JPH0989943A - Capacitance variation detecting circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、静電容量の変化を
電圧値に変換して出力する容量変化検出回路に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitance change detection circuit that converts a change in capacitance into a voltage value and outputs the voltage value.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の容量変化検出回路の一構成例につ
いて、図6を用いて説明する。2. Description of the Related Art One configuration example of a conventional capacitance change detection circuit will be described with reference to FIG.
【0003】同図において、可変容量コンデンサ60
1,602は、それぞれ、例えば、外部からの押圧があ
ったときの電気力線の変化によって静電容量が変化する
ように構成されている。また、これらの可変容量コンデ
ンサ601,602としては、押圧がないときの静電容
量が同じ値となるものが使用される。In the figure, a variable capacitor 60
Each of the capacitors 1 and 602 is configured such that its capacitance changes due to a change in the lines of electric force when there is a pressure from the outside. As the variable capacitors 601 and 602, those having the same capacitance when no pressure is applied are used.
【0004】可変容量コンデンサ601は、パルス発振
器603が出力した電圧パルスを一端から入力したとき
に、この可変容量コンデンサ601の静電容量に応じた
電圧値の電圧パルスを、他端から出力する。そして、出
力された電圧パルスは、アナログスイッチ605を介し
て、オペアンプ606の非反転入力端子に印加される。When the voltage pulse output from the pulse oscillator 603 is input from one end, the variable capacitor 601 outputs a voltage pulse having a voltage value corresponding to the capacitance of the variable capacitor 601 from the other end. Then, the output voltage pulse is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 606 via the analog switch 605.
【0005】一方、可変容量コンデンサ602は、パル
ス発振器604が出力した電圧パルス(パルス発振器6
03が出力する電圧パルスと逆位相とする)を一端から
入力したときに、この可変容量コンデンサ602の静電
容量に応じた電圧値の電圧パルスを、他端から出力す
る。そして、出力された電圧パルスは、アナログスイッ
チ605を介して、オペアンプ606の非反転入力端子
に印加される。On the other hand, the variable capacitor 602 has a voltage pulse (pulse oscillator 6) output from the pulse oscillator 604.
03, which has the opposite phase to the voltage pulse output by 03, is output from the other end of the voltage pulse having a voltage value corresponding to the capacitance of the variable capacitor 602. Then, the output voltage pulse is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 606 via the analog switch 605.
【0006】オペアンプ606の反転入力端子は、抵抗
素子607(抵抗値をR1 とする)および基準電源60
8を介して接地されるとともに、抵抗素子609(抵抗
値をR2 とする)を介してオペアンプ606の出力端子
と接続されている。これにより非反転増幅回路が構成さ
れ、オペアンプ606の出力電圧は、非反転入力端子に
入力された電圧パルスと反転入力端子に入力された基準
電圧Vref との電位差をゲイン(1+R2 /R1 )で増
幅した値となる。The inverting input terminal of the operational amplifier 606 has a resistance element 607 (having a resistance value R 1 ) and a reference power source 60.
It is grounded via 8 and is connected to the output terminal of the operational amplifier 606 via a resistance element 609 (having a resistance value of R 2 ). This constitutes a non-inverting amplifier circuit, and the output voltage of the operational amplifier 606 is gain (1 + R 2 / R 1) based on the potential difference between the voltage pulse input to the non-inverting input terminal and the reference voltage V ref input to the inverting input terminal. ) Will be the value amplified.
【0007】また、オペアンプ606の非反転入力端子
は、スイッチ610および抵抗素子611(抵抗値をR
3 とする)を介して、基準電源608と接続されてい
る。これにより、オペアンプ606の非反転入力端子に
入力された電圧パルスのノイズが大きいときにスイッチ
610を閉じることで、入力インピーダンスを下げるこ
とができ、ノイズを低減させることができる。The non-inverting input terminal of the operational amplifier 606 has a switch 610 and a resistance element 611 (having a resistance value of R
3 ) and the reference power source 608. Accordingly, by closing the switch 610 when the noise of the voltage pulse input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 606 is large, the input impedance can be lowered and the noise can be reduced.
【0008】加算回路612は、オペアンプ606の出
力電圧を積分した値を出力する。また、サンプルホール
ド回路613は、加算回路612から入力した積分値の
ピークを記憶する。The adder circuit 612 outputs a value obtained by integrating the output voltage of the operational amplifier 606. Further, the sample hold circuit 613 stores the peak of the integrated value input from the adding circuit 612.
【0009】かかる容量変化検出回路において、可変容
量コンデンサ601,602ともに押圧されていないと
きは、オペアンプ606の反転入力端子に印加される電
圧は基準電圧Vref と一致するように構成されており、
したがって、このときの出力電圧は零ボルトとなる。In such a capacitance change detection circuit, when neither of the variable capacitors 601 and 602 is pressed, the voltage applied to the inverting input terminal of the operational amplifier 606 is configured to match the reference voltage V ref .
Therefore, the output voltage at this time is zero volt.
【0010】一方、可変容量コンデンサ601,602
のどちらかが押圧されて静電容量が一致しなくなると、
非反転入力端子に電圧が印加される。そして、この電圧
に比例する電圧がオペアンプ606から出力されて、加
算回路612で加算された後、サンプルホールド回路6
13から取り出される。On the other hand, variable capacitors 601 and 602
When either of them is pressed and the capacitances do not match,
A voltage is applied to the non-inverting input terminal. Then, a voltage proportional to this voltage is output from the operational amplifier 606, added by the adding circuit 612, and then the sample hold circuit 6 is added.
Taken out from 13.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】図6に示した容量変化
検出回路では、オペアンプ606の出力として矩形波を
得るために、このオペアンプ606の入力インピーダン
スを、実質的に無限大となるように設定している。しか
しながら、この入力インピーダンスを無限大に設定した
場合には、対ノイズ性が悪くなるので誤差が大きくな
り、容量変化の検出の精度が悪化するという欠点が生じ
る。また、一般に、可変容量コンデンサ601,602
の静電容量の変化量は非常に小さいので、この静電容量
の変化によって得られる信号成分も非常に小さくなり、
このためオペアンプ606のゲインを極力大きくする必
要があるが、ゲインを大きくするとノイズも増幅されて
しまう。In the capacitance change detection circuit shown in FIG. 6, the input impedance of the operational amplifier 606 is set to be substantially infinite in order to obtain a rectangular wave as the output of the operational amplifier 606. are doing. However, when the input impedance is set to infinity, noise resistance is deteriorated, an error becomes large, and the accuracy of capacitance change detection deteriorates. Also, in general, the variable capacitors 601, 602
Since the amount of change in capacitance of is very small, the signal component obtained by this change in capacitance is also very small,
Therefore, it is necessary to maximize the gain of the operational amplifier 606, but if the gain is increased, noise is also amplified.
