，数字代码Dl3ur^电容器110的未知或不定值直接相关，该电容器110 的未知或不定值表示MEMS 100的当前位移、位置、状态、或操作，即Di3ut识别与MEMS 100的 位移或状态线性相关的电容C11。的测量值。
[0033] 总之，在由电荷栗116施加在MEMS 100上的力以后，电容器110的值（MEMS的新 的位移、位置、或状态)是未知的。电容器120和150在对控制MEMS 100需要的来自电荷栗 116的高电压和用来测量电容器110的值的有源电路(重置电路124、积分器138、ADC 140、 DAC 144、调制器148、解调器134)之间保持流电隔离。
[0034] 积分器138对来自电容器120和132的总电荷Qt积分并且将平均积分信号提供 给ADC 140。ADC 140将平均积分信号转换到数字代码Di3ut作为MEMS 100的位移、位置、状 态、或操作的测量。电容器110的值能够从下述确定：来自ADC 140的数字代码Di3ut的作为 电容器110的函数的电压变化AV112，该ADC 140的数字代码0_如在半导体封装104的管 脚106b处成为可获得。数字代码Dtw识别电容器110的值。D tw能够被采样或持续地获得 以确定MEMS 100的位移、位置、状态、或操作。
[0035] 西格玛-德尔塔回路包含反馈回路，该反馈回路包括DAC 144、调制器148、和电容 器150,该反馈回路基于DC参考电压Vref3将来自ADC 140的D _转换成模拟反馈信号V _。 电压变化V112因而由反馈信号Vbm以及电容器110、120、和150的值来确定。电容器110的 测量确定响应于由电荷栗116施加的力的MEMS 100的实际位移、位置、状态、或操作。测量 电路108提供表示紧凑电路布局中的电容器110的测量的数字代码Dtw。基于电容器110 的测量，能够通过应用由电荷栗116施加的另一个力来对MEMS 100进行调节并且再次测量 电容器110的值。该过程持续重复以测量MEMS 100的预期位移、位置、或状态。
[0036] 测量电路108提供对改变MEMS 100的状态需要的高电压电极和与用于电路的高 电压的隔离两者以测量电容C11。。选择增益A、C 12。、C132、C15。、Vref2、和Vref3的值，使得在西格 玛-德尔塔回路中使输入范围小于参考电压的条件下数字代码1保持在给定范围(例如， 0-1、+1/-1、或其它限定的范围）内。比如，为了测量带有0-1之间的数字代码0_的25-300 皮法（PF)之间的电容器110的值，则该值可以被设置为C 12q=I pF、C132=0. 5 pF、C15Q=25 pF、 VREF1=2 V、VREF2=150 毫伏（mV)、以及 VREF3=2 V。
[0037] 在另一个实施例中，增益A能够通过使用积分器138以在减少的进程中将来自电 容器132的电荷积分(即相对不那么频繁地将来自电容器120的电荷积分)而变化。测量电 路能够被配置有一个或多个感测电极（l〇6a)和一个或多个源极电极（106b)。
[0038] 图7a_7d图解依据图5的测量电路108的四个操作阶段的一个代表性示例的进一 步细节。调制器130和148以及解调器134分别由切换电路160、162、和164表示，其中单 位增益用来提供测量电路108的操作的简化解释。积分器138以放大器168和电容器170 来实施。在测量电路108的操作阶段1期间，如在图7a中示出，电容器120、132、和150上 的电荷被放电并且被重置。切换电路160被设置成将电容器132连接到地参考电压，切换 电路162被设置成将电容器120和132连接到地参考电压，并且切换电路164被设置成将 电容器150连接到地参考电压。
[0039] 在测量电路108的操作阶段2期间，如在图7b中示出，切换电路162被设置成将 结点122连接到放大器168的反相输入以积累来自电容器120和132的电荷。
[0040] 在测量电路108的操作阶段3期间，如在图7c中示出，切换电路160被设置成将 参考电压V ref2连接到电容器132并且在积分器168-170上积累电荷。切换电路164被设置 成将DAC 144的输出连接到电容器150以完成反馈并且允许Vbm基于电容器分压器C n。、 C120、和C15。来变化电压V112。通过电容器120在积分器168-170上积累来自电压变化AV 112 的电荷。在积分器168-170上的总电荷Qt收敛到零。
[0041] 在测量电路108的操作阶段4期间，如在图7d中示出，切换电路162被设置成将 结点122连接到地参考电压。数字代码D tw被持续地监测或采样以确定电容器110的值。 测量电路108返回到操作阶段1以放电并且重置电容器120、132、和150为下一个测量循环 作准备。
