技术特征：
1.一种高精度电容测量电路，其特征在于，所述电容测量电路包括时钟单元、积分单元、比较单元、数模转换单元、数据抽取单元以及输入单元；时钟单元分别与所述输入单元、所述积分单元、所述比较单元及所述数据抽取单元相连；所述积分单元分别与所述输入单元及所述数模转换单元相连；比较单元分别与数据抽取单元及数模转换单元相连；其中，所述时钟单元用于输出时钟信号；所述输入单元包括待测电容及参考电容，所述输入单元用于根据所述时钟信号充电或向所述积分单元放电；所述积分器用于将所述待测电容与所述参考电容的放电量进行积分；所述比较器用于根据所述积分单元的积分结果输出数字信号；所述数据抽取单元用于对所述数字信号进行采样滤波，得到表征所述待测电容的电容值的数值；所述数模转换单元用于将所述数字信号转化为模拟信号反相输入至积分单元的输入端。2.根据权利要求1所述的一种高精度电容测量电路，其特征在于，所述时钟信号包括低电平及高电平，时钟信号为高电平时，所述待测电容及参考电容充电；时钟信号为低电平时，所述待测电容及参考电容放电。3.根据权利要求2所述的一种高精度电容测量电路，其特征在于，所述待测电容连接于所述积分单元的同相输入端，所述参考电容连接于所述积分单元的反相输入端，所述待测电容及参考电容远离所述积分单元的一端均通过第一开关连接基准电压、通过第二开关接地。4.根据权利要求2所述的一种高精度电容测量电路，其特征在于，所述数模转换单元包括数模转换器及分别连接于所述所述数模转换器的同相输出端的第一电容、连接于所述数模转换单元的同相输出端的第二电容；所述第一电容的另一端连接于积分单元的同相输入端，所述第二电容的另一端连接于所述积分单元的反相输入端；所述第一电容及所述第二电容的容值相等。5.根据权利要求2所述的一种高精度电容测量电路，其特征在于，所述积分单元包括一阶积分电路，或者，所述积分单元由多个一阶积分电路串联形成。6.根据权利要求2所述的一种高精度电容测量电路，其特征在于，所述数据抽取单元包括一阶累加器或高阶累加器。7.一种高精度电容测量方法，其特征在于，应用于权利要求1-6任意一项所述的高精度电容测量电路，所述方法包括：时钟单元输入第一时钟信号，输入单元中的待测电容及参考电容充电；同时，比较单元保持上一时刻的比较结果，并将所述比较结果传输至所述数模转换单元；数模转换单元的输出信号反相叠加至所述积分单元的输入端；时钟单元输入第二时钟信号，输入单元中的待测电容及参考电容向所述积分单元放电；同时，积分单元的输出被所述比较单元捕捉，比较单元根据所述积分单元的输出得到一个数字信号；时钟单元均匀间隔的输出第一时钟信号及第二时钟信号，数据抽取单元在每次第一时钟信号出现时对比较单元的输出进行采样，得到表征所述待测电容的电容值的数值。8.根据权利要求7所述的一种高精度电容测量方法，其特征在于，所述第一时钟信号为
高电平，所述第二时钟信号为低电平。9.根据权利要求7所述的一种高精度电容测量方法，其特征在于，所述数模转换单元包括数模转换器以及分别连接于所述数模转换器的输出端的第一电容及第二电容，所述第一电容及所述第二电容的电容值相等，所述数模转换单元的反相输出信号通过第一电容耦合至所述积分单元的同相输入端，同相输出信号通过第二电容耦合至所述积分单元的反相输入端。10.根据权利要求9所述的一种高精度电容测量方法，其特征在于，所述待测电容的容值为：其中，c1为第一电容的容值，c
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为参考电容的容值，data为数据抽取单元的最终输出的数值，n为该采样电路的最大位数。
技术总结
本发明涉及电容检测领域，尤其涉及一种精密电容的高精度检测，本发明提供了一种高精度电容的测量电路及方法，包括待测电容、参考电容、积分单元、比较单元、数模转换单元、数据抽取单元。其中待测电容和参考电容分别与数模转换单元的正负端相加后再与积分单元的同相或反相输入端相连，积分单元的输出与比较单元相连，比较单元的输出分别与数模转换单元和数据抽取单元相连。本发明电路通过对电容上的电压进行采集，从而得到电容的容值，以实现精确测量电容的目的。量电容的目的。量电容的目的。
技术研发人员：刘岩
受保护的技术使用者：集美大学
技术研发日：2022.07.28
技术公布日：2022/12/1