【0012】これに対して、オペアンプ606の入力イ
ンピーダンスを低く設定することによって対ノイズ性を
向上させることも可能である。しかし、入力インピーダ
ンスを下げると、オペアンプ606の出力波形は、時定
数がτ=(C1 ・R3 )-1或いは(C2 ・R3 )-1の微
分波形、すなわち速い周期のインパルスとなってしま
う。このため、オペアンプ606の周波数特性によって
は容量変化による信号成分を抽出できなくなってしまう
場合があり、かえって容量変化の検出の精度が悪化する
おそれがある。On the other hand, it is possible to improve the noise resistance by setting the input impedance of the operational amplifier 606 low. However, if the input impedance is lowered, the output waveform of the operational amplifier 606 becomes a differential waveform with a time constant τ = (C 1 · R 3 ) −1 or (C 2 · R 3 ) −1 , that is, an impulse with a fast cycle. Will end up. Therefore, depending on the frequency characteristics of the operational amplifier 606, it may not be possible to extract the signal component due to the capacitance change, which may rather deteriorate the accuracy in detecting the capacitance change.
【0013】このため、図6に示した容量変化検出回路
では、スイッチ610を設けてノイズが大きい場合のみ
入力インピーダンスを下げることとしているが、本質的
な解決とはならず、常に矩形波を得ることができ且つ対
ノイズ性の優れた容量変化検出回路を得る技術が望まれ
ていた。For this reason, in the capacitance change detection circuit shown in FIG. 6, the switch 610 is provided to reduce the input impedance only when the noise is large, but this is not an essential solution and a rectangular wave is always obtained. There has been a demand for a technique for obtaining a capacitance change detection circuit that is capable of achieving excellent noise resistance.
【0014】また、図6に示した従来の容量変化検出回
路には、オペアンプ606にオフセット電圧が発生して
しまい、このため、可変容量コンデンサ601,602
が押圧されていないとき(静電容量の変化量が零のと
き)でもオペアンプ606の出力が零とならないという
欠点もあった。この欠点も、容量変化を検出する際の誤
差が大きくなり、精度が悪化する原因となる。Further, in the conventional capacitance change detection circuit shown in FIG. 6, an offset voltage is generated in the operational amplifier 606, which causes the variable capacitance capacitors 601 and 602.
There is also a drawback that the output of the operational amplifier 606 does not become zero even when is not pressed (when the amount of change in electrostatic capacitance is zero). This defect also causes a large error in detecting the capacitance change, which causes deterioration in accuracy.
【0015】さらに、従来の容量変化検出回路には、図
6に示したように加算回路612やサンプルホールド回
路613を必要とするので、回路規模が大きくなるとい
う欠点もあった。Further, the conventional capacitance change detection circuit requires the adder circuit 612 and the sample hold circuit 613 as shown in FIG. 6, so that there is a drawback that the circuit scale becomes large.
【0016】本発明は、このような従来技術の欠点に鑑
みてなされたものであり、静電容量の変化を高精度で検
出することができ且つ回路構成が簡単な容量変化検出回
路を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and provides a capacitance change detection circuit capable of detecting a change in electrostatic capacitance with high accuracy and having a simple circuit configuration. The purpose is to
【0017】[0017]
(1)第1の発明に係る容量変化検出回路は、一端に第
1の電圧パルスが印加される第1の可変容量コンデンサ
と、一端に前記第1の電圧パルスと逆位相の第2の電圧
パルスが印加される第2の可変容量コンデンサと、反転
入力端子が前記第1の可変容量コンデンサの他端および
前記第2の可変容量コンデンサの他端に接続され、且
つ、非反転入力端子が基準電源に接続された、オペアン
プと、前記オペアンプの前記反転入力端子と出力端子と
の間に設けられた第1の検出用コンデンサと、前記第1
の検出用コンデンサの一端と前記オペアンプの前記反転
入力端子との間に設けられた第1のスイッチ素子と、前
記第1の検出用コンデンサの一端と前記オペアンプの前
記出力端子との間に設けられた第2のスイッチ素子と、
前記第1の検出用コンデンサの他端と前記オペアンプの
前記反転入力端子との間に設けられた第3のスイッチ素
子と、前記第1の検出用コンデンサの他端と前記オペア
ンプの前記出力端子との間に設けられた第4のスイッチ
素子と、前記オペアンプの前記反転入力端子と前記出力
端子との間に設けられた第5のスイッチ素子と、を備え
たことを特徴とする。 (2)第2の発明に係る容量変化検出回路は、一端に第
1の電圧パルスが印加される第1の可変容量コンデンサ
と、一端に前記第1の電圧パルスと逆位相の第2の電圧
パルスが印加される第2の可変容量コンデンサと、反転
入力端子が前記第1の可変容量コンデンサの他端および
前記第2の可変容量コンデンサの他端に第1のスイッチ
素子を介して接続され且つ非反転入力端子が基準電源に
接続された第1のオペアンプと、この第1のオペアンプ
の前記反転入力端子と出力端子との間に設けられた第1
の検出用コンデンサとを有する、第1のオペアンプ回路
と、反転入力端子が前記第1の可変容量コンデンサの他
端および前記第2の可変容量コンデンサの他端に第2の
スイッチ素子を介して接続され且つ非反転入力端子が基
準電源に接続された第2のオペアンプと、この第2のオ
ペアンプの前記反転入力端子と出力端子との間に設けら
れた第2の検出用コンデンサとを有する、第2のオペア
ンプ回路と、前記第1の電圧パルスがハイレベルの時に
は前記第1のスイッチ素子のみを閉じ、前記第2の電圧
パルスがハイレベルの時には前記第2のスイッチ素子の
みを閉じる制御手段と、を備えたことを特徴とする。(1) A capacitance change detection circuit according to a first aspect of the present invention includes a first variable capacitance capacitor having a first voltage pulse applied to one end, and a second voltage having an opposite phase to the first voltage pulse at one end. A second variable capacitor to which a pulse is applied and an inverting input terminal are connected to the other end of the first variable capacitor and the other end of the second variable capacitor, and the non-inverting input terminal is a reference. An operational amplifier connected to a power supply; a first detection capacitor provided between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier;
A first switch element provided between one end of the detection capacitor and the inverting input terminal of the operational amplifier, and between one end of the first detection capacitor and the output terminal of the operational amplifier. A second switch element,
A third switch element provided between the other end of the first detection capacitor and the inverting input terminal of the operational amplifier, the other end of the first detection capacitor and the output terminal of the operational amplifier And a fifth switch element provided between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier. (2) A capacitance change detection circuit according to a second aspect of the present invention includes a first variable capacitance capacitor having a first voltage pulse applied to one end, and a second voltage having a phase opposite to the first voltage pulse at one end. A second variable capacitor to which a pulse is applied and an inverting input terminal are connected to the other end of the first variable capacitor and the other end of the second variable capacitor via a first switch element, and A first operational amplifier having a non-inverting input terminal connected to a reference power supply, and a first operational amplifier provided between the inverting input terminal and the output terminal of the first operational amplifier.
