Le principe de mesure 
est une approche novatrice de la mesure capacitive. Une capacité de référence est connectée, ensemble avec le capteur capacitif, à une résistivité de drainage, dite de décharge. Les deux capacités sont censées être du même ordre de grandeur afin de limiter la dérive sur le gain. Ceci dit, il y a pratiquement pas de limite pour les capacités, à l'intérieur d'une gamme passant de quelques femtofarads à quelques dizaines de nanos. A la place d'une paire capteur/référence, il est également possible de connecter avec un condensateur différentiel à linéarisation intégrée.
Voilà ce qui se passe: Les capacités sont chargées à la tension d'alimentation, puis déchargées par le drainage. L'on mesure le temps de décharge jusqu' à l'obtention d'un certain seuil de tension, fixé arbitrairement. La chronométrie se fait à haute résolution, grâce à un convertisseur temps-numérique (CTN).
En dimensionnant la résistivité, on ciblera un temps de décharge entre 2 et 10 µs. En prise de mesure unique, le CTN intégré dans la puce PS021 atteint une résolution de 15 ps (typ.) et en prise statistique il descend dans les femtosecondes.
Les deux capacités de chaque paire sont soumises à ce procédé de façon alternée (en multiplexage par répartition dans le temps), tout en utilisant le même drainage et le même seuil (comparateur). Le quotient des temps de décharge est égal au quotient des capacités, méthode ratiométrique qui élimine les influences indésirables (à savoir la valeur absolue de la résistivité de drainage et du seuil du comparateur ainsi que leur dérive en température).
