模块和电容检测方法技术

模块(5)包括电容检测电路(10)。所述电容检测电路(10)包括将恒定电流提供至电压检测点(P)的恒流源(20)、测量充电时间直至电压检测点(P)的电压达到规定电压的时间测量单元(28)、存储单元(30)和运算单元(32)。所述存储单元(30)存储预先获得的第一数据作为具有已知电容值的电容元件的充电时间，以及存储预先获得的第二数据作为电容组件(Cp)的充电时间。所述运算单元(32)从当电容组件(Cp)连接到电压检测点(P)时时间测量单元(28)的第一测量值和所述第二数据之间的差生成表示检测对象(Cs)的充电时间的第三数据，并基于所述第三数据与所述第一数据之间的比率及已知的电容值计算检测对象(Cs)的电容值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模块和电容检测方法
本专利技术涉及对检测对象的电容值进行检测的模块，也涉及对检测对象的电容值进行检测的方法。
技术介绍
比如，在特许公开号为56-107170(专利文献1)和2-271266(专利文献2)的日本专利中，公开了测量电容器的静电电容的设备。特许公开号为56-107170的日本专利中公开的设备包括电源和直流电流测量设备。电源随时间以已知的恒定速率提高电压。电源和直流电流测量设备被串联到电容器的端子。从测得的电流值计算电容器的静电电容。特许公开号为2-271266的日本专利中公开的设备包括直流电源、连接在该直流电源和电容器之间的电阻器、用于检测流过该电阻器的电流的电流检测电路、用于集成由所述电流检测电路检测的充电电流的集成电路和运算输出单元。该运算输出单元基于通过所述集成电路获得的集成值和跨所述电容器端子的电压计算所述电容器的静电电容。引文列表专利文献专利文献1：特许公开号为56-107170的日本专利专利文献2：特许公开号为2-271266的日本专利
技术实现思路
技术问题具有大电容值的电容组件常存在于从检测端子到检测对象的通路上。电容组件的电容值可随设备的不同而不同。如果电容组件的变化比得上检测对象的电容值的变化宽度，对检测对象的电容值的变化进行检测会变得困难。本专利技术的目的是提供一种用于对检测对象的电容值进行高精度检测的技术。问题的解决方案根据一方面，本专利技术提供包括电流通路和电容检测电路的模块。该电流通路连接到检测对象并包括电容组件。所述电容检测电路通过所述电流通路向检测对象提供恒定电流，且从而检测该检测对象的电容值。所述电容值检测电路包括：恒流源，用于向电压检测点提供所述恒定电流；充电/放电电路，用于将所述电流通路连接到所述电压检测点以对检测对象和所述电容组件充电，和用于将所述电流通路从所述电压检测点断开以使检测对象和所述电容组件放电；时间测量电路，用于测量充电时间直至在所述电压检测点的电压达到规定电压；存储单元，用于存储预先获得的第一数据作为具有已知电容值的电容元件的所述充电时间以及存储预先获得的第二数据作为所述电容组件的充电时间；以及运算单元。该运算单元从当所述电流通路连接到所述电压检测点时所述时间测量单元的第一测量值和所述第二数据之间的差生成表示检测对象的充电时间的第三数据，并基于该第三数据与所述第一数据之间的比率及所述已知的电容值计算检测对象的电容值。较佳地，所述时间测量单元包括振荡器和计数器。该计数器响应来自所述振荡器的输出信号，生成计数值作为指示所述充电时间的数据。所述存储单元预先存储所述振荡器的振荡频率的初始值和所述第一数据的初始值。所述运算单元根据振荡频率的初始值和振荡频率的测量值之间的比率校正所述第一数据的初始值以更新所述第一数据。较佳地，所述模块还包括参考电容元件。所述充电/放电电路将所述参考电容元件连接至所述电压检测点以对所述参考电容元件充电。所述充电/放电电路将所述参考电容元件从所述电压检测点断开以使该参考电容元件放电。所述时间测量单元测量参考电容元件的充电时间以输出第二测量值。所述存储单元预先存储预先获得的第四数据作为参考电容元件的充电时间。所述运算单元基于所述第二测量值和所述第四数据之间的比率校正所述第一测量值。