A first operational amplifier circuit having a detecting capacitor and an inverting input terminal connected to the other end of the first variable capacitance capacitor and the other end of the second variable capacitance capacitor via a second switch element. A second operational amplifier having a non-inverting input terminal connected to a reference power source, and a second detection capacitor provided between the inverting input terminal and the output terminal of the second operational amplifier, And a control means for closing only the first switch element when the first voltage pulse is at high level and closing only the second switch element when the second voltage pulse is at high level. , Is provided.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る容量変化検出
回路の実施形態について、図面を用いて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a capacitance change detection circuit according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0019】(第1の実施形態)第1の実施形態に係る
容量変化検出回路について、図1および図2を用いて説
明する。(First Embodiment) A capacitance change detection circuit according to a first embodiment will be described with reference to FIGS.
【0020】図1は、本実施形態に係る容量変化検出回
路の構成を示す電気回路図である。FIG. 1 is an electric circuit diagram showing the configuration of the capacitance change detection circuit according to this embodiment.
【0021】同図において、可変容量コンデンサ10
1,102は、それぞれ、例えば、外部から押圧したと
きの電気力線の変化によって静電容量が変化するように
構成されている。In the figure, the variable capacitor 10
Each of the capacitors 1 and 102 is configured such that the capacitance changes due to a change in the line of electric force when pressed from the outside, for example.
【0022】可変容量コンデンサ101は、一端がパル
ス発振器103の出力端子と接続され、他端がアナログ
スイッチ105を介してオペアンプ106の反転入力端
子に接続されている。一方、可変容量コンデンサ102
は、一端がパルス発振器104の出力端子と接続され、
他端がアナログスイッチ105を介してオペアンプ10
6の反転入力端子と接続されている。ここで、本実施形
態では、可変容量コンデンサ101,102としては、
同じ特性のものを使用する。The variable capacitor 101 has one end connected to the output terminal of the pulse oscillator 103 and the other end connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 106 via the analog switch 105. On the other hand, the variable capacitor 102
Has one end connected to the output terminal of the pulse oscillator 104,
The other end of the operational amplifier 10 via the analog switch 105
6 connected to the inverting input terminal. Here, in the present embodiment, as the variable capacitors 101 and 102,
Use those with the same characteristics.
【0023】コンデンサ107の一端は、アナログスイ
ッチ108を介してオペアンプ106の反転入力端子と
接続されるとともに、アナログスイッチ109を介して
オペアンプ106の出力端子と接続されている。また、
このコンデンサ107の他端は、アナログスイッチ11
0を介してオペアンプ106の出力端子と接続されると
ともに、アナログスイッチ111を介してオペアンプ1
06の反転入力端子と接続されている。One end of the capacitor 107 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 106 via the analog switch 108 and to the output terminal of the operational amplifier 106 via the analog switch 109. Also,
The other end of the capacitor 107 is connected to the analog switch 11
0 is connected to the output terminal of the operational amplifier 106, and the operational amplifier 1 is connected via the analog switch 111.
06 inverting input terminal.
【0024】アナログスイッチ112は、オペアンプ1
06の反転入力端子と出力端子との間に接続されてい
る。The analog switch 112 is the operational amplifier 1
06 is connected between the inverting input terminal and the output terminal.
【0025】また、オペアンプ106の反転入力端子
は、アナログスイッチ113を介してコンデンサ114
の一端に接続されている。また、アナログスイッチ11
3とコンデンサ114との接続点は、コンデンサ115
を介して接地されている。さらに、コンデンサ114の
両端は、それぞれ、アナログスイッチ116,117を
介して、基準電源118の一端に接続されている。そし
て、この基準電源118の他端は、接地されている。The inverting input terminal of the operational amplifier 106 has a capacitor 114 via an analog switch 113.
Is connected to one end. Also, the analog switch 11
3 and the capacitor 114 is connected to the capacitor 115
Grounded. Further, both ends of the capacitor 114 are connected to one end of a reference power supply 118 via analog switches 116 and 117, respectively. The other end of the reference power source 118 is grounded.
【0026】一方、オペアンプ106の非反転入力端子
は、アナログスイッチ117を介して、基準電源118
と接続されている。On the other hand, the non-inverting input terminal of the operational amplifier 106 is connected to the reference power source 118 via the analog switch 117.
Is connected to
【0027】次に、図1に示した容量変化検出回路の動
作について、図2のタイミングチャートを用いて説明す
る。なお、図2のアナログスイッチ108〜112,1
16,117において、ハイレベルは閉状態、ローレベ
ルは開状態を示している。Next, the operation of the capacitance change detection circuit shown in FIG. 1 will be described with reference to the timing chart of FIG. Note that the analog switches 108 to 112, 1 of FIG.
16, 117, the high level indicates the closed state, and the low level indicates the open state.
【0028】図2に示したように、パルス発振器103
は、電圧パルスVi1を出力している。また、パルス発振
器104は、電圧パルスVi1と逆位相の電圧パルスVi2
を出力している。ここで、電圧パルスVi1,Vi2のパル
ス幅τと繰り返し周期Tとの関係は、T=2τとする。As shown in FIG. 2, the pulse oscillator 103
Outputs a voltage pulse V i1 . Further, the pulse oscillator 104 has a voltage pulse V i2 having a phase opposite to that of the voltage pulse V i1.
Is output. Here, the relationship between the pulse width τ of the voltage pulses V i1 and V i2 and the repetition period T is T = 2τ.
【0029】容量変化の検出を行うときは、まず、アナ
ログスイッチ105を閉じる。そして、アナログスイッ
チ113,117を閉じ、アナログスイッチ116を開
く。これにより、オペアンプ106の非反転入力端子に
は、基準電源118で生成された基準電圧Vref が印加
される。また、オペアンプ106の反転入力端子と非反
転入力端子との間にコンデンサ114が介在することと
なるので、反転入力端子の電位と非反転入力端子の電位
とを一致させ、オフセット電圧を零にすることができる
(図2の矢印A参照)。When detecting a capacitance change, first, the analog switch 105 is closed. Then, the analog switches 113 and 117 are closed and the analog switch 116 is opened. As a result, the reference voltage V ref generated by the reference power supply 118 is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 106. Further, since the capacitor 114 is interposed between the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the operational amplifier 106, the potential of the inverting input terminal and the potential of the non-inverting input terminal are made to coincide with each other, and the offset voltage is made zero. (See arrow A in FIG. 2).
【0030】アナログスイッチ108,110は、電圧
パルスVi1の立上り(電圧パルスVi2の立下り)に同期
して閉じ、時間τ/2が経過すると開く。また、アナロ
グスイッチ109,111は、電圧パルスVi1の立下り
(電圧パルスVi2の立上り)に同期して閉じ、時間τ/
2が経過すると開く。さらに、アナログスイッチ112
は、最初に電圧パルスVi1,Vi2の立上りタイミングま
たは立下りタイミングに同期して開き、以下、時間τ/
2が経過するたびに開閉を繰り返す。すなわち、アナロ
グスイッチ112は、アナログスイッチ108,110
またはアナログスイッチ109,111の一方が閉じて
いるときは開き、アナログスイッチ108,110およ
びアナログスイッチ109,111が共に開いていると
きは閉じる。The analog switches 108 and 110 are closed in synchronization with the rising edge of the voltage pulse V i1 (falling edge of the voltage pulse V i2 ) and opened when the time τ / 2 elapses. Further, the analog switches 109 and 111 are closed in synchronization with the falling edge of the voltage pulse V i1 (the rising edge of the voltage pulse V i2 ) and the time τ /
Opens after 2 passes. In addition, the analog switch 112
First opens in synchronization with the rising timing or the falling timing of the voltage pulses V i1 and V i2 , and the time τ /
Repeat the opening and closing every 2 times. That is, the analog switch 112 is the analog switch 108, 110.
