革新電容數字轉換器單芯片方案

內部結構原理圖： Pcap01發(fā)揮了PICOCAP®測量原理的高精度優(yōu)勢，使電容測量達到了一個(gè)前所未有的水平。根據傳感器和參考電容大小不同，以及所選擇的測量模式的不同，我們有如下測量數據。這個(gè)測量數據為典型測量噪聲精度vs.數據輸出頻率, 我們的測試是應用Pcap01評估系統以及10pF參考電容和1pf的Span加載電容完成。芯片的電壓為 V = 3.0 V：

上面表格中可以看到，我們分別給出了floating漂移模式和Grounded接地模式兩種情況。當應用漂移模式，完全補償的情況下，在5Hz輸出時(shí)測量的RMS噪聲為6aF，測量有效位高達20.7位!在選擇不同測量頻率的不同設置情況下，精度和速度的相對關(guān)系在表格中給出。 當然隨基礎電容大小不同，測量的有效分辨率也會(huì )有所不同。

當應用補償模式進(jìn)行高精度測量時(shí)，可以使測量有非常低的增益和零點(diǎn)漂移。電容可以連接為接地，漂移模式。而傳感器和參考電容是通過(guò)內部集成的模擬開(kāi)關(guān)選擇到放電網(wǎng)路中。另外由于專(zhuān)利的電路和補償算法，內部可以補償寄生電容。補償的結果可以達到在溫度范圍內僅0.5 ppm /K 增益偏移。這比絕大多數傳感器本身內部偏移要好得多。

傳感器連接的方式：

對于電容傳感器的測量，芯片提供了非常靈活的連接方式，對比典型的連接方式如下所示：

在芯片中用戶(hù)可以自己選擇是用內部集成的放電電阻進(jìn)行電容的測量，還是外接放電電阻來(lái)進(jìn)行測量，連接的方式如下圖所示：

導線(xiàn)補償：

在電容測量當中，導線(xiàn)的寄生電容對于整個(gè)測量的影響是不能夠忽略的。尤其當導線(xiàn)較長(cháng)的情況下，導線(xiàn)寄生電容的影響將會(huì )對測量結果有致命的影響。在Pcap01當中，可以對傳感器的導線(xiàn)寄生電容進(jìn)行有效補償：

通過(guò)上面的傳感器連接的方式，可以補償連接傳感器兩端的導線(xiàn)寄生電容，消除導線(xiàn)對于測量結果的影響。那么如果想要進(jìn)行導線(xiàn)補償，3個(gè)在漂移模式的測量需要被進(jìn)行如下：