Method for performing dynamic capacitive measurement at differential capacitor based on delta-sigma principle, involves applying excitation voltages between electrodes, such that it have no effect on charges
The method involves applying positive reference voltage (RP) proportional to first load, to first partial capacitor electrode without influencing load at summing node (K). The negative reference voltage (RN) proportional to second load is applied on second partial capacitor electrode without alterin...
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| creator | FRANKE, DAVID AURICH, TORSTEN |
| description | The method involves applying positive reference voltage (RP) proportional to first load, to first partial capacitor electrode without influencing load at summing node (K). The negative reference voltage (RN) proportional to second load is applied on second partial capacitor electrode without altering charge. The quasi-static excitation voltage (AN) is applied, so that electrostatic force is generated by excitation voltage between electrodes. The excitation voltages have no effect on charges, so that capacitive measurement is not influenced by delta-sigma converter measurement result. An independent claim is included for circuit device for dynamic capacity measurement based on delta-sigma principle.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein und eine Schaltungsanordnung zu entwickeln, bei dem die Messgröße in Form eines digitalen Bit-Stroms hochauflösend zur Verfügung gestellt wird und das in Bezug auf Messbereich, Offsetkapazität, elektrische Anregung von Differentialkondensatoren, Empfindlichkeit und Bandbreite, an unterschiedliche Messaufgaben angepasst werden kann. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine der positiven Referenzspannung (RP) proportionale erste Ladung (L1) auf eine Elektrode einer ersten Teilkapazität (CMa) abwechselnd aufgebracht wird, ohne die Ladung am Summationsknoten (K) zu beeinflussen, dass in einem ersten Umladezyklus die erste Ladung (L1) an dieser Elektrode rückwirkungsfrei auf den Summationsknoten (K) übertragen wird, dass gleichzeitig, ebenfalls abwechselnd, durch eine der negativen Referenzspannung (RN) proportionale zweite Ladung (L2) auf eine Elektrode einer zweiten Teilkapazität (CMb) aufgeladen wird, ohne die Ladung am Summationsknoten (K) zu verändern, dass in einem zweiten Umladezyklus die zweite Ladung (L2) an dieser Elektrode des Differentialkondensators (1) auf den Summationsknoten (K) übertragen wird, ohne die an der zweiten Teilkapazität (CMb) angeschlossenen Signale zu beeinflussen, dass unabhängig von den Umladezyklen der ersten Teilkapazität (CMa) und der zweiten Teilkapazität (CMb), an der gemeinsamen Elektrode des Differentialkondensators 1, eine quasistatische Anregespannung (AN) angelegt wird, und dass diese Anregespannung (AN) zwischen den Elektroden der ersten Teilkapazität (CMa) und den Elektroden der zweiten Teilkapazität (CMb), an einem Differentialkondensator (1) eine elektrostatische Kraft erzeugt, wobei die Anregespannung (AN) dabei keinen Einfluss auf die Ladungen am Summationsknoten (K) h |
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein und eine Schaltungsanordnung zu entwickeln, bei dem die Messgröße in Form eines digitalen Bit-Stroms hochauflösend zur Verfügung gestellt wird und das in Bezug auf Messbereich, Offsetkapazität, elektrische Anregung von Differentialkondensatoren, Empfindlichkeit und Bandbreite, an unterschiedliche Messaufgaben angepasst werden kann. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine der positiven Referenzspannung (RP) proportionale erste Ladung (L1) auf eine Elektrode einer ersten Teilkapazität (CMa) abwechselnd aufgebracht wird, ohne die Ladung am Summationsknoten (K) zu beeinflussen, dass in einem ersten Umladezyklus die erste Ladung (L1) an dieser Elektrode rückwirkungsfrei auf den Summationsknoten (K) übertragen wird, dass gleichzeitig, ebenfalls abwechselnd, durch eine der negativen Referenzspannung (RN) proportionale zweite Ladung (L2) auf eine Elektrode einer zweiten Teilkapazität (CMb) aufgeladen wird, ohne die Ladung am Summationsknoten (K) zu verändern, dass in einem zweiten Umladezyklus die zweite Ladung (L2) an dieser Elektrode des Differentialkondensators (1) auf den Summationsknoten (K) übertragen wird, ohne die an der zweiten Teilkapazität (CMb) angeschlossenen Signale zu beeinflussen, dass unabhängig von den Umladezyklen der ersten Teilkapazität (CMa) und der zweiten Teilkapazität (CMb), an der gemeinsamen Elektrode des Differentialkondensators 1, eine quasistatische Anregespannung (AN) angelegt wird, und dass diese Anregespannung (AN) zwischen den Elektroden der ersten Teilkapazität (CMa) und den Elektroden der zweiten Teilkapazität (CMb), an einem Differentialkondensator (1) eine elektrostatische Kraft erzeugt, wobei die Anregespannung (AN) dabei keinen Einfluss auf die Ladungen am Summationsknoten (K) hat und daher nicht ins Messergebnis des Delta-Sigma-Wandlers zur Kapazitätsmessung eingeht. Die Erfindung betrifft ein Messverfahren zur dynamischen Kapazitätsmessung nach dem Delta-Sigma-Prinzip und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.</description><language>eng ; ger</language><subject>AMPLIFIERS ; BASIC ELECTRONIC CIRCUITRY ; CODE CONVERSION IN GENERAL ; CODING ; DECODING ; ELECTRICITY ; MEASURING ; MEASURING ELECTRIC VARIABLES ; MEASURING MAGNETIC VARIABLES ; PHYSICS ; TESTING</subject><creationdate>2013</creationdate><oa>free_for_read</oa><woscitedreferencessubscribed>false</woscitedreferencessubscribed></display><links><openurl>$$Topenurl_article</openurl><openurlfulltext>$$Topenurlfull_article</openurlfulltext><thumbnail>$$Tsyndetics_thumb_exl</thumbnail><linktohtml>$$Uhttps://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?FT=D&date=20130404&DB=EPODOC&CC=DE&NR=102011114502A1$$EHTML$$P50$$Gepo$$Hfree_for_read</linktohtml><link.rule.ids>230,308,776,881,25543,76293</link.rule.ids><linktorsrc>$$Uhttps://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?FT=D&date=20130404&DB=EPODOC&CC=DE&NR=102011114502A1$$EView_record_in_European_Patent_Office$$FView_record_in_$$GEuropean_Patent_Office$$Hfree_for_read</linktorsrc></links><search><creatorcontrib>FRANKE, DAVID</creatorcontrib><creatorcontrib>AURICH, TORSTEN</creatorcontrib><title>Method for performing dynamic capacitive measurement at differential capacitor based on delta-sigma principle, involves applying excitation voltages between electrodes, such that it have no effect on charges</title><description>The method involves applying positive reference voltage (RP) proportional to first load, to first partial capacitor electrode without influencing load at summing node (K). The negative reference voltage (RN) proportional to second load is applied on second partial capacitor electrode without altering charge. The quasi-static excitation voltage (AN) is applied, so that electrostatic force is generated by excitation voltage between electrodes. The excitation voltages have no effect on charges, so that capacitive measurement is not influenced by delta-sigma converter measurement result. An independent claim is included for circuit device for dynamic capacity measurement based on delta-sigma principle.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein und eine Schaltungsanordnung zu entwickeln, bei dem die Messgröße in Form eines digitalen Bit-Stroms hochauflösend zur Verfügung gestellt wird und das in Bezug auf Messbereich, Offsetkapazität, elektrische Anregung von Differentialkondensatoren, Empfindlichkeit und Bandbreite, an unterschiedliche Messaufgaben angepasst werden kann. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine der positiven Referenzspannung (RP) proportionale erste Ladung (L1) auf eine Elektrode einer ersten Teilkapazität (CMa) abwechselnd aufgebracht wird, ohne die Ladung am Summationsknoten (K) zu beeinflussen, dass in einem ersten Umladezyklus die erste Ladung (L1) an dieser Elektrode rückwirkungsfrei auf den Summationsknoten (K) übertragen wird, dass gleichzeitig, ebenfalls abwechselnd, durch eine der negativen Referenzspannung (RN) proportionale zweite Ladung (L2) auf eine Elektrode einer zweiten Teilkapazität (CMb) aufgeladen wird, ohne die Ladung am Summationsknoten (K) zu verändern, dass in einem zweiten Umladezyklus die zweite Ladung (L2) an dieser Elektrode des Differentialkondensators (1) auf den Summationsknoten (K) übertragen wird, ohne die an der zweiten Teilkapazität (CMb) angeschlossenen Signale zu beeinflussen, dass unabhängig von den Umladezyklen der ersten Teilkapazität (CMa) und der zweiten Teilkapazität (CMb), an der gemeinsamen Elektrode des Differentialkondensators 1, eine quasistatische Anregespannung (AN) angelegt wird, und dass diese Anregespannung (AN) zwischen den Elektroden der ersten Teilkapazität (CMa) und den Elektroden der zweiten Teilkapazität (CMb), an einem Differentialkondensator (1) eine elektrostatische Kraft erzeugt, wobei die Anregespannung (AN) dabei keinen Einfluss auf die Ladungen am Summationsknoten (K) hat und daher nicht ins Messergebnis des Delta-Sigma-Wandlers zur Kapazitätsmessung eingeht. 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The negative reference voltage (RN) proportional to second load is applied on second partial capacitor electrode without altering charge. The quasi-static excitation voltage (AN) is applied, so that electrostatic force is generated by excitation voltage between electrodes. The excitation voltages have no effect on charges, so that capacitive measurement is not influenced by delta-sigma converter measurement result. An independent claim is included for circuit device for dynamic capacity measurement based on delta-sigma principle.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein und eine Schaltungsanordnung zu entwickeln, bei dem die Messgröße in Form eines digitalen Bit-Stroms hochauflösend zur Verfügung gestellt wird und das in Bezug auf Messbereich, Offsetkapazität, elektrische Anregung von Differentialkondensatoren, Empfindlichkeit und Bandbreite, an unterschiedliche Messaufgaben angepasst werden kann. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine der positiven Referenzspannung (RP) proportionale erste Ladung (L1) auf eine Elektrode einer ersten Teilkapazität (CMa) abwechselnd aufgebracht wird, ohne die Ladung am Summationsknoten (K) zu beeinflussen, dass in einem ersten Umladezyklus die erste Ladung (L1) an dieser Elektrode rückwirkungsfrei auf den Summationsknoten (K) übertragen wird, dass gleichzeitig, ebenfalls abwechselnd, durch eine der negativen Referenzspannung (RN) proportionale zweite Ladung (L2) auf eine Elektrode einer zweiten Teilkapazität (CMb) aufgeladen wird, ohne die Ladung am Summationsknoten (K) zu verändern, dass in einem zweiten Umladezyklus die zweite Ladung (L2) an dieser Elektrode des Differentialkondensators (1) auf den Summationsknoten (K) übertragen wird, ohne die an der zweiten Teilkapazität (CMb) angeschlossenen Signale zu beeinflussen, dass unabhängig von den Umladezyklen der ersten Teilkapazität (CMa) und der zweiten Teilkapazität (CMb), an der gemeinsamen Elektrode des Differentialkondensators 1, eine quasistatische Anregespannung (AN) angelegt wird, und dass diese Anregespannung (AN) zwischen den Elektroden der ersten Teilkapazität (CMa) und den Elektroden der zweiten Teilkapazität (CMb), an einem Differentialkondensator (1) eine elektrostatische Kraft erzeugt, wobei die Anregespannung (AN) dabei keinen Einfluss auf die Ladungen am Summationsknoten (K) hat und daher nicht ins Messergebnis des Delta-Sigma-Wandlers zur Kapazitätsmessung eingeht. Die Erfindung betrifft ein Messverfahren zur dynamischen Kapazitätsmessung nach dem Delta-Sigma-Prinzip und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.</abstract><oa>free_for_read</oa></addata></record> |
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