电容检测电路及电容检测方法技术

本申请公开了一种电容检测电路及电容检测方法，属于电容检测技术领域。电容检测电路中的计数电路用于在固定时段内对待测电容转换的方波进行计数，记录得到的计数阈值，固定时段与基准寄存器的初始值和控制电路中基准振荡器的频率相关；计数电路还用于清零后再次对待测电容转换的方波进行计数；控制电路中的基准计数器用于在计数电路再次计数的同时对基准振荡器输出的方波进行计数；在计数电路的计数值达到计数阈值时，控制减法器对初始值和基准计数器的计数值进行减法运算，得到的计算结果用于计算待测电容的变化率。本申请无需在电容检测电路中设置除法器，可以在较小规模的芯片上可以实现较高的检测精度。芯片上可以实现较高的检测精度。芯片上可以实现较高的检测精度。

【技术实现步骤摘要】
电容检测电路及电容检测方法


[0001]本申请实施例涉及电容检测
，特别涉及一种电容检测电路及电容检测方法。

技术介绍

[0002]目前，电容检测技术有着越来越广泛的应用，给生活带来了很大的便利。例如，电容按键、电容屏、麦克风等产品都是基于电容检测技术实现的。
[0003]一种传统电容检测电路如图1所示，该电容检测电路中，输入振荡器的输入端与待测电容相连，输入振荡器的输出端与计数器的输入端相连，计数器的控制端与控制器的一个输出端相连，控制器的输入端与基准振荡器相连，控制器的另一个输出端与寄存器相连，计数器的输出端与寄存器的输入端相连，寄存器的输出端与处理电路相连。这样，输入振荡器可以将待测电容转化为具有一定频率的方波信号，通过计数器来统计一定时间内的方波个数，然后将计数值存入寄存器，通过计数值来表示待测电容的大小。
[0004]在进行电容检测时，通常还需要获取待测电容的变化率，这就需要在处理电路中设置除法器，而除法器的缺点是规模较大，若要增加电容检测的精度，就需要大幅增加电容检测电路的规模。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种电容检测电路及电容检测方法，用于解决通过除法器来检测待测电容的变化率时，电容检测电路的规模较大的问题。所述技术方案如下：
[0006]一方面，提供了一种电容检测电路，所述电容检测电路包括：计数电路、控制电路、基准寄存器和减法器；
[0007]所述计数电路的输入端作为所述电容检测电路的输入端与待测电容相连，所述计数电路的输出端与所述控制电路的输入端相连；
[0008]所述控制电路的输出端和所述基准寄存器的输出端分别与所述减法器的输入端相连，所述减法器的输出端作为所述电容检测电路的输出端；
[0009]所述计数电路用于在固定时段内对所述待测电容转换的方波进行计数，记录得到的计数阈值，所述固定时段与所述基准寄存器的初始值和所述控制电路中基准振荡器的频率相关；
[0010]所述计数电路还用于清零后再次对所述待测电容转换的方波进行计数；所述控制电路中的基准计数器用于在所述计数电路再次计数的同时对所述基准振荡器输出的方波进行计数；
[0011]在所述计数电路的计数值达到所述计数阈值时，控制所述减法器对所述初始值和所述基准计数器的计数值进行减法运算，得到的计算结果用于计算所述待测电容的变化率。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述计数电路包括输入振荡器、输入计数器、输入寄存
器和比较器；
[0013]所述输入振荡器的输入端作为所述计数电路的输入端与所述待测电容相连，所述输入振荡器的输出端与所述输入计数器的第一输入端相连；所述输入计数器的第二输入端与所述控制电路的第二输出端相连；
[0014]所述输入计数器的输出端分别与所述输入寄存器的第一输入端和所述比较器的第一输入端相连；所述输入寄存器的第二输入端与所述控制电路的第三输出端相连；所述输入寄存器的输出端与所述比较器的第二输入端相连；
[0015]所述比较器的第三输入端与所述控制电路的第四输出端相连；所述比较器的输出端作为所述计数电路的输出端。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述控制电路包括基准振荡器、基准计数器和控制器；
[0017]所述控制器的第一输入端作为所述控制电路的输入端与所述比较器的输出端相连，所述控制器的第一输出端作为所述控制电路的第一输出端与所述减法器的第一输入端相连，所述控制器的第二输出端作为所述控制电路的第二输出端与所述输入计数器的第二输入端相连，所述控制器的第三输出端作为所述控制电路的第三输出端与所述输入寄存器的第二输入端相连，所述控制器的第四输出端作为所述控制电路的第四输出端与所述比较器的第三输入端相连，所述控制器的第五输出端与所述基准计数器的第一输入端相连；
[0018]所述基准振荡器的输出端分别与所述控制器的第二输入端和所述基准计数器的第二输入端相连；
[0019]所述基准计数器的输出端与所述减法器的第二输入端相连；
[0020]所述控制器的第三输入端与所述减法器的输出端相连。
[0021]在一种可能的实现方式中，所述控制器用于对所述输入计数器和所述基准计数器进行清零；
[0022]所述输入计数器用于对所述输入振荡器输出的方波进行计数，且所述基准计数器用于对所述基准振荡器输出的方波进行计数；
[0023]当所述减法器确定所述基准计数器的计数值达到所述初始值时，通过所述控制器控制所述输入计数器将计数值作为计数阈值写入所述输入寄存器，并对所述输入计数器和所述基准计数器进行清零；