较佳地，所述存储单元存储指示控制信号的类型的信息与检测对象的电容值之间的关系。所述运算单元基于计算出的电容值和存储于所述存储单元中的关系生成控制信号。所述电容检测电路进一步包括用于输出计算出的电容值和控制信号的接口电路。根据另一方面，本专利技术提供一种电容检测方法，用于检测连接到包括电容组件的电流通路的检测对象的电容值，包括如下步骤：提供恒定电流至电压检测点以对检测对象和电容组件充电；测量充电时间直至电压检测点的电压达到规定电压；预先存储预先获得的第一数据作为具有已知电容值的电容元件的充电时间，以及预先存储预先获得的第二数据作为电容组件的充电时间；从被测量作为检测对象和电容组件的充电时间的第一测量值和第二数据之间的差生成指示检测对象的充电时间的第三数据；以及基于第三数据与第一数据之间的比率和已知的电容值，计算检测对象的电容值。较佳地，在测量步骤，充电时间通过振荡器和响应来自振荡器的输出信号生成计数值的计数器来测量。所述电容检测方法进一步包括如下步骤：预先存储振荡器的振荡频率的初始值和第一数据的初始值；以及根据振荡频率的初始值和振荡频率的测量值之间的比率校正第一数据的初始值。较佳地，所述电容检测方法进一步包括如下步骤：预先存储预先获得的第四数据作为参考电容元件的充电时间；提供恒定电流至电压检测点以对参考电容元件充电；以及测量参考电容元件的充电时间以生成第二测量值。生成第三数据的步骤包括如下步骤：基于第二测量值和第四数据之间的比率校正第一测量值。专利技术的有益效果本专利技术能够实现对检测对象的电容值进行高度精确的检测。附图简述图1是示出根据本专利技术第一实施例的安装有模块的电子设备的示意性配置的框图。图2是示出根据本专利技术第一实施例的电容检测电路的配置的框图。图3示出电容组件Cp的具体示例。图4示出模块配置的另一个示例。图5示出根据本专利技术实施例的检测电容的基本方法。图6是关于电容检测电路的调节的电路图。图7是表示电容检测电路的调节的流程图。图8示出存储于电容检测电路的存储单元中的数据。图9是关于模块调节的电路图。图10是表示模块调节的流程图。图11示出模块调节后存储于电容检测电路的存储单元中的数据。图12是表示对检测对象Cs的电容值进行检测的流程图。图13是示出根据本专利技术第二实施例的安装有模块的电子设备的示意性配置的框图。图14示出根据本专利技术第二实施例的电容检测电路的存储单元的配置。实施例描述下面，将参考附图详细描述本专利技术的实施例。在图中，相同或相应的部分用相同的参考标号表示且其描述将不被重复。[实施例1]图1是示出根据本专利技术第一实施例的安装有模块的电子设备的示意性配置的框图。参考图1，电子设备1包括高频电源4和模块5。模块5包括电容检测电路10、参考电容元件Cref、信号线2和匹配电路12。参考电容元件Cref电连接于电容检测电路10。信号线2连接于高频电源4和电容检测电路10之间。信号线2包括电容组件Cp和电感器Lb。电容组件Cp和电感器Lb串联连接。电容组件Cp使高频信号通过，同时该电容组件Cp切断直流分量。电感器Lb使直流分量通过，同时该电感器Lb阻止高频分量进入电容检测电路10。检测对象Cs连接于信号线2。因此，检测对象Cs和电容组件Cp与电容检测电路10并联电连接。电容检测电路10通过信号线2向检测对象Cs提供恒定电流，并检测该检测对象Cs的电容值。在本实施例中，信号线2是向检测对象Cs提供恒定电流的电流通路。检测对象Cs使它的电容值被改变。然而，值得注意的是，检测对象Cs的电容值也可能是固定不变的。匹配电路12由电感器、固定电容元件和可变电容元件的组合形成。在本实施例中，为了对检测对象Cs的电容值进行检测，向电容组件Cp和检测对象Cs提供恒定电流，以便对检测对象Cs和电容组件Cp进行充电。当电容组件Cp和检测对象Cs被充电时，电感器用于向电容组件Cp施加地电位。