一种用于容栅式角位移传感器的ASIC接口
专利汇可以提供一种用于容栅式角位移传感器的ASIC接口专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于容栅式 角 位移 传感器 的ASIC 接口 ，该ASIC接口包括直流电容对消阵列、C‑V转换器、 谐振器 、量化器、有数字 信号 控制的电容反馈阵列和数字解调滤波模 块 ；所述直流电容对消阵列用于抵消检测电容中的直流量C0；C‑V转换器用于将检测电容信号经过C‑V转换为成比例的 电压 信号；谐振器用于将所述C‑V转换器输出的电压信号进行带通Σ‑Δ调制；量化器用于将所述谐振器输出的信号转换成位流信号；所述 数字信号 控制的电容反馈阵列用于根据所述量化器输出的位流信号调节所述C‑V转换器 输入信号 的动态范围；数字解调滤波 电路 用于将所述量化器输出的位流信号经过数字解调输出传感器测量信号的 数字量 。，下面是一种用于容栅式角位移传感器的ASIC接口专利的具体信息内容。
1.一种用于容栅式角位移传感器的ASIC接口，其特征在于，该ASIC接口包括直流电容对消阵列、C-V转换器、谐振器、量化器、有数字信号控制的电容反馈阵列和数字解调滤波模块；
所述直流电容对消阵列用于抵消检测电容中的直流量C0，所述直流电容对消阵列包括若干个抵消电容及分别与之串联的开关，每一所述开关的控制端与外界的数字信号对应连接，每一所述抵消电容一端连接与传感器载波同频反相的载波，每一所述抵消电容的另一端经所述开关与检测电容的一端连接后接入所述C-V转换器的输入端；
所述C-V转换器用于将检测电容信号经过C-V转换为成比例的电压信号；
所述谐振器用于将所述C-V转换器输出的电压信号进行带通Σ-Δ调制；
所述量化器用于将所述谐振器输出的信号转换成位流信号；
所述数字信号控制的电容反馈阵列用于根据所述量化器输出的位流信号调节所述C-V转换器输入信号的动态范围；
所述数字解调滤波模块用于将所述量化器输出的位流信号经过数字解调输出传感器测量信号的数字量。
2.根据权利要求1所述的用于容栅式角位移传感器的ASIC接口，其特征在于，所述C-V转换器包括两反馈电阻、一运算放大器和两反馈电容，每一所述反馈电阻的两端分别连接所述运算放大器的反向输入端和输出端，所述运算放大器的输出端与所述谐振器的输入端连接；另外，所述反馈电容两端分别连接所述运算放大器的输入和输出端用于调节增益。
3.根据权利要求1或2所述的用于容栅式角位移传感器的ASIC接口，其特征在于，所述量化器模块采用比较器，所述比较器的输出端分别连接所述数字信号控制的电容反馈阵列与数字解调滤波模块。
4.根据权利要求3所述的用于容栅式角位移传感器的ASIC接口，其特征在于，所述比较器产生一位码流b0输出，即一位反馈控制，所述有数字信号控制的反馈电容阵列包括：参考电压Vref1、Vref2，与所述参考电压相连的电容为Cdf1、Cdf2，所述量化器输出数字信号b0和反相信号-b0分别作用于所述电容为Cdf1、Cdf2与所述C-V转换器之间的开关，随着码流零和一的变化开关来回切换导通，使得所述C-V转换器的两个输入端注入负反馈电荷，抵消传感器电容变化带来的电荷变化。
5.根据权利要求4所述的用于容栅式角位移传感器的ASIC接口，其特征在于，所述量化器产生移相90度的ADC控制码流，所述数字信号控制的电容反馈阵列模块还设置有与参考电压相连的电容Cdf3、Cdf4，电容Cdf3、Cdf4远小于Cdf1、Cdf2，所述量化器输出的移相90度的ADC控制码流数字信号b0和反相信号-b0分别作用于所述电容为Cdf3、Cdf4与所述C-V转换器之间的开关，随着码流零和一的变化开关来回切换导通通过所述比较器输出的码流控制。
6.根据权利要求3所述的用于容栅式角位移传感器的ASIC接口，其特征在于，所述量化器产生多位控制码流b0，假设为m+1位，分别定义为b0，b1，bm，所述有数字信号控制的反馈电容阵列包括：多组参考电压Vref1、Vref2，与多组参考电压相连的多组电容Cdf1、Cdf2，每一组电容的容值分别为b0对应的基础电容Cdf1、Cdf2的电容值的21，22，23，…，2m倍，所述量化器输出多组控制信号b0和反相信号-b0分别作用于每组所述电容Cdf1、Cdf2与所述C-V转换器之间的开关。
7.根据权利要求6所述的用于容栅式角位移传感器的ASIC接口，其特征在于，所述量化器产生多组移相90度的ADC控制码流，所述数字信号控制的电容反馈阵列模块还设置有与多组参考电压相连的多组电容Cdf3、Cdf4，每组电容Cdf3、Cdf4远小于相应电容Cdf1、Cdf2，所述量化器输出多组移相90度的ADC控制数字信号b0和反相信号-b0分别对应作用于所述电容为Cdf3、Cdf4与所述C-V转换器之间的开关。
8.根据权利要求1所述的用于容栅式角位移传感器的ASIC接口，其特征在于，所述数字解调滤波模块是采用参考正弦波Rsin和参考余弦波Rcos通过最小均方误差解调算法实现对采样得到的检测信号的相敏解调。
一种用于容栅式角位移传感器的ASIC接口
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
11。直流电容对消阵列1用于抵消容栅式角位移传感器输出的直流电容C0和补偿四路的检测电容。通常情况下，容栅式角位移传感器在加工完成之后其电容的误差已经确定，所以通过直流电容对消阵列使得该专用集成电路能够校正传感器的一部分固定的直流误差。本实施例通过八位控制开关S1、S2、S3、…S8来控制接入的抵消电容的大小，每一位的电容值是C，可以实现的调节范围是0-255C，其抵消原理如图2所示，在设计中单边的检测电容存在八个开关，用来接入抵消电容，大小值从C到(2^7-1)C。在电路中如果C0存在，进入电荷放大器之后会产生直流分量，由于电源电压VDD的限制，差分电容信号的摆幅会被抑制。因此，抵消电容的采用能够保证在低电压的情况下电容电压比的标度因子达到最高，有效抑制直流电容C0带来的电压消耗，抵消电容对标度因子提升效果如图3所示。
θ＝arctan(sin(θ)/cos(θ))。最后得到同相信号的幅度A和载波
的相位θ,同理情况可以获得正交信号的幅度B。最后得到传感器的角度φ＝arctan(A/B)，完成角度的解算。
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