[0024]所述输入计数器用于对所述输入振荡器输出的方波进行计数，且所述基准计数器用于对所述基准振荡器输出的方波进行计数；当所述比较器确定所述输入计数器的计数值达到所述计数阈值时，通过所述控制器控制所述减法器对所述初始值和所述基准计数器的计数值进行减法运算，得到所述计算结果。
[0025]另一方面，提供了一种电容检测方法，用于如上所述的电容检测电路中，所述方法包括：
[0026]所述计数电路在固定时段内对所述待测电容转换的方波进行计数，记录得到的计数阈值，所述固定时段与所述基准寄存器的初始值和所述基准振荡器的频率相关；
[0027]所述计数电路在清零后再次对所述待测电容转换的方波进行计数，所述基准计数器在所述计数电路再次计数的同时对所述基准振荡器输出的方波进行计数；
[0028]在所述计数电路的计数值达到所述计数阈值时，控制所述减法器对所述初始值和所述基准计数器的计数值进行减法运算，得到的计算结果用于计算所述待测电容的变化
率。
[0029]在一种可能的实现方式中，当所述计数电路包括输入振荡器、输入计数器和比较器，且所述控制电路包括基准振荡器、基准计数器和控制器时，
[0030]所述计数电路在固定时段内对所述待测电容转换的方波进行计数，记录得到的计数阈值，包括：在所述控制器对所述输入计数器和所述基准计数器进行清零后，所述输入计数器对所述输入振荡器输出的方波进行计数，且所述基准计数器对所述基准振荡器输出的方波进行计数；当所述减法器确定所述基准计数器的计数值达到所述初始值时，通过所述控制器控制所述输入计数器将计数值作为计数阈值写入所述输入寄存器，并对所述输入计数器和所述基准计数器进行清零；
[0031]所述在所述计数电路的计数值达到所述计数阈值时，控制所述减法器对所述初始值和所述基准计数器的计数值进行减法运算，得到的计算结果用于计算所述待测电容的变化率，包括：当所述比较器确定所述输入计数器的计数值达到所述计数阈值时，通过所述控制器控制所述减法器对所述初始值和所述基准计数器的计数值进行减法运算，得到所述计算结果。
[0032]在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
[0033]将所述计算结果除以所述初始值与常数的乘积，得到所述待测电容的变化率，所述常数等于所述输入振荡器的频率除以所述待测电容的电容值。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容检测电路，其特征在于，所述电容检测电路包括：计数电路、控制电路、基准寄存器和减法器；所述计数电路的输入端作为所述电容检测电路的输入端与待测电容相连，所述计数电路的输出端与所述控制电路的输入端相连；所述控制电路的输出端和所述基准寄存器的输出端分别与所述减法器的输入端相连，所述减法器的输出端作为所述电容检测电路的输出端；所述计数电路用于在固定时段内对所述待测电容转换的方波进行计数，记录得到的计数阈值，所述固定时段与所述基准寄存器的初始值和所述控制电路中基准振荡器的频率相关；所述计数电路还用于清零后再次对所述待测电容转换的方波进行计数；所述控制电路中的基准计数器用于在所述计数电路再次计数的同时对所述基准振荡器输出的方波进行计数；在所述计数电路的计数值达到所述计数阈值时，控制所述减法器对所述初始值和所述基准计数器的计数值进行减法运算，得到的计算结果用于计算所述待测电容的变化率。2.根据权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于，所述计数电路包括输入振荡器、输入计数器、输入寄存器和比较器；所述输入振荡器的输入端作为所述计数电路的输入端与所述待测电容相连，所述输入振荡器的输出端与所述输入计数器的第一输入端相连；所述输入计数器的第二输入端与所述控制电路的第二输出端相连；所述输入计数器的输出端分别与所述输入寄存器的第一输入端和所述比较器的第一输入端相连；所述输入寄存器的第二输入端与所述控制电路的第三输出端相连；所述输入寄存器的输出端与所述比较器的第二输入端相连；所述比较器的第三输入端与所述控制电路的第四输出端相连；所述比较器的输出端作为所述计数电路的输出端。3.根据权利要求2所述的电容检测电路，其特征在于，所述控制电路包括基准振荡器、基准计数器和控制器；所述控制器的第一输入端作为所述控制电路的输入端与所述比较器的输出端相连，所述控制器的第一输出端作为所述控制电路的第一输出端与所述减法器的第一输入端相连，所述控制器的第二输出端作为所述控制电路的第二输出端与所述输入计数器的第二输入端相连，所述控制器的第三输出端作为所述控制电路的第三输出端与所述输入寄存器的第二输入端相连，所述控制器的第四输出端作为所述控制电路的第四输出端与所述比较器的第三输入端相连，所述控制器的第五输出端与所述基准计数器的第一输入端相连；所述基准振荡器的输出端分别与所述控制器的第二输入端和所述基准计数器的第二输入端相连；所述基准计数器的输出端与所述减法器的第二输入端相连；所述控制器的第三输入端与所述减法器的输出端相连。4.根据权利要求3所述的电容检测电路，其特征在于，所述控制器用于对所述输入计数器和所述基准计数器进行清零；所述输入计数器用于对所述输入振荡器输出的方波进行计数，且所述基准计数器用于
对所述基准振荡器输出的方波进行计数；当所述减法器确定所述基准计数器的计数值达到所述初始值时，通过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张允武，陆扬扬，李凯，
申请(专利权)人：国硅集成电路技术无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：