在图1及下文稍后描述的附图中，仅匹配电路12的组件中的电感器被示出作为与检测对象Cs的电容值的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块，包括：连接到检测对象(Cs)并包括电容组件(Cp)的电流通路；以及通过所述电流通路将恒定电流提供至所述检测对象(Cs)的电容检测电路(10)，用于检测所述检测对象(Cs)的电容值，所述电容值检测电路(10)包括：恒流源(20)，将所述恒定电流提供至电压检测点(P)，充电/放电电路(24)，将所述电流通路连接至所述电压检测点(P)以对所述检测对象(Cs)和所述电容组件(Cp)充电，以及将所述电流通路从所述电压检测点(P)断开以使所述检测对象和所述电容组件(Cp)放电，时间测量电路(28)，测量充电时间直至所述电压检测点(P)的电压达到规定电压，存储单元(30)，存储预先获得的第一数据(ΔΝ0)作为具有已知电容值的电容元件(Ck)的所述充电时间，以及存储预先获得的第二数据(N1)作为所述电容组件(Cp)的所述充电时间，以及运算单元(32)，从当所述电流通路连接到所述电压检测点(P)时所述时间测量单元(28)的第一测量值(N11)和所述第二数据(N1)之间的差生成表示所述检测对象(Cs)的所述充电时间的第三数据，并基于所述第三数据与所述第一数据(ΔΝ0)之间的比率以及所述已知的电容值计算所述检测对象(Cs)的电容值。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种对检测对象的电容值进行检测的装置，包括：连接到检测对象(Cs)并包括电容组件(Cp)的电流通路；以及通过所述电流通路将恒定电流提供至所述检测对象(Cs)的电容检测电路(10)，用于检测所述检测对象(Cs)的电容值，所述电容检测电路(10)包括：恒流源(20)，将所述恒定电流提供至电压检测点(P)，充电/放电电路(24)，将所述电流通路连接至所述电压检测点(P)以对所述检测对象(Cs)和所述电容组件(Cp)充电，以及将所述电流通路从所述电压检测点(P)断开以使所述检测对象和所述电容组件(Cp)放电，时间测量单元(28)，测量直至所述电压检测点(P)的电压达到规定电压的充电时间，存储单元(30)，存储预先获得的第一数据(ΔΝ0)作为具有已知电容值的电容元件(Ck)的所述充电时间，以及存储预先获得的第二数据(N1)作为所述电容组件(Cp)的所述充电时间，以及运算单元(32)，从当所述电流通路连接到所述电压检测点(P)时所述时间测量单元(28)的第一测量值(N11)和所述第二数据(N1)之间的差生成表示所述检测对象(Cs)的所述充电时间的第三数据，并基于所述第三数据与所述第一数据(ΔΝ0)之间的比率以及所述已知电容值计算所述检测对象(Cs)的电容值。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述时间测量单元(28)包括：振荡器(42)，和计数器(44)，响应来自所述振荡器的输出信号，用于生成计数值作为指示所述充电时间的数据；所述存储单元(30)预先存储所述振荡器的振荡频率的初始值和所述第一数据(ΔΝ0)的初始值；且所述运算单元(32)根据所述振荡频率的所述初始值和所述振荡频率的测量值之间的比率校正所述第一数据(ΔΝ0)的所述初始值，以更新所述第一数据(ΔΝ0)。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括：参考电容元件(Cref)；其中所述充电/放电电路(24)将所述参考电容元件(Cref)连接至所述电压检测点(P)以对所述参考电容元件(Cref)充电；所述充电/放电电路(24)将所述参考电容元件(Cref)从所述电压检测点(P)断开以使所述参考电容元件(Cref)放电；所述时间测量单元(28)测量所述参考电容元件(Cref)的所述充电时间从而输出第二测量值(N12)；所述存储单元(30)预先存储预先获得的第四数据(N2)作为所述参考电容元件(Cref)...

【专利技术属性】
技术研发人员：南云正二，中里正，戴宇杰，张小兴，吕英杰，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP