一种采用开环放大器的多路时分复用电容检测电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及传感器电容检测电路领域，特别是涉及一种采用开环放大器的多路时分复用电容检测电路。
【背景技术】
[0002]陀螺仪传感器是一个简单易用的基于自由空间移动的定位和控制系统。由于陀螺仪传感器能够对角速度进行检测，近年来，被广泛应用于汽车导航系统和摄像机的抖动校正等姿势控制领域中。在陀螺仪传感器中具有多个角速度传感器，各角速度传感器能够对相互垂直的X轴、Y轴和Z轴的角速度分别进行检测。
[0003]在陀螺仪传感器进行使用前都要使用电容检测电路对其进行自检，从而确定陀螺仪传感器能否正常使用。对陀螺仪传感器进行自检时需要分别对X轴、Y轴、Z轴和自校正轴的电路分别进行检测，以确保各轴的角速度传感器都能正常工作。然而在现阶段，如何降低功耗是电容检测电路的重点和难点，传统的电容检测电路采用的是电容敏感放大器与多级闭环放大器串联连接的结构，但这种闭环放大结构在宽带一定的情况下与开环放大结构相比所需要的电流更大，不仅能耗高，而且电流的使用效率较低，而现有的一些采用开环放大器的电容检测电路线性度较差，而且偏差会随着时间和环境的变化增大，需要对其不断进行补偿，使用起来工作量大、操作过程十分繁琐。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、功耗低、操作简便的采用开环放大器的多路时分复用电容检测电路。
[0005]本实用新型一种采用开环放大器的多路时分复用电容检测电路，其中，包括模拟信号选择器、电容检测电路、模数转换器、数字信号选择器、校正模块、输出模块和多个开环放大器，模拟信号选择器的电源端接入电源，模拟信号选择器的信号输出端与电容检测电路的信号接收端连接，电容检测电路的信号输出端与模数转换器的模拟信号接收端之间设置有多个开环放大器，模数转换器的数字信号输出端与数字信号选择器的信号接收端连接，数字信号选择器的信号输出端分别与输出模块的信号接收端和校正模块的信号接收端连接，校正模块的信号输出端又与输出模块的信号接收端连接。
[0006]本实用新型一种采用开环放大器的多路时分复用电容检测电路，其中所述输出模块的信号输出端与显示装置的接收端连接。
[0007]本实用新型一种采用开环放大器的多路时分复用电容检测电路，其中所述多个开环放大器在电容检测电路的信号输出端与模数转换器的模拟信号接收端之间串联连接，各开环放大器的信号输出端分别与相邻开环放大器的信号接收端连接，位于最前端的第一开环放大器的信号接收端与电容检测电路的信号输出端连接，位于最末端的第N开环放大器的信号输出端与模数转换器的模拟信号接收端连接。
[0008]本实用新型一种采用开环放大器的多路时分复用电容检测电路，其中所述校正模块的中心控制系统为CPU控制器。
[0009]本实用新型一种采用开环放大器的多路时分复用电容检测电路与现有技术不同之处在于:本实用新型结构简单、能耗小、线性平稳。在电容检测电路和模数转换器之间依次串联有多个开环放大器，各级开环放大器依次对接收到的数字信号进行分级放大，避免了一次放大所产生的偏差过大的问题，使电路线性度更好，操作简单，工作量小。校正模块对自校正轴信号进行处理后得到校正函数，并将校正函数传送给输出模块。输出模块根据校正函数分别对X轴信号、Y轴信号和Z轴信号进行处理，并分别对外输出X轴、Y轴和Z轴的线性化信号。采用开环放大结构，不仅能耗低，而且电流的使用效率大大提高。
[0010]下面结合附图对本实用新型一种采用开环放大器的多路时分复用电容检测电路作进一步说明。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型一种采用开环放大器的多路时分复用电容检测电路的结构连接框图。
【具体实施方式】
[0012]如图1所示，为本实用新型一种采用开环放大器的多路时分复用电容检测电路的结构连接框图，包括模拟信号选择器2、电容检测电路3、模数转换器5、数字信号选择器6、校正模块8、输出模块7和多个开环放大器。模拟信号选择器2的电源端接入电源1，模拟信号选择器2的信号输出端与电容检测电路3的信号接收端连接，电容检测电路3的信号输出端与模数转换器5的模拟信号接收端连接。在电容检测电路3和模数转换器5之间依次串联有多个开环放大器，各开环放大器的信号输出端分别与相邻开环放大器的信号接收端连接，位于最前端的第一开环放大器4的信号接收端与电容检测电路3的信号输出端连接，位于最末端的第N开环放大器4’的信号输出端与模数转换器2的模拟信号接收端连接。模数转换器2的数字信号输出端与数字信号选择器6的信号接收端连接，数字信号选择器6的信号输出端分别与输出模块7的信号接收端和校正模块8的信号接收端连接，校正模块8的信号输出端又与输出模块7的信号接收端连接，输出模块7的信号输出端与显示装置9的接收端连接。
[0013]本实用新型的一个实施例中，校正模块8的中心控制系统为CPU控制器。
