基于MEMS技术的压力传感器广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速等的测量。压阻式和电容式MEMS压力传感器是两种常见类型的压力传感器。与压阻式压力传感器相比,电容式压力传感器受温度变化的影响较小。为了易于使用,具有数字输出的电容型压力传感器有巨大的需求。在压力传感器中,检测电容变化的方法有很多,如电容转电压(C/V)、电容转时间(C/T)等。传统的方法是将电容的变化量转化成电压的变化量,然后利用模拟数字转换器将其量化成数字输出。然而用这种方法输出的电压非常容易受电路固有噪声以及环境噪声的影响。直接将电容转换为时间可以很好的避免传统方法的问题,但是采用该方法受限于数字计数器的位宽,导致输出的分辨率不高。本文中提出了一种用于MEMS压力传感器电容转换为数字信号的新颖的方法。将传感器电容的变化量转换为时间的差值,然后采用数字位增加技术实现高分辨率和高线性度的电容数字转换器。转换过程通过四个模块,即电容时间转换器(CTC)、时间数字转换器(TDC)、数字控制模块,最后是数字位增加模块。与当前传感器能够实现的分辨率相比,使用该技术的传感器的分辨率改善非常大。而且使用该技术的系统不受电源电压变化的影响以及能适应较宽的输入范围。使用标准0.25μm CMOS技术实现一个MEMS电容式压力传感器读出电路,其输入信号的带为100Hz,标称电容值为24pF,全范围电容变化为8pF。仿真结果显示该系统可检测最小电容值为3.9aF,分辨率为21位,线性度为3.908ppm。芯片的面积 1.06 mm2。