前記第1の加算信号及び前記第2の加算信号の平均としての前記回路出力信号を生成する、
読み出し回路。 - 容量性変換器が、物理量に基づいて変換器信号を生成する容量性センサ素子を含み、前記容量性センサ素子が、第1の可動容量性プレートを有する第1の可変キャパシタと、前記第1の可動容量性プレートに結合された第2の可動容量性プレートを有する第2の可変キャパシタとからなるセンサコアを含み、前記容量性変換器からの前記変換器信号を処理し、回路出力信号を生成するための読み出し回路であって、
高利得回路素子、第1の加算増幅器、及び、第2の加算増幅器を備えたフォワードパスであって、前記高利得回路素子は、前記変換器信号を受信し、増幅された変換器信号を生成し、前記第1の加算増幅器は、前記高利得回路素子の後に配置され、前記増幅された変換器信号と正の基準電圧及び第1の外乱V n1 とを加算し、第1の加算信号を生成し、前記第2の加算増幅器は、前記高利得回路素子の後に配置され、前記増幅された変換器信号と負の基準電圧及び第2の外乱V n2 とを加算し、第2の加算信号を生成し、前記負の基準電圧は、前記正の基準電圧に対して実質的に同じ大きさの振幅及び逆の極性を有する、フォワードパスと、
前記容量性変換器に前記第1の加算信号をフィードバックする第1のフィードバックパスと、
前記容量性変換器に前記第2の加算信号をフィードバックする第2のフィードバックパスと、
前記第1の加算信号及び前記第2の加算信号に基づいて、前記回路出力信号を生成する出力回路と、
を備える読み出し回路。 - 請求項7に記載の読み出し回路であって、
前記高利得回路素子は、スイッチトキャパシタ積分器である、
読み出し回路。 - 請求項7に記載の読み出し回路であって、
前記第1及び第2の加算増幅器はそれぞれ、演算増幅器を備える、
読み出し回路。 - 請求項7に記載の読み出し回路であって、
さらに、前記増幅された変換器信号を反転する反転増幅器を備える、
読み出し回路。 - 請求項7に記載の読み出し回路であって、
前記第1及び第2の加算増幅器の少なくとも1つは、能動回路によって実装される、
読み出し回路。 - 請求項7に記載の読み出し回路であって、
前記出力回路は、前記第1の加算信号及び前記第2の加算信号の平均としての前記回路出力信号を生成する、
読み出し回路。 - 容量性変換器システムであって、
物理量に基づいて変換器信号を生成する容量性センサ素子であって、第1の可動容量性プレートを有する第1の可変キャパシタと、前記第1の可動容量性プレートに結合された第2の可動容量性プレートを有する第2の可変キャパシタとからなるセンサコアを含む、前記容量性センサ素子と、
前記変換器信号を受信し、増幅された変換器信号を生成する高利得回路素子と、
能動回路によって実装される第1の加算増幅器であって、前記高利得回路素子の後に配置され、前記増幅された変換器信号と正の基準電圧及び第1の外乱V n1 とを加算し、第1の加算信号を生成する、第1の加算増幅器と、
能動回路によって実装される第2の加算増幅器であって、前記高利得回路素子の後に配置され、前記増幅された変換器信号と負の基準電圧及び第2の外乱V n2 とを加算し、第2の加算信号を生成し、前記負の基準電圧は前記正の基準電圧に対して実質的に同じ大きさの振幅及び逆の極性を有する、第2の加算増幅器と、
前記第1の加算信号を前記容量性センサ素子にフィードバックする第1のフィードバックパスと、
前記第2の加算信号を前記容量性センサ素子にフィードバックする第2のフィードバックパスと、
前記第1の加算信号及び前記第2の加算信号に基づいて、回路出力信号を生成する出力回路と、
を備える、
容量性変換器システム。 - 請求項13に記載の容量性変換器システムであって、
前記高利得回路素子は、スイッチトキャパシタ積分器である、
容量性変換器システム。 - 請求項13に記載の容量性変換器システムであって、
前記第1及び前記第2の加算増幅器はそれぞれ、演算増幅器を備える、
容量性変換器システム。 - 請求項13に記載の容量性変換器システムであって、
さらに、前記増幅された変換器信号を反転する反転増幅器を備える、
容量性変換器システム。 - 請求項13に記載の容量性変換器システムであって、
前記出力回路は、前記第1の加算信号及び前記第2の加算信号の平均としての前記回路
出力信号を生成する、
容量性変換器システム。 - 請求項13に記載の容量性変換器システムであって、
前記容量性センサ素子は、第1の可動容量性プレートを有する第1の可変キャパシタを含む第1の容量性コア及び第2の可動容量性プレートを有する第2の可変キャパシタを含む第2の容量性コアを備え、前記変換器信号は、前記第1の容量性コアによって生成された第1の変換器信号、及び、前記第2の容量性コアによって生成された第2の変換器信号を備え、
前記高利得回路素子は、前記第1及び前記第2の変換器信号を受信し、前記第1の変換器信号及び前記第2の変換器信号に基づいて前記増幅された変換器信号を生成し、
前記第1のフィードバックパスは、前記第1の加算信号を前記第1の容量性コア及び前記第2の容量性コアにフィードバックし、
前記第2のフィードバックパスは、前記第2の加算信号を前記第1の容量性コア及び前記第2の容量性コアにフィードバックする、
容量性変換器システム。 - 請求項18に記載の容量性変換器システムであって、
前記第1の容量性コアの前記第1の可変キャパシタは、前記第2の容量性コアの前記第2の可変キャパシタと実質的に同じように反応する、
容量性変換器システム。
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