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MEMS(Micro Electro Mechanical System) 센서의 제1 및 제2 정전용량 각각을 통해 충방전 동작을 수행하여 상기 제1 및 제2 정전용량 각각에 상응하는 주파수를 가지는 제1 및 제2 감지 신호를 생성하는 정전용량차 감지부;
상기 제1 및 제2 감지신호간의 주파수차에 의해 발생되는 상기 제1 및 제2 감지신호간의 위상차를 누적시키는 위상차 누적부; 및
상기 누적된 위상차에 상응하는 펄스폭을 가지는 시간 신호를 생성하는 시간 신호 생성부를 포함하는 고해상도의 정전용량-시간 변환 회로
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제1항에 있어서, 상기 정전용량차 감지부는
상기 제1 정전용량에 따른 충방전 동작을 수행하여 제1 주파수를 가지는 상기 제1 감지 신호를 생성하는 제1 정전용량 감지부; 및
상기 제2 정전용량을 따른 충방전 동작을 수행하여 제2 주파수를 가지는 상기 제2 감지 신호를 생성하는 제2 정전용량 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도의 정전용량-시간 변환 회로
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제2항에 있어서, 상기 제1 정전용량 감지부는
상기 제1 정전용량을 통해 충방전된 전압이 기준 전압 이하이면 제1 값을 가지고, 그렇지 않으면 제2 값을 가지는 상기 제1 감지 신호를 출력하는 제1 비교기;
상기 제1 감지 신호가 제1 값이면, 상기 제1 정전용량에 충전 전류를 인가하는 제1 충전 스위치; 및
상기 제1 감지 신호가 제2 값이면, 상기 제1 정전용량에 충전된 전압을 방전시키는 제1 방전 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도의 정전용량-시간 변환 회로
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제3항에 있어서, 상기 제1 정전용량 감지부는
구동 신호 또는 리셋 신호에 응답하여 상기 제1 정전용량에 충전된 전압을 방전시켜 상기 제1 정전용량 감지부를 초기화시키는 제1 구동 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도의 정전용량-시간 변환 회로
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제2항에 있어서, 상기 제2 정전용량 감지부는
상기 제2 정전용량을 통해 충방전된 전압이 기준 전압 이하이면 제1 값을 가지고, 그렇지 않으면 제2 값을 가지는 상기 제2 감지 신호를 출력하는 제2 비교기;
상기 제2 감지 신호가 제1 값이면, 상기 제2 정전용량에 충전 전류를 인가하는 제2 충전 스위치; 및
상기 제2 감지 신호가 제2 값이면, 상기 제2 정전용량에 충전된 전압을 방전시키는 제2 방전 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도의 정전용량-시간 변환 회로
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제5항에 있어서, 상기 제2 정전용량 감지부는
구동 신호 또는 리셋 신호에 응답하여 상기 제2 정전용량에 충전된 전압을 방전시켜 상기 제2 정전용량 감지부를 초기화시키는 제2구동 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도의 정전용량-시간 변환 회로
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제2항에 있어서, 상기 위상차 누적부는
상기 제1 감지 신호의 주파수를 분주하여, 상기 제1 감지 신호의 위상을 누적시키는 제1 위상 누적부; 및
상기 제2 감지 신호의 주파수를 분주하여, 상기 제2 감지 신호의 위상을 누적시키는 제2 위상 누적부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도의 정전용량-시간 변환 회로
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제7항에 있어서, 상기 제1 위상 누적부는
반전 출력이 입력으로 궤환되며, 상기 제1 감지 신호 또는 전단의 출력 신호를 클럭으로 입력받도록 다단 연결된 다수개의 제1 D-플립플롭을 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도의 정전용량-시간 변환 회로
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제8항에 있어서,
상기 다수개의 제1 D-플립플롭 중 첫단에 위치하는 제1 D-플립플롭은 상기 제1 감지 신호를 클럭으로 입력받고, 나머지 제1 D-플립플롭들은 전단의 제1 D-플립플롭의 출력 신호를 클럭으로 입력받는 것을 특징으로 하는 고해상도의 정전용량-시간 변환 회로
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제7항에 있어서, 상기 제2 위상 누적부는
반전 출력이 입력으로 궤환되며, 상기 제2 감지 신호 또는 전단의 출력 신호를 클럭으로 입력받도록 다단 연결된 다수개의 제2 D-플립플롭을 구비하는 것을 특징으로 하는 고해상도의 정전용량-시간 변환 회로
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제10항에 있어서,
상기 다수개의 제2 D-플립플롭 중 첫단에 위치하는 제2 D-플립플롭은 상기 제2 감지 신호를 클럭으로 입력받고, 나머지 제2 D-플립플롭들은 전단의 제2 D-플립플롭들의 출력 신호를 클럭으로 입력받는 것을 특징으로 하는 고해상도의 정전용량-시간 변환 회로
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제7항에 있어서, 상기 시간 신호 생성부는
상기 제1 분주 신호와 상기 제2 분주 신호를 XOR(exclusive or) 조합하여, 상기 시간 신호를 생성하는 XOR 논리 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도의 정전용량-시간 변환 회로
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제12항에 있어서, 상기 시간 신호 생성부는
상기 제1 분주 신호와 상기 제2 분주 신호를 AND 조합하여, 상기 정전용량차 감지부 및 상기 위상차 누적부의 동작을 초기화시키는 리셋 신호를 생성하는 AND 논리 게이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도의 정전용량-시간 변환 회로
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