Alternatively, when one of the analog switches 109 and 111 is closed, it is opened, and when both the analog switches 108 and 110 and the analog switches 109 and 111 are opened, they are closed.
【0031】ここで、可変容量コンデンサ101,10
2が共に押圧されていないときは、反転入力端子の入力
電圧Vn と非反転入力端子の入力電圧Vref とは、一致
する。したがって、オペアンプ106の出力電圧は零ボ
ルトとなるので、コンデンサ107に対する電荷の蓄積
は行われない。なお、本実施例によれば、このときもア
ナログスイッチ108,110およびアナログスイッチ
109,111は交互に開閉を繰り返すので、これらの
アナログスイッチ108〜111の寄生容量に蓄積され
る電荷を低減させることができる。Here, the variable capacitors 101, 10
When both 2 are not pressed, the input voltage V n at the inverting input terminal and the input voltage V ref at the non-inverting input terminal match. Therefore, since the output voltage of the operational amplifier 106 is zero volt, no charge is stored in the capacitor 107. According to the present embodiment, the analog switches 108 and 110 and the analog switches 109 and 111 are alternately opened and closed at this time as well, so that the charges accumulated in the parasitic capacitances of these analog switches 108 to 111 can be reduced. You can
【0032】一方、可変容量コンデンサ101または可
変容量コンデンサ102が押圧されて両コンデンサ10
1,102の静電容量C1 ,C2 がC1 <C2 となった
場合、容量変化検出回路の動作は以下のようになる。On the other hand, when the variable capacitor 101 or the variable capacitor 102 is pressed, both capacitors 10
When the electrostatic capacitances C 1 and C 2 of 1 , 102 satisfy C 1 <C 2 , the operation of the capacitance change detection circuit is as follows.
【0033】まず、電圧パルスVi1がハイレベルで電圧
パルスVi2がローレベルの場合、Vn <Vref となるの
で、オペアンプ106の差動電圧Vref −Vn は正の値
となる。したがって、このオペアンプ106の出力電圧
Vout は正の値となる(図2の矢印B参照)。また、こ
のとき、時間τ/2の間だけアナログスイッチ108,
110がオンするので、コンデンサ107に電荷が蓄積
される。First, when the voltage pulse V i1 is at the high level and the voltage pulse V i2 is at the low level, V n <V ref, and therefore the differential voltage V ref -V n of the operational amplifier 106 becomes a positive value. Therefore, the output voltage Vout of the operational amplifier 106 has a positive value (see arrow B in FIG. 2). At this time, the analog switch 108,
Since 110 is turned on, charges are accumulated in the capacitor 107.
【0034】次に、パルス発振器103,104から出
力される電圧パルスVi1,Vi2が反転し、電圧パルスV
i1がローレベルで電圧パルスVi2がハイレベルになる
と、Vn >Vref となるので、オペアンプ106の差動
電圧Vref −Vn は負の値となり、したがって、このオ
ペアンプ106の出力電圧Vout は負の値となる(図2
の矢印C参照)。また、このとき、アナログスイッチ1
08,110はオフし、アナログスイッチ109,11
1がオンする。このため、コンデンサ107の両端子の
うち、アナログスイッチ108によって反転入力端子に
接続されていた端子はアナログスイッチ109によって
出力端子に接続されることとなり、また、アナログスイ
ッチ110によって出力端子に接続されていた端子はア
ナログスイッチ111によって反転入力端子に接続され
ることとなって、コンデンサ107の極性が反転する。
これにより、オペアンプ106の負の出力電圧Vout に
よってコンデンサ107に蓄積される電荷は、前回の蓄
積(オペアンプ106の出力電圧Vout が正のときの蓄
積)による電荷に加算されることとなる。このため、オ
ペアンプ106の負の出力電圧Vout の絶対値(図2の
矢印C参照)は、前回出力された正の出力電圧Vout の
絶対値(図2の矢印B参照)よりも大きくなる。Next, the voltage pulses V i1 and V i2 output from the pulse oscillators 103 and 104 are inverted to generate the voltage pulse V i .
If i1 is the voltage pulse V i2 becomes a high level at a low level, since the V n> V ref, differential voltage V ref -V n of the operational amplifier 106 is a negative value, therefore, the output voltage Vout of the operational amplifier 106 Is a negative value (Fig. 2
Arrow C). At this time, the analog switch 1
08 and 110 are turned off, and analog switches 109 and 11
1 turns on. Therefore, of both terminals of the capacitor 107, the terminal which was connected to the inverting input terminal by the analog switch 108 is connected to the output terminal by the analog switch 109, and is connected to the output terminal by the analog switch 110. This terminal is connected to the inverting input terminal by the analog switch 111, and the polarity of the capacitor 107 is inverted.
As a result, the charge accumulated in the capacitor 107 by the negative output voltage Vout of the operational amplifier 106 is added to the charge accumulated in the previous time (accumulation when the output voltage Vout of the operational amplifier 106 is positive). Therefore, the absolute value of the negative output voltage Vout of the operational amplifier 106 (see arrow C in FIG. 2) becomes larger than the absolute value of the positive output voltage Vout output last time (see arrow B in FIG. 2).
【0035】以下、同様にして、オペアンプ106は、
正の出力と負の出力とを繰り返す。そして、その出力電
圧Vout の絶対値は、出力電圧Vout が反転するたびに
大きくなっていき、所定の飽和電圧に達する。Similarly, the operational amplifier 106 is
Positive output and negative output are repeated. Then, the absolute value of the output voltage Vout increases every time the output voltage Vout is inverted, and reaches a predetermined saturation voltage.
【0036】なお、可変容量コンデンサ101または可
変容量コンデンサ102が押圧されて両コンデンサ10
1,102の静電容量C1 ,C2 がC1 >C2 となった
場合の動作も、C1 <C2 の場合とほぼ同様であるが、
電圧パルスVi1がハイレベルで電圧パルスVi2がローレ
ベルのとき(アナログスイッチ108,110がオンの
とき)はオペアンプ106の出力電圧Vout が負とな
り、電圧パルスVi1がローレベルで電圧パルスVi2がハ
イレベルのとき(アナログスイッチ109,111がオ
ンのとき)はオペアンプ106の出力電圧Vout が正と
なる。The variable capacitor 101 or the variable capacitor 102 is pressed and both capacitors 10
The operation when the electrostatic capacitances C 1 and C 2 of 1 , 102 are C 1 > C 2 is almost the same as the case of C 1 <C 2 ,
When the voltage pulse V i1 is high level and the voltage pulse V i2 is low level (when the analog switches 108 and 110 are on), the output voltage Vout of the operational amplifier 106 becomes negative, and the voltage pulse V i1 is low level and the voltage pulse V i is low. When i2 is at a high level (when the analog switches 109 and 111 are on), the output voltage Vout of the operational amplifier 106 becomes positive.
