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클록 신호를 참조하여 주기적으로 스위칭되는 커패시터의 전압을 펄스 신호로 변환하여 제 1 센싱 신호로 제공하는 센서부; 그리고상기 제 1 센싱 신호의 주기를 2n배(n은 정수) 증폭하고, 상기 클록 신호의 주기를 2n-1배 증폭하며, 상기 증폭된 클록 신호를 상기 증폭된 제 1 센싱 신호로부터 제거하여 상기 커패시터의 스위칭 시간이 제거된 제 2 센싱 신호를 생성하는 고해상도 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 센서 장치
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제 1 항에 있어서,상기 센서부는:상기 커패시터를 충전하기 위한 충전 전류를 제공하는 제 1 전류 소스;상기 고해상도 아날로그-디지털 변환기로부터 제공되는 스위치 제어 신호에 따라 상기 커패시터를 방전시키는 스위치; 그리고상기 커패시터의 전압을 기준 전압과 비교하여 상기 제 1 센싱 신호로 출력하는 비교기를 포함하는 센서 장치
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제 2 항에 있어서,상기 커패시터는 외부의 물리/화학적 변화에 따라 가변되는 가변 용량 커패시터를 포함하는 센서 장치
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제 2 항에 있어서,상기 센서부는, 상기 기준 전압을 제공하기 위한 제 2 전류 소스; 그리고상기 제 2 전류 소스로부터 제공되는 전류에 따라 상기 기준 전압을 제공하는 가변 저항을 포함하되,상기 커패시터는 고정 용량 커패시터로 제공되고, 상기 가변 저항은 외부의 물리/화학적 변화에 따라 가변되는 센서 장치
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제 2 항에 있어서,상기 센서부는 상기 커패시터를 기준 전류로 충전 및 방전할때 발생하는 커패시터 전압을 펄스 신호로 변환하는 전류 모드 램프 적분기를 포함하는 센서 장치
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제 2 항에 있어서,상기 고해상도 아날로그-디지털 변환기는:상기 제 1 센싱 신호의 주기를 2n배(n은 정수) 증폭하고, 상기 증폭된 제 1 센싱 신호를 출력하는 펄스 분주기; 상기 클록 신호의 주기를 2n-1배 증폭하여 상기 증폭된 클록 신호를 생성하는 클록 분주기; 그리고상기 증폭된 클록 신호를 사용하여 상기 증폭된 제 1 센싱 신호로부터 스위칭 시간을 제거하는 신호 뺄셈기를 포함하는 센서 장치
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제 6 항에 있어서, 상기 증폭된 제 1 센싱 신호와 상기 클록 신호를 논리곱 연산하여 상기 클록 분주기에 제공하는 앤드 게이트를 더 포함하는 센서 장치
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제 6 항에 있어서,상기 신호 뺄셈기는 상기 증폭된 클록 신호를 셋 입력단에, 반전된 상기 증폭된 제 1 센싱 신호를 리셋 입력단에 입력받는 RS 플립플롭을 포함하는 센서 장치
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제 6 항에 있어서,상기 신호 뺄셈기로부터 출력되는 스위칭 시간이 제거된 제 2 센싱 신호의 펄스 폭을 카운트하여 센싱 데이터로 출력하는 카운터를 더 포함하는 센서 장치
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10
제 6 항에 있어서,상기 고해상도 아날로그-디지털 변환기는:상기 제 1 센싱 신호를 상기 클록 신호의 상승 에지에 동기하여 저장하는 D 플립플롭; 그리고상기 D 플립플롭의 부출력단과 상기 센서부를 활성화하기 위한 시작 신호를 논리곱하여 상기 스위치 제어 신호로 제공하는 앤드 게이트를 더 포함하는 센서 장치
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11
제 1 항에 있어서,상기 센서부는:상기 커패시터를 충전하기 위한 충전 전류를 제공하는 제 1 전류 소스;상기 고해상도 아날로그-디지털 변환기로부터 제공되는 스위치 제어 신호에 따라 상기 커패시터를 방전시키는 스위치; 그리고상기 커패시터의 전압을 펄스 신호인 상기 제 1 센싱 신호로 출력하는 버퍼를 포함하는 센서 장치
