一种测量电容系统及其测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107543972A(43)申请公布日2018.01.05(21)申请号201710806520.5(22)申请日2017.09.08(71)申请人乐鑫信息科技（上海）有限公司地址201203上海市浦东新区张江高科技园区碧波路690号2号楼204室(72)发明人王强(74)专利代理机构上海信好专利代理事务所(普通合伙)31249代理人朱成之周乃鑫(51)Int.Cl.G01R27/26(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图3页(54)发明名称一种测量电容系统及其测量方法(57)摘要本发明公开了一种测量电容系统及其测量方法，包含：充电电流源，其对待测电容进行充电；放电电流源，其对所述待测电容进行放电；比较器组，其输入端与所述待测电容的第一端连接；所述待测电容为比较器组提供初始比较电压值，即待测电容的电压值Vcap；锁存器，其输入端与比较器组的输出端电性连接；其第一输出端对应与所述第一控制开关连接；其第二输出端与所述第二控制开关连接；计数器组，其与所述锁存器的输出端连接，用于对锁存器输出的电平信号的一个周期进行计数。本发明具有电路结构简单，测量方法简单便捷，测量成本低廉，测量精度高的优点。CN107543972ACN107543972A权利要求书1/3页1.一种测量电容系统，其特征在于，包含：充电电流源，其一端接入电流电压VDD；另一端通过第一控制开关与待测电容的第一端电性连接；所述待测电容的第二端接地；所述充电电流源用于对所述待测电容进行充电；放电电流源，其一端接地，另一端通过第二控制开关与所述待测电容的第一端电性连接；所述放电电流源用于对所述待测电容进行放电；比较器组，其输入端与所述待测电容的第一端连接，以获取待测电容的电压值Vcap，在比较器组中与设定的参考电压阈值进行比较；锁存器，其输入端与比较器组的输出端电性连接；锁存器的第一输出端对应与所述第一控制开关连接，第二输出端与所述第二控制开关连接；计数器组，其对应与所述锁存器的任意一个输出端连接，用于对锁存器输出的电平信号的周期以及输入到计数器组的时钟脉冲信号clk的周期进行计数；根据所述比较器组提供的比较结果，所述锁存器输出使第一与第二控制开关切换导通的信号，使得所述充电电流源与放电电流源周期性地对待测电容进行充放电，直至所述计数器组完成计数。2.如权利要求1所述的测量电容系统，其特征在于，所述比较器组进一步包含：第一比较器与第二比较器；所述第一比较器的同相输入端输入第一参考电压阈值Vrefh，所述第一比较器的反相输入端和所述第二比较器的同相输入端分别与待测电容的第一端电性连接；所述第二比较器的反相输入端输入第二参考电压阈值Vrefl；其中，所述第一参考电压阈值Vrefh>第二参考电压阈值Vrefl。3.如权利要求2所述的测量电容系统，其特征在于，所述第一比较器的输出端输出电平信号d1，其与锁存器的第一输入端连接；所述第二比较器的输出端输出电平信号d2，其与锁存器的第二输入端连接；所述锁存器的第一输出端输出电平信号d3，其第二输出端输出电平信号d4；当Vrefh>Vcap，Vrefl>Vcap时，所述比较器组输出电平信号d1＝1，d2＝0；所述锁存器组输出电平信号d3＝1，d4＝0；所述第一控制开关导通，第二控制开关断开，待测电容充电；当待测电容的电压值Vcap＝Vrefl时，所述电平信号d1＝1，d2＝1；所述电平信号d3＝1，d4＝0；待测电容继续充电；当待测电容的电压值Vcap＝Vrefh时,所述电平信号d1＝0，d2＝1；所述电平信号d3＝0，d4＝1；所述第一控制开关断开，第二控制开关导通，待测电容放电；此时，Vrefh>Vcap>Vrefl，所述电平信号d1＝1，d2＝1；所述电平信号d3＝0，d4＝1，待测电容继续放电；当待测电容的电压值Vcap＝Vrefl时,所述电平信号d1＝1，d2＝0；所述电平信号d3＝1，d4＝0，待测电容充电。4.如权利要求1所述的测量电容系统，其特征在于，所述计数器组包含：第一计数器；所述第一计数器的clk端与锁存器的第一输出端或第二输出端电性连接；其复位端rstb接入触发锁存器开始工作的start信号；其输入端din用于设置对锁存器的第一输出端输出的电平信号d3的周期或第二输出端输出的电平信号d4的周期进行计数的次数M；其输出端out用于输出表示测试完成的finish信号。5.如权利要求4所述的测量电容系统，其特征在于，2CN107543972A权利要求书2/3页所述计数器组还包含与门，通过该与门和所述第一计数器连接的第二计数器；所述与门的三个输入端分别接入时钟脉冲信号clk、start信号、finish信号的反相信号，所述与门的输出端与第二计