【0037】静電容量の変化の検出が終了すると、最後
に、アナログスイッチ117を開き、アナログスイッチ
116を閉じる。これにより、コンデンサ114の極性
を反転し、蓄積電荷を放電することができる。なお、こ
の開閉動作時にアナログスイッチ116,117が両方
とも閉状態になるおそれがあるが、コンデンサ115に
よって、オペアンプ106の非反転入力端子が浮遊状態
になることを防止することができる。また、コンデンサ
115は、基準電源118によって生成される基準電圧
Vref を安定化させることができるという効果もある。When the detection of the change in capacitance is completed, finally, the analog switch 117 is opened and the analog switch 116 is closed. As a result, the polarity of the capacitor 114 can be reversed and the accumulated charge can be discharged. Note that both the analog switches 116 and 117 may be closed during this opening / closing operation, but the capacitor 115 can prevent the non-inverting input terminal of the operational amplifier 106 from entering a floating state. Further, the capacitor 115 also has an effect of stabilizing the reference voltage V ref generated by the reference power supply 118.
【0038】このように、本実施形態によれば、可変容
量コンデンサ101,102の静電容量が一致しなくな
って、オペアンプ106の反転入力端子に電圧が印加さ
れたときに、この電圧に応じた電荷をコンデンサ107
に蓄積することができる。そして、このコンデンサ10
7の蓄積電荷に応じた電圧を、オペアンプ106の出力
端子から出力することができる。As described above, according to this embodiment, when the capacitances of the variable capacitors 101 and 102 do not match and a voltage is applied to the inverting input terminal of the operational amplifier 106, the voltage is responded to. Charge the capacitor 107
Can be accumulated. And this capacitor 10
A voltage corresponding to the accumulated charge of 7 can be output from the output terminal of the operational amplifier 106.
【0039】また、本実施形態では、オペアンプ106
の入力インピーダンスZinは、 Zin=1/(C・Av ) で与えられる。ここで、Cはコンデンサ107の静電容
量であり、Av はオペアンプ106の電圧利得である。
すなわち、本実施形態によれば、オペアンプ106の入
力インピーダンスZinを無限大にする必要がなく、静電
容量Cや電圧利得Av の設定により自由に変更できる。
したがって、対ノイズ性を向上させることができる。ま
た、コンデンサ107とアナログスイッチ108〜11
2を用いて出力電圧Vout を加算することができるの
で、従来必要とされたような加算回路やサンプルホール
ド回路(図6参照)を不要とすることができる。Further, in this embodiment, the operational amplifier 106 is used.
The input impedance Z in is given by Z in = 1 / (C · A v ). Here, C is the capacitance of the capacitor 107, and A v is the voltage gain of the operational amplifier 106.
That is, according to this embodiment, it is not necessary to make the input impedance Z in of the operational amplifier 106 infinite, and it can be freely changed by setting the electrostatic capacitance C and the voltage gain A v .
Therefore, noise resistance can be improved. Further, the capacitor 107 and the analog switches 108 to 11
Since the output voltage Vout can be added by using 2, it is possible to eliminate the addition circuit and the sample hold circuit (see FIG. 6) which are conventionally required.
【0040】さらに、本発明によれば、コンデンサ11
4を設けることによってオフセット電圧をなくすことが
できる。Furthermore, according to the present invention, the capacitor 11
By providing No. 4, the offset voltage can be eliminated.
【0041】(第2の実施形態)次に、本発明の第2の
実施形態に係る容量変化検出回路について説明する。(Second Embodiment) Next, a capacitance change detection circuit according to a second embodiment of the present invention will be described.
【0042】本実施形態は、第1の可変容量コンデンサ
および第2の可変容量コンデンサをそれぞれ複数個ずつ
備えている点で、上述の実施例1と異なる。This embodiment is different from the above-described first embodiment in that a plurality of first variable capacitors and a plurality of second variable capacitors are provided.
【0043】図3は、本実施形態に係る容量変化検出回
路の構成を示す電気回路図である。FIG. 3 is an electric circuit diagram showing the configuration of the capacitance change detection circuit according to this embodiment.
【0044】同図において、図1と同じ符号を付した構
成部は、それぞれ、図1の場合と同じものを示してい
る。In the figure, the components denoted by the same reference numerals as in FIG. 1 are the same as those in FIG.
【0045】また、可変容量コンデンサ301−1,3
01−2,・・・,301−nは、それぞれ、一端がパ
ルス発振器303の出力端子と接続されている。また、
これらの可変容量コンデンサ301−1,301−2,
・・・,301−nの他端は、それぞれ、アナログスイ
ッチ305−1,305−2,・・・,305−nを介
してオペアンプ106の反転入力端子に接続されてい
る。The variable capacitors 301-1 and 3-3
One end of each of 01-2, ..., 301-n is connected to the output terminal of the pulse oscillator 303. Also,
These variable capacitors 301-1 and 301-2,
, 301-n are connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 106 via analog switches 305-1, 305-2, ..., 305-n, respectively.
【0046】同様に、可変容量コンデンサ302−1,
302−2,・・・,302−nは、それぞれ、一端が
パルス発振器304の出力端子と接続されている。これ
らの可変容量コンデンサ302−1,302−2,・・
・,302−nの他端も、それぞれ、アナログスイッチ
305−1,305−2,・・・,305−nを介して
オペアンプ106の反転入力端子に接続されている。Similarly, the variable capacitors 302-1,
Each of 302-2, ..., 302-n has one end connected to the output terminal of the pulse oscillator 304. These variable capacitors 302-1, 302-2, ...
, 302-n are also connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 106 via the analog switches 305-1, 305-2, ..., 305-n, respectively.
【0047】本実施形態でも、上述の実施例15と同
様、可変容量コンデンサ301−1〜301−n,30
2−1〜302−nとしては、同じ特性のものを使用す
る。Also in this embodiment, the variable capacitors 301-1 to 301-n, 30 are used, as in the above-described fifteenth embodiment.
2-1 to 302-n having the same characteristics are used.
【0048】このような構成によれば、アナログスイッ
チ305−1〜305−nのうち、アナログスイッチ3
05−1のみを閉じることによって、実施例1の場合と
同様の動作により、可変容量コンデンサ301−1,3
03−1からなるコンデンサ対の静電容量変化を検出す
ることができる。また、アナログスイッチ305−2の
みを閉じることによって可変容量コンデンサ301−
2,303−2からなるコンデンサ対の静電容量変化を
検出することができ、以下同様にして、アナログスイッ
チ305−nのみを閉じることによって可変容量コンデ
ンサ301−n,303−nからなるコンデンサ対の静
電容量変化を検出することができる。According to this structure, the analog switch 3 of the analog switches 305-1 to 305-n is
By closing only 05-1, the same operation as in the case of the first embodiment is performed, and the variable capacitors 301-1 and 30-3 are connected.
