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濾波器輸出一個時序控制電路產生各功能塊所需的時序信號包括給印制線條B和C的信號；一個偏置電路提供各功能塊的電壓偏置信號。 
　　檢測電路比較Cab和Cac電容上的電荷差。如果這兩個電容相同，即在A端子沒有電荷差，表示小球在中間。當球滾動時，電容發生改變，所以在A點會有電荷差。這個差值經過積分、模數轉換、數字濾波后輸出比較結果。當Cab比Cac小時，表示小球在孔左端，反之，表示小球在孔右端。 
　　電容型位置傳感器優選將電容檢測電路裝配在帶孔的PCB上。這樣允許利用傳統的PCB技術構成一個緊湊的設計并且減少所有的寄生電容。 
　　上述傳感器只有3個穩定狀態：兩頭和中間。改變孔和印制線條的形狀，電容傳感器也可以做成任意位置檢測。如圖5，這里，孔是橢圓形，印制線條設計成PCB傾角與Vout線性最好的形狀。由于小球的運動軌跡是一條曲線，小球與印制線條的距離也是連續變化的，在不同點形成的電容Caball、Cbball、Ccball都不同，因此圖4電容檢測電路的輸出OUT也不同，最后OUT就可以表示為傾角的函數。當然，為了能準確計算傾角大小，ADC需要更高的精度，比如8bit或更多。 
　　除了上面所述，這種結構還可以用來做成加速度傳感器。圖6表示了這種加速度傳感器的原理。小球受到兩個力的作用，重力G＝mg，和外力F＝ma，a是加速度，與外力的方向相反。不管G和F合力Σ（F+G）指向垂直線的左還是右，小球都會開始運動。臨界加速度是g＊tg（α），其中g是重力加速度，α是臨界傾角。這樣，小球開始運動的傾角為12.9°，加速度為9.81＊tg（12.9）= 2.26m /s2，如果PCB沿某一個方向的加速度超過 2.26m /s2，那么，小球就會向相反方向運動。另外一個例子，如果PCB固定為45°，只有PCB組件運動的加速度超過重力加速度才能使小球運動。


三、應用實例MLX90711 
　　在小家電領域里經常利用信號感應、位置識別技術。下面舉一個智能電熨斗中的應用實例。 
　　智能電熨斗基于對電熨斗運行狀況的識別來進行節電保護。例如飛利浦的一款電熨斗GC1530，它可以識別電熨斗平放豎放還是運動中。主人在熨衣服的過程中，如果碰巧被其他事情打斷，當電熨斗平放持續時間超過30s，系統就會自動停止加熱，從而避免燙壞衣服或者引起火災。當豎直放置時間超過8min時，這時認為主人停止使用，也會停止加熱從而節電。 
　　在這種應用里，本文所述的位置傳感器技術就發揮作用了，圖8是飛利浦電熨斗GC1530中的控制板，小球放置在一個彎曲的通孔上，右邊就是位置檢測電路。再配一個外殼就成了一個傳感器。當電熨斗（PCB組件）水平放置時，小球位于通孔的中間，兩個由小球和印制線條組成的電容最小；豎放時，小球到左端，左邊電容最大；電熨斗熨衣服時，小球往復運動，兩個電容交替變大變小。從這個應用中，我們可以切實體會到這種傳感器的簡單實用。


四、結論 
　　現在，隨著相關信號處理器的性能、可靠性不斷提高，電容檢測電路已經非常成熟。目前因其價格低廉、技術性能穩定而受到很多知名品牌和專業人士的歡迎，正被廣泛的應用到各種自動化控制裝置中。 
參考文獻： 
[1] MELEXIS Co.Ltd.MLX90711 datasheet[Z] 
[2] De Winter, Rudi （Heusden-Zolder,BE），Diels, Roger （Erps-Kwerps, BE）.電容型傾斜或加速度傳感器[P].美國專利: US5627316, 1997-5-6 . 
作者簡介： 
李建，上海交通大學微電子學院研究生，百利通電子上海有限公司現場應用工程經理。主要從事光纖通信產品的研發、始集成電路設計及產品可行性研究技術規范制定。