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클록 신호를 참조하여 제 1 커패시터를 주기적으로 충전 및 방전하고, 상기 제 1 커패시터의 전압을 펄스 신호로 변환하여 제 1 센싱 신호로 제공하는 제 1 센서부; 상기 클록 신호를 참조하여 제 2 커패시터를 주기적으로 충전 및 방전하고, 상기 제 2 커패시터의 전압을 펄스 신호로 변환하여 제 2 센싱 신호로 출력하는 제 2 센서부; 상기 제 1 센싱 신호의 펄스폭을 특정 배수로 증폭하는 제 1 고해상도 아날로그-디지털 변환기;상기 제 2 센싱 신호의 펄스폭을 상기 특정 배수로 증폭하는 제 2 고해상도 아날로그-디지털 변환기; 상기 제 1 고해상도 아날로그-디지털 변환기의 출력을 제 1 센싱 데이터로 변환하는 제 1 카운터;상기 제 2 고해상도 아날로그-디지털 변환기의 출력을 제 2 센싱 데이터로 변환하는 제 2 카운터; 그리고상기 제 1 센싱 데이터와 상기 제 2 센싱 데이터 간의 뺄셈 연산을 통하여 상기 제 1 센서부와 상기 제 2 센서부에 유입된 공통 모드 잡음을 제거하는 뺄셈기를 포함하는 센서 장치
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13
제 12 항에 있어서,상기 클록 신호의 펄스폭을 상기 특정 배수의 반배만큼 증폭하여 제 1 클록 신호로 제공하는 제 1 클록 분주기;상기 증폭된 제 1 센싱 신호로부터 상기 제 1 클록 신호의 펄스 폭만큼 제거하여 상기 제 1 카운터로 제공하는 제 1 RS 플립플롭:상기 클록 신호의 펄스폭을 상기 특정 배수의 반배만큼 증폭하여 제 2 클록 신호로 제공하는 제 2 클록 분주기; 그리고상기 증폭된 제 2 센싱 신호로부터 상기 제 2 클록 신호의 펄스 폭만큼 제거하여 상기 제 2 카운터로 제공하는 제 2 RS 플립플롭을 더 포함하는 센서 장치
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14
클록 신호를 참조하여 커패시터를 주기적으로 충전 및 방전하고, 상기 커패시터의 전압을 펄스 신호로 변환하여 제 1 센싱 신호로 제공하는 센서부; 그리고상기 제 1 센싱 신호의 펄스폭을 타깃 배수로 증폭하고, 상기 클록 신호의 펄스폭을 상기 타깃 배수의 반배 증폭하며, 상기 타깃 배수로 증폭된 제 1 센싱 신호로부터 상기 타깃 배수의 반배만큼 증폭된 클록 신호의 펄스 폭만큼 제거하여 상기 커패시터 전압의 방전 시간에 대응하는 성분을 제거하여 제 2 센싱 신호로 출력하는 고해상도 아날로그-디지털 변환 기능을 수행하는 마이크로 컨트롤 유닛을 포함하는 센서 장치
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제 14 항에 있어서,상기 센서부는:상기 커패시터를 충전하기 위한 충전 전류를 제공하는 제 1 전류 소스;상기 마이크로 컨트롤 유닛으로부터 제공되는 스위치 제어 신호에 따라 상기 커패시터를 방전시키는 스위치; 그리고상기 커패시터의 전압을 기준 전압과 비교하여 상기 제 1 센싱 신호로 출력하는 비교기를 포함하는 센서 장치
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제 15 항에 있어서,상기 커패시터는 가변 용량 커패시터를 포함하는 센서 장치
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제 15 항에 있어서,상기 센서부는, 상기 기준 전압을 제공하기 위한 제 2 전류 소스; 그리고상기 제 2 전류 소스로부터 제공되는 전류에 따라 상기 기준 전압을 제공하는 가변 저항을 포함하되, 상기 커패시터는 고정 용량 커패시터로 제공되는 센서 장치
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제 14 항에 있어서,상기 센서부는 상기 커패시터를 기준 전류로 충전 및 방전할 때 발생하는 커패시터 전압을 펄스 신호로 변환하는 전류 모드 램프 적분기를 포함하는 센서 장치
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제 14 항에 있어서,상기 고해상도 아날로그-디지털 변환 기능을 수행하기 위한 알고리즘을 상기 마이크로 컨트롤러 유닛에 제공하는 메모리를 더 포함하는 센서 장치
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제 14 항에 있어서,상기 센서부는 각각 서로 다른 아날로그 센싱 신호를 복수의 채널을 통해서 출력하고, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 상기 복수의 채널들 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 아날로그 센싱 신호를 상기 제 2 센싱 신호로 출력하는 센서 장치
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