The capacitance change of the capacitor pair composed of 03-1 can be detected. Further, by closing only the analog switch 305-2, the variable capacitor 301-
It is possible to detect the capacitance change of the capacitor pair composed of 2, 303-2, and in the same manner, by closing only the analog switch 305-n, the capacitor pair composed of the variable capacity capacitors 301-n and 303-n. It is possible to detect the change in capacitance.
【0049】このような構成の容量変化検出回路によっ
ても、オペアンプ106の入力インピーダンスZinを無
限大にする必要がないので対ノイズ性を向上させること
ができ、加算回路やサンプルホールド回路を不要とする
ことができ、且つ、オフセット電圧をなくすことができ
る。Even with the capacitance change detection circuit having such a configuration, it is not necessary to make the input impedance Z in of the operational amplifier 106 infinite, so that noise resistance can be improved and an adder circuit and a sample hold circuit are unnecessary. The offset voltage can be eliminated.
【0050】(第3の実施形態)次に、本発明の第3の
実施形態に係る容量変化検出回路について説明する。(Third Embodiment) Next, a capacitance change detection circuit according to a third embodiment of the present invention will be described.
【0051】図4は、本実施形態に係る容量変化検出回
路の構成を示す電気回路図である。FIG. 4 is an electric circuit diagram showing the configuration of the capacitance change detection circuit according to this embodiment.
【0052】図4において、図1或いは図3と同じ符号
を付した構成部は、それぞれ、これらの図と同じものを
示している。なお、図4において、オペアンプ回路40
2の内部構成は省略されているが、オペアンプ回路40
1とまったく同じである。In FIG. 4, the components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 or FIG. 3 are the same as those in these figures. In FIG. 4, the operational amplifier circuit 40
Although the internal configuration of 2 is omitted, the operational amplifier circuit 40
Exactly the same as 1.
【0053】本実施形態に係る容量変化検出回路では、
上述のように、2個のオペアンプ回路401,402を
備えている。In the capacitance change detection circuit according to this embodiment,
As described above, the two operational amplifier circuits 401 and 402 are provided.
【0054】また、可変容量コンデンサ301−1,3
01−2,・・・,301−nは、それぞれ、アナログ
スイッチ403−1,403−2,・・・,403−n
を介してオペアンプ回路401に接続されるとともに、
アナログスイッチ404−1,404−2,・・・,4
04−nを介してオペアンプ回路402に接続されてい
る。The variable capacitors 301-1 and 3-3
01-2, ..., 301-n are analog switches 403-1, 403-2, ..., 403-n, respectively.
Is connected to the operational amplifier circuit 401 via
Analog switches 404-1, 404-2, ..., 4
04-n is connected to the operational amplifier circuit 402.
【0055】同様に、可変容量コンデンサ302−1,
302−2,・・・,302−nも、それぞれ、アナロ
グスイッチ403−1,403−2,・・・,403−
nを介してオペアンプ回路401に接続されるととも
に、アナログスイッチ404−1,404−2,・・
・,404−nを介してオペアンプ回路402に接続さ
れている。Similarly, the variable capacitors 302-1,
302-2, ..., 302-n are analog switches 403-1, 403-2 ,.
n is connected to the operational amplifier circuit 401, and analog switches 404-1, 404-2, ...
., 404-n to the operational amplifier circuit 402.
【0056】次に、図4に示した容量変化検出回路の動
作について、図5のタイミングチャートを用いて説明す
る。なお、図5の各アナログスイッチにおいて、ハイレ
ベルは閉状態、ローレベルは開状態を示している。Next, the operation of the capacitance change detection circuit shown in FIG. 4 will be described with reference to the timing chart of FIG. In each analog switch in FIG. 5, a high level indicates a closed state and a low level indicates an open state.
【0057】本実施形態に係る容量変化検出回路におい
て、可変容量コンデンサ301−1または可変容量コン
デンサ302−1が押圧されて両コンデンサ301−
1,302−1の静電容量C1 ,C2 がC1 <C2 とな
った場合、容量変化検出回路の動作は以下のようにな
る。In the capacitance change detection circuit according to the present embodiment, the variable capacitor 301-1 or the variable capacitor 302-1 is pressed and both capacitors 301-1.
When the electrostatic capacitances C 1 and C 2 of 1 , 302-1 satisfy C 1 <C 2 , the operation of the capacitance change detection circuit is as follows.
【0058】まず、電圧パルスVi1がハイレベルで電圧
パルスVi2がローレベルの場合、アナログスイッチ40
3−1は閉じ、アナログスイッチ404−1は開く。こ
れにより、オペアンプ回路401において、Vn <V
ref となるので、オペアンプ106の差動電圧Vref −
Vn は正の値となる。したがって、このオペアンプ10
6の出力電圧Vout1は正の値となる(図4の矢印A参
照)。First, when the voltage pulse V i1 is at a high level and the voltage pulse V i2 is at a low level, the analog switch 40
3-1 is closed and the analog switch 404-1 is opened. As a result, in the operational amplifier circuit 401, V n <V
Since it becomes ref , the differential voltage V ref of the operational amplifier 106 −
V n has a positive value. Therefore, this operational amplifier 10
The output voltage Vout1 of 6 has a positive value (see arrow A in FIG. 4).
【0059】次に、パルス発振器103,104から出
力される電圧パルスVi1,Vi2が反転し、電圧パルスV
i1がローレベルで電圧パルスVi2がハイレベルになる
と、Vn >Vref となる。このとき、アナログスイッチ
403−1は開き、アナログスイッチ404−1は閉じ
る。これにより、オペアンプ回路402において、オペ
アンプ106の差動電圧Vref −Vn は負の値となり、
したがって、このオペアンプ106の出力電圧Vout2は
負の値となる(図4の矢印B参照)。Next, the voltage pulses V i1 and V i2 output from the pulse oscillators 103 and 104 are inverted to generate the voltage pulse V i .
When i1 is low and the voltage pulse V i2 is high, V n > V ref . At this time, the analog switch 403-1 is opened and the analog switch 404-1 is closed. As a result, in the operational amplifier circuit 402, the differential voltage V ref −V n of the operational amplifier 106 becomes a negative value,
Therefore, the output voltage Vout2 of the operational amplifier 106 has a negative value (see arrow B in FIG. 4).
【0060】以下、同様にして、オペアンプ回路40
1,402は、正の出力と負の出力とを繰り返す。そし
て、その出力電圧Vout1,Vout2の絶対値は、この出力
電圧の正負が反転するたびに大きくなっていき、所定の
飽和電圧に達する。Thereafter, in the same manner, the operational amplifier circuit 40
1, 402 repeat positive output and negative output. Then, the absolute values of the output voltages Vout1 and Vout2 increase every time the positive / negative of the output voltage is inverted, and reach a predetermined saturation voltage.