[0042] 能够实现通过电容器120将从反馈信号得到的电荷注入到积分器138中的其它切 换方案。在感测结点112处的电压的变化是电容器110、120、和150以及反馈电压 函数，见等式（2)。测量电路108能够被配置成测量连接到公共感测结点或带有额外感测结 点的多个MEMS。
[0043] 图8图解测量电路178,该测量电路178使用二阶西格玛-德尔塔回路以测量MEMS 100的电容，该MEMS 100的电容由在结点182处的半导体封装104的管脚106a和操作在 地电位的端子184之间親合的可变电容器180 (C1S。）来表不。管脚106a操作为半导体封 装104的感测电极外部连接到MEMS 100并且测量电容器180的值，该值表示MEMS的当前 位移、位置、状态、或操作。电荷栗186通过连接电路188被耦合到感测结点182以改变跨 过电容器180的电压V 182，这生成对MEMS 100施加力的电场以例如诱导透镜的移动。连接 电路188能够是晶体管、电阻器、或电子开关。MEMS电容器180的值随后被测量以确定由 施加电荷栗电压引起的MEMS 100的位移量或新位置或状态。电容器190 (C19。）被耦合在 结点182和结点192之间。重置电路194在结点192和操作在地电位的端子196之间被耦 合。重置电路194能够是晶体管或电子开关。
[0044] DC参考电压￥_2被施加到调制器200的第一输入。调制器200的第二输入接收 时钟信号Fsi以相位或幅度调制参考电压V ref2。电容器202(C2ffi)被耦合在调制器200的输 出和结点192之间。解调器204具有耦合到结点192的第一输入，以及接收时钟信号F s2用 于解调结点192处的信号的第二输入。解调器204的输出被耦合到积分器208的输入。积 分器208包括放大器210和电容器212。积分器208的输出被親合到调制器213的第一输 入。调制器213的第二输入接收时钟信号F s3以相位或幅度调制积分器208的输出信号，同 时解调器214的输出通过电容器214被耦合到结点217处的解调器216的第一输入。电容 器218被耦合在感测结点182和结点217之间。解调器216的第二输入接收时钟信号F s4用 于解调在结点217处的信号。解调器216的输出被親合到积分器220的输入。积分器220 包括放大器222和电容器224,该积分器220与积分器208组合执行在西格玛-德尔塔回 路的输入路径和反馈路径之间的差的二阶积分。如果输入/反馈差非零，则积分器208和 220驱动回路的输出直到差收敛到零。
[0045] 积分器220的输出被耦合到ADC 230。ADC 230的输出被耦合到结点232处的可 选数字信号处理块231用于校准或滤波。结点232或数字信号处理块231的输出提供数字 代码D tw，该数字代码Dqut表示到半导体封装104的管脚106b的电容器180的值。ADC 230 的输出也被耦合到DAC 234的输入。DAC 234也接收DC参考电压VREF3。DAC 234的输出被 耦合到调制器238的第一输入。调制器238的第二输入接收时钟信号Fs5以相位或幅度调 制DAC 234的输出信号。调制器238的输出提供反馈电压Vbm。电容器240 (C24。）被耦合 在调制器238的输出和感测结点182之间。DAC 234、调制器238、和电容器240构成ADC 230的输出和感测结点182之间的反馈电路。
[0046] 测量电路178使用带有反馈的二阶西格玛-德尔塔回路通过下述方法来测量MEMS 100的电容：感测响应于施加到包含C1S。、C19。、C218、和C 24。的电容器分压器的反馈电压Vback 的结点182处的电压改变。西格玛-德尔塔回路在紧凑电路布局中以高分辨率在结点232 处提供表示MEMS 100的电容的数字代码Dtwt3
[0047] 测量电路178的功能能够由下面操作的原理描述。假设连接电路188和重置电路 194是闭合的或低阻抗。来自电荷栗186的电压被施加到感测结点182和电容器180以施 加力并且引起MEMS 100的位移或位置、状态、或操作的其它改变。电容器190、218、和240 为重置电路194、积分器208和220、ADC 230、DAC 234、调制器213和238、以及解调器204 和216提供与感测结点182上的来自电荷栗186的高电压的流电隔离，即对使MEMS 100位 移所要求的电压能够大于有源电路的击穿电压。表示或指示在通过电荷栗116施加力之后 MEMS 100的位移、位置、状态、和操作的电容器180的值是未知的。
[0048] 连接电路188和重置电路194被断开或被设置到高阻抗，即连接电路188和重置 电路194在电容器180的测量阶段期间被禁用。替选地，连接电路188保持