[0014]本实用新型的检测过程为:模拟信号选择器2在自身预设的时钟信号的控制下，按先后顺序依次将X轴电路、Y轴电路、Z轴电路和自校正轴电路依次接入到电容检测电路3中，电容检测电路3将与各电路连接时检测到的模拟信号传输给第一开环放大器4，第一开环放大器4将接收到的模拟信号进行放大后传输给连接的下一级开环放大器，最终传输给第N开环放大器4’进行放大，各级开环放大器依次对接收到的数字信号进行分级放大，避免了一次放大所产生的过大偏差，电路线性度更好。第N开环放大器4’将最终放大的模拟信号传输给模数转换器5，模数转换器5将放大后的模拟信号转换为数字信号后传输给数字信号选择器6，数字信号选择器6分别对X轴信号、Y轴信号、Z轴信号和自校正轴信号进行分离选择，并将自校正轴信号传输给校正模块8，校正模块8根据自校正轴信号得出各级开环放大器的非线性特征，根据所得的非线性特征得到校正函数，并将校正函数传送给输出模块7。数字信号选择器6将X轴信号、Y轴信号和Z轴信号直接传输给输出模块7，输出模块7将X轴信号、Y轴信号和Z轴信号放入事先得到的校正函数中，并分别对外输出X轴、Y轴和Z轴的线性化信号。
[0015]本实用新型校正模块的校正方法为:电容检测电路3分别对X轴、Y轴、Z轴和自校正轴上已知的电容差进行检测，并得到相应的输出信号，校正模块8对电容差和输出信号进行曲线拟合并得到非线性传输函数。将此非线性传输函数分为若干小段，并对每一小段函数进行线性拟合，从而得出一阶拟合函数。求出各小段一阶拟合函数的反函数，并将各反函数组合起来便得到最终的校正函数。
[0016]本实用新型一种采用开环放大器的多路时分复用电容检测电路，在电容检测电路3和模数转换器5之间依次串联有多个开环放大器，各级开环放大器依次对接收到的数字信号进行分级放大，避免了一次放大所产生的偏差过大的问题，使电路线性度更好，操作简单，工作量小。校正模块8对自校正轴信号进行处理后得到校正函数，并将校正函数传送给输出模块7。输出模块7根据校正函数分别对X轴信号、Y轴信号和Z轴信号进行处理，并分别对外输出X轴、Y轴和Z轴的线性化信号。采用开环放大结构，不仅能耗低，而且电流的使用效率大大提高。本实用新型结构简单、能耗小、线性平稳，与现有技术相比具有明显有点。
[0017]以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种采用开环放大器的多路时分复用电容检测电路，其特征在于:包括模拟信号选择器(2)、电容检测电路(3)、模数转换器(5)、数字信号选择器￠)、校正模块(8)、输出模块(7)和多个开环放大器，模拟信号选择器(2)的电源端接入电源(I)，模拟信号选择器(2)的信号输出端与电容检测电路⑶的信号接收端连接，电容检测电路⑶的信号输出端与模数转换器(5)的模拟信号接收端之间设置有多个开环放大器，模数转换器(5)的数字信号输出端与数字信号选择器(6)的信号接收端连接，数字信号选择器(6)的信号输出端分别与输出模块(7)的信号接收端和校正模块(8)的信号接收端连接，校正模块(8)的信号输出端又与输出模块(7)的信号接收端连接。
2.根据权利要求1所述的一种采用开环放大器的多路时分复用电容检测电路，其特征在于:所述输出模块(7)的信号输出端与显示装置(9)的接收端连接。
3.根据权利要求1所述的一种采用开环放大器的多路时分复用电容检测电路，其特征在于:所述多个开环放大器在电容检测电路(3)的信号输出端与模数转换器(5)的模拟信号接收端之间串联连接，各开环放大器的信号输出端分别与相邻开环放大器的信号接收端连接，位于最前端的第一开环放大器(4)的信号接收端与电容检测电路(3)的信号输出端连接，位于最末端的第N开环放大器(4’)的信号输出端与模数转换器(5)的模拟信号接收端连接。
4.根据权利要求1所述的一种采用开环放大器的多路时分复用电容检测电路，其特征在于:所述校正模块(8)的中心控制系统为CPU控制器。
【专利摘要】本实用新型涉及一种采用开环放大器的多路时分复用电容检测电路。其目的是为了提供一种结构简单、功耗小、操作简便的电容检测电路。本实用新型包括模拟信号选择器、电容检测电路、模数转换器、数字信号选择器、校正模块、输出模块和开环放大器，模拟信号选择器的电源端接入电源，模拟信号选择器的信号输出端与电容检测电路的信号接收端连接，电容检测电路的信号输出端与模数转换器的模拟信号接收端之间设置有多个开环放大器，模数转换器的数字信号输出端与数字信号选择器的信号接收端连接，数字信号选择器的信号输出端分别与输出模块的信号接收端和校正模块的信号接收端连接，校正模块的信号输出端又与输出模块的信号接收端连接。
【IPC分类】G01C25-00, G01R27-26
【公开号】CN204422662
【申请号】CN201520116483
【发明人】陆游
【申请人】北京芯动联科微电子技术有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年2月26日