【0061】なお、可変容量コンデンサ101または可
変容量コンデンサ102が押圧されて両コンデンサ10
1,102の静電容量C1 ,C2 がC1 >C2 となった
場合の動作も、C1 <C2 の場合とほぼ同様であるが、
出力電圧Vout1,Vout2の正負が逆になる。The variable capacitor 101 or the variable capacitor 102 is pressed so that both capacitors 10
The operation when the electrostatic capacitances C 1 and C 2 of 1 , 102 are C 1 > C 2 is almost the same as the case of C 1 <C 2 ,
The positive and negative of the output voltages Vout1 and Vout2 are reversed.
【0062】以上説明したように、本実施形態に係る容
量変化検出回路によれば、可変容量コンデンサ301−
1,302−1の交点の電位が正のときはオペアンプ回
路401のコンデンサ107に電荷を蓄積することがで
き、また、交点の電位が負のときはオペアンプ回路40
2のコンデンサ107に電荷を蓄積することができる。
そして、これらのコンデンサ107の蓄積電荷に応じた
電圧Vout1,Vout2を出力する。すなわち、本実施形態
における電圧Vout1,Vout2の電圧差が、実施例1の出
力電圧Vout に相当する。As described above, according to the capacitance change detection circuit of this embodiment, the variable capacitance capacitor 301-
When the potential at the intersection of 1, 302-1 is positive, the electric charge can be accumulated in the capacitor 107 of the operational amplifier circuit 401, and when the potential at the intersection is negative, the operational amplifier circuit 40.
The charge can be stored in the second capacitor 107.
Then, the voltages Vout1 and Vout2 corresponding to the charges accumulated in the capacitors 107 are output. That is, the voltage difference between the voltages Vout1 and Vout2 in this embodiment corresponds to the output voltage Vout in the first embodiment.
【0063】このように、本実施形態においては、オペ
アンプ回路401,402内のコンデンサ107の極性
を反転させる必要がないので、アナログスイッチ108
〜112(図1参照)は不要となる。As described above, in the present embodiment, it is not necessary to invert the polarity of the capacitor 107 in the operational amplifier circuits 401 and 402, and therefore the analog switch 108.
.About.112 (see FIG. 1) are unnecessary.
【0064】また、このような構成の容量変化検出回路
によっても、オペアンプ106の入力インピーダンスZ
inを無限大にする必要がないので対ノイズ性を向上させ
ることができ、加算回路やサンプルホールド回路を不要
とすることができ、且つ、オフセット電圧をなくすこと
ができる。The input impedance Z of the operational amplifier 106 is also obtained by the capacitance change detection circuit having such a configuration.
in the can improve because noise resistance need not be infinite, it is possible to eliminate the need for adding circuit and a sample hold circuit, and can be eliminated the offset voltage.
【0065】[0065]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、静電容量の変化を高精度で検出することができ、
且つ、回路構成が簡単な容量変化検出回路を提供するこ
とができる。As described in detail above, according to the present invention, it is possible to detect a change in capacitance with high accuracy,
Moreover, it is possible to provide a capacitance change detection circuit having a simple circuit configuration.
【図1】第1の実施形態に係る容量変化検出回路の構成
を示す電気回路図である。FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a configuration of a capacitance change detection circuit according to a first embodiment.
【図2】図1に示した容量変化検出回路の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the capacitance change detection circuit shown in FIG.
【図3】第2の実施形態に係る容量変化検出回路の構成
を示す電気回路図である。FIG. 3 is an electric circuit diagram showing a configuration of a capacitance change detection circuit according to a second embodiment.
【図4】第3の実施形態に係る容量変化検出回路の構成
を示す電気回路図である。FIG. 4 is an electric circuit diagram showing a configuration of a capacitance change detection circuit according to a third embodiment.
【図5】図4に示した容量変化検出回路の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。5 is a timing chart for explaining the operation of the capacitance change detection circuit shown in FIG.
【図6】従来の容量変化検出回路の構成を示す電気回路
図である。FIG. 6 is an electric circuit diagram showing a configuration of a conventional capacitance change detection circuit.
101,102 可変容量コンデンサ 103,104 パルス発振器 105,108〜113,116,117 アナログス
イッチ 106 オペアンプ 107,114,115 コンデンサ 118 基準電源101,102 Variable capacitor 103,104 Pulse oscillator 105,108-113,116,117 Analog switch 106 Operational amplifier 107,114,115 Capacitor 118 Reference power supply
Claims (4)
の可変容量コンデンサと、 一端に前記第1の電圧パルスと逆位相の第2の電圧パル
スが印加される第2の可変容量コンデンサと、 反転入力端子が前記第1の可変容量コンデンサの他端お
よび前記第2の可変容量コンデンサの他端に接続され、
且つ、非反転入力端子が基準電源に接続された、オペア
ンプと、 前記オペアンプの前記反転入力端子と出力端子との間に
設けられた第1の検出用コンデンサと、 前記第1の検出用コンデンサの一端と前記オペアンプの
前記反転入力端子との間に設けられた第1のスイッチ素
子と、 前記第1の検出用コンデンサの一端と前記オペアンプの
前記出力端子との間に設けられた第2のスイッチ素子
と、 前記第1の検出用コンデンサの他端と前記オペアンプの
前記反転入力端子との間に設けられた第3のスイッチ素
子と、 前記第1の検出用コンデンサの他端と前記オペアンプの
前記出力端子との間に設けられた第4のスイッチ素子
と、 前記オペアンプの前記反転入力端子と前記出力端子との
間に設けられた第5のスイッチ素子と、 を備えたことを特徴とする容量変化検出回路。1. A first voltage pulse applied to one end of a first voltage pulse.
A variable capacitor, a second variable capacitor to which a second voltage pulse having a phase opposite to that of the first voltage pulse is applied to one end, and an inverting input terminal having the other end of the first variable capacitor and Connected to the other end of the second variable capacitor,
In addition, an operational amplifier whose non-inverting input terminal is connected to a reference power source, a first detection capacitor provided between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier, and a first detection capacitor A first switch element provided between one end and the inverting input terminal of the operational amplifier, and a second switch provided between one end of the first detection capacitor and the output terminal of the operational amplifier. An element, a third switch element provided between the other end of the first detection capacitor and the inverting input terminal of the operational amplifier, the other end of the first detection capacitor and the operational amplifier A fourth switch element provided between the output terminal and the fourth switch element; and a fifth switch element provided between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier. Capacitance change detection circuit.
記反転入力端子との間に設けられた第2の検出用コンデ
ンサと、 前記オペアンプの前記反転入力端子とグランドと間の設
けられた第3の検出用コンデンサと、 前記第2の検出用コンデンサの一端と前記基準電源との
間に設けられた第6のスイッチ素子と、 前記第2の検出用コンデンサの他端と前記基準電源との
間に設けられた第7のスイッチ素子と、 をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の容量
変化検出回路。2. A second detection capacitor provided between the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier, and a third detecting capacitor provided between the inverting input terminal of the operational amplifier and the ground. Between the detection capacitor, a sixth switch element provided between one end of the second detection capacitor and the reference power supply, and between the other end of the second detection capacitor and the reference power supply. The capacitance change detection circuit according to claim 1, further comprising: a seventh switch element provided in.
の可変容量コンデンサと、 一端に前記第1の電圧パルスと逆位相の第2の電圧パル
スが印加される第2の可変容量コンデンサと、 反転入力端子が前記第1の可変容量コンデンサの他端お
よび前記第2の可変容量コンデンサの他端に第1のスイ
ッチ素子を介して接続され且つ非反転入力端子が基準電
源に接続された第1のオペアンプと、この第1のオペア
ンプの前記反転入力端子と出力端子との間に設けられた
第1の検出用コンデンサとを有する、第1のオペアンプ
回路と、 反転入力端子が前記第1の可変容量コンデンサの他端お
よび前記第2の可変容量コンデンサの他端に第2のスイ
ッチ素子を介して接続され且つ非反転入力端子が基準電
源に接続された第2のオペアンプと、この第2のオペア
ンプの前記反転入力端子と出力端子との間に設けられた
第2の検出用コンデンサとを有する、第2のオペアンプ
回路と、 前記第1の電圧パルスがハイレベルの時には前記第1の
スイッチ素子のみを閉じ、前記第2の電圧パルスがハイ
レベルの時には前記第2のスイッチ素子のみを閉じる制
御手段と、 を備えたことを特徴とする容量変化検出回路。3. A first voltage pulse applied to one end of a first voltage pulse.
A variable capacitor, a second variable capacitor to which a second voltage pulse having a phase opposite to that of the first voltage pulse is applied to one end, and an inverting input terminal having the other end of the first variable capacitor and A first operational amplifier connected to the other end of the second variable capacitor via a first switch element and having a non-inverting input terminal connected to a reference power source; and the inverting input terminal of the first operational amplifier. A first operational amplifier circuit having a first detection capacitor provided between the output terminal and an output terminal; and an inverting input terminal other than the other end of the first variable capacitor and the second variable capacitor. Between a second operational amplifier connected to the end through the second switch element and having a non-inverting input terminal connected to the reference power supply, and the inverting input terminal and the output terminal of the second operational amplifier A second operational amplifier circuit having a second detecting capacitor, and when the first voltage pulse is at a high level, only the first switch element is closed, and the second voltage pulse is at a high level. And a control means for closing only the second switch element at the time of, and a capacitance change detection circuit.
子と前記反転入力端子との間に設けられた第3の検出用
コンデンサと、 前記第1のオペアンプの前記反転入力端子とグランドと
間の設けられた第4の検出用コンデンサと、 前記第3の検出用コンデンサの一端と前記基準電源との
間に設けられた第3のスイッチ素子と、 前記第3の検出用コンデンサの他端と前記基準電源との
間に設けられた第4のスイッチ素子と、 前記第2のオペアンプの前記非反転入力端子と前記反転
入力端子との間に設けられた第5の検出用コンデンサ
と、 前記第2のオペアンプの前記反転入力端子とグランドと
間の設けられた第6の検出用コンデンサと、 前記第5の検出用コンデンサの一端と前記基準電源との
間に設けられた第5のスイッチ素子と、 前記第5の検出用コンデンサの他端と前記基準電源との
間に設けられた第6のスイッチ素子と、 をさらに備えたことを特徴とする請求項3に記載の容量
変化検出回路。4. A third detection capacitor provided between the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the first operational amplifier, and between the inverting input terminal of the first operational amplifier and the ground. A fourth detecting capacitor, a third switch element provided between one end of the third detecting capacitor and the reference power source, and the other end of the third detecting capacitor. A fourth switch element provided between the reference power source, a fifth detection capacitor provided between the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the second operational amplifier, A sixth detecting capacitor provided between the inverting input terminal and the ground of the second operational amplifier; and a fifth switch element provided between one end of the fifth detecting capacitor and the reference power source. The fifth 6. The capacitance change detection circuit according to claim 3, further comprising: a sixth switch element provided between the other end of the detection capacitor and the reference power source.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7249749A JPH0989943A (en) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | Capacitance variation detecting circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP7249749A JPH0989943A (en) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | Capacitance variation detecting circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0989943A true JPH0989943A (en) | 1997-04-04 |
Family
ID=17197655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7249749A Withdrawn JPH0989943A (en) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | Capacitance variation detecting circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0989943A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100382766B1 (en) * | 2001-07-02 | 2003-05-09 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for measuring change of capacitance |
US7091727B2 (en) | 2004-09-02 | 2006-08-15 | Ad Semiconductor Co., Ltd. | Method and IC for detecting capacitance variation |
WO2008010634A1 (en) * | 2006-07-20 | 2008-01-24 | Ad Semiconductor Co., Ltd. | Method and apparatus for detecting capacitance using a plurality of time division frequencies |
JP2011214923A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | Capacity detecting device and resistance detecting device |
KR101220936B1 (en) * | 2011-06-27 | 2013-02-06 | 안동대학교 산학협력단 | Electrostatic capacity measuring circuits for electrostatic capacity sensor having parasitic capacitance |
JP2015132506A (en) * | 2014-01-10 | 2015-07-23 | アルプス電気株式会社 | Electrostatic capacitance detection circuit and input device |
JP2015225381A (en) * | 2014-05-26 | 2015-12-14 | シナプティクス・ディスプレイ・デバイス合同会社 | Capacitance detection circuit, touch detection circuit, and semiconductor integrated circuit having the same |
-
1995
- 1995-09-27 JP JP7249749A patent/JPH0989943A/en not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100382766B1 (en) * | 2001-07-02 | 2003-05-09 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for measuring change of capacitance |
US7091727B2 (en) | 2004-09-02 | 2006-08-15 | Ad Semiconductor Co., Ltd. | Method and IC for detecting capacitance variation |
WO2008010634A1 (en) * | 2006-07-20 | 2008-01-24 | Ad Semiconductor Co., Ltd. | Method and apparatus for detecting capacitance using a plurality of time division frequencies |
US8058883B2 (en) | 2006-07-20 | 2011-11-15 | Ad Semiconductor Co., Ltd. | Method and apparatus for detecting capacitance using a plurality of time division frequencies |
JP2011214923A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | Capacity detecting device and resistance detecting device |
KR101220936B1 (en) * | 2011-06-27 | 2013-02-06 | 안동대학교 산학협력단 | Electrostatic capacity measuring circuits for electrostatic capacity sensor having parasitic capacitance |
JP2015132506A (en) * | 2014-01-10 | 2015-07-23 | アルプス電気株式会社 | Electrostatic capacitance detection circuit and input device |
JP2015225381A (en) * | 2014-05-26 | 2015-12-14 | シナプティクス・ディスプレイ・デバイス合同会社 | Capacitance detection circuit, touch detection circuit, and semiconductor integrated circuit having the same |
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