电容检测电路、检测方法及电子设备技术

一种电容检测电路、检测方法及电子设备，电路包括控制模块、可变电容模块和积分模块；所述控制模块，包括控制输入端和控制输出端，所述控制输入端与所述积分模块的输入端连接，所述控制输出端与所述积分模块的输出端连接，用于根据所述积分模块上的积分电荷输出与待检测电容的电容值相对应的信号；所述可变电容模块，包括至少一开关电容，所述开关电容的一端与所述控制输入端连接，另一端均根据电容控制信号连接电源电压或地；所述积分模块的输入端还与所述待检测电容的输出端连接，用于实现对待测电容极板上的电荷积分。通过增加可变电容模块可以增大电容检测电路中的电容值，降低电容检测电路的反馈系数，提高电路的稳定性。提高电路的稳定性。提高电路的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
电容检测电路、检测方法及电子设备


[0001]本申请涉及电子
，具体涉及一种电容检测电路、检测方法及电子设备。

技术介绍

[0002]电容检测电路通常应用在SAR SENSOR(电磁波吸收比值传感器)、触摸检测以及入耳检测等产品中，用于测量电容值的变化。不同的产品中，待测量的电容的容值变化范围较大，比如，小的触摸电路板中，待测量的自感电容的容值只有几皮法，大的触摸屏中，待测量的自感电容的容值可以达到几百皮法。
[0003]由于电容检测电路的反馈系数与待检测电容的电容值成反比例关系，在外部输入的待检测电容的电容值随具体产品的变化范围较大时，电容检测电路的反馈系数变化也较大，导致系统性能表现不一致，稳定性较差。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本申请提供一种电容检测电路、检测方法及电子设备，以解决现有的电容检测电路由于待检测电容的电容值随具体产品的变化范围较大，导致系统性能表现不一致，稳定性较差的问题。
[0005]本申请提供的一种电容检测电路，包括：控制模块、可变电容模块和积分模块；所述控制模块，包括控制输入端和控制输出端，所述控制输入端与所述积分模块的输入端连接，所述控制输出端与所述积分模块的输出端连接，用于根据所述积分模块上的积分电荷输出与待检测电容的电容值相对应的信号；所述可变电容模块，包括至少一开关电容，所述开关电容的一端与所述控制输入端连接，另一端均根据电容控制信号连接电源电压或地；所述积分模块的输入端还与所述待检测电容的输出端连接，用于实现对待测电容极板上的电荷积分。
[0006]可选的，所述可变电容模块，还包括至少一电容控制开关，所述电容控制开关的数量与所述开关电容的数量相对应并一一对应连接，所述电容控制开关的第一端连接所述开关电容的一端，所述电容控制开关的第二端根据所述电容控制信号连接电源电压或地。
[0007]可选的，所述电容控制开关中第一数量的所述电容控制开关的第二端连接电源电压，第二数量的所述电容控制开关的第二端连接地，以使得所述可变电容模块的等效电容抵消所述待检测电容的寄生电容，所述电容控制开关的总数量等于所述第一数量与所述第二数量的相加和。
[0008]可选的，所述积分模块包括至少一积分电容，所述控制模块包括放大器；所述积分电容的一端连接至所述放大器的第一输入端，另一端连接至所述放大器的输出端，所述放大器的第二输入端接地；所述放大器用于将所述积分电容上的积分电荷转换成与所述待检测电容的电容值相对应的检测电压。
[0009]可选的，所述控制模块还包括控制器，所述控制器的输入端连接所述放大器的输出端，所述控制器用于根据所述检测电压计算出所述待检测电容的电容值。
[0010]可选的，所述电容检测电路还包括以下各个控制开关中的至少一个：第一控制开关，所述第一控制开关的一端连接至所述放大器的第一输入端，另一端分别与所述放大器的第二输入端和地连接，用于根据开关控制信号在电容检测的采样阶段时闭合以将所述积分电容上的电荷清零；第二控制开关，所述第二控制开关的一端与所述放大器的第一输入端连接，另一端与所述待检测电容的输出端连接，用于根据开关控制信号在电容检测的采样阶段时断开以防止电荷转移，在电容检测的积分阶段时闭合以提供电荷转移通路；第三控制开关，所述第三控制开关的一端连接所述待检测电容的一端，另一端连接电源电压，所述待检测电容的另一端接地；用于根据开关控制信号在电容检测的采样阶段闭合，在电容检测的积分阶段断开以实现所述待检测电容的电荷采样；第四控制开关，所述第四控制开关的一端与所述放大器的输出端连接，另一端接地，用于根据开关控制信号在电容检测的采样阶段闭合以控制所述检测电压的值为预设电压值。
[0011]可选的，所述可变电容模块还包括至少一通断控制开关，至少一所述开关电容通过对应的所述通断控制开关与所述控制模块的控制输入端连接；所述通断控制开关的通断状态受通断控制信号的控制。
[0012]可选的，所述可变电容模块为可变电容矩阵，所述可变电容矩阵包括若干并联的开关电容和对应的电容控制开关，所述开关电容的一端均与所述控制输入端连接，另一端通过对应的所述电容控制开关根据所述电容控制信号连接电源电压或地，所述可变电容矩阵的等效电容满足以下公式：
[0013][0014]其中，所述C
off
为所述可变电容矩阵的等效电容，所述C
p
为所述待检测电容的寄生电容，所述C为所述开关电容、所述N为所述开关电容的数量、所述a
i
为所述电容控制信号。
[0015]可选的，所述放大器的反馈系数满足以下公式：
[0016][0017]其中，所述β为放大器的反馈系数、所述C
fb
为积分电容、所述C
x
为待检测电容、所述C
p
为待检测电容的寄生电容、所述C为所述开关电容、所述N为所述开关电容的数量。
[0018]可选的，所述放大器的反馈系数的变化范围为：
[0019][0020]其中，所述C
fb
为积分电容、所述C为开关电容、所述N为开关电容的数量、所述β为放大器的反馈系数。
[0021]一种电容检测方法，包括：提供一电容检测电路，所述电容检测电路至少包括：可变电容模块，所述可变电容模块包括至少一开关电容，所述开关电容的一端与所述电容检测电路的输入端连接，另一端均根据电容控制信号连接电源电压或地；在电容检测的采样阶段，将待检测电容连接电源电压以进行电荷采样，并根据电容控制信号控制第一数量的所述开关电容接电源电压，第二数量的所述开关电容接地，所述开关电容的数量大于或等于所述第一数量与所述第二数量之和；在电容检测的积分阶段，将所述待检测电容采集的
电荷转移到所述电容检测电路，并根据所述电容控制信号控制在所述采样阶段接电源电压的所述开关电容接地，在所述采样阶段接地的所述开关电容接电源电压；将所述电容检测电路上的积分电荷转换成检测电压，并根据所述检测电压计算出所述待检测电容的电容值。
[0022]可选的，所述检测方法还包括：在所述采样阶段时，调整所述电容控制信号的值为预设控制值以抵消所述待检测电容的寄生电容，所述预设控制值为所述检测电压值为预设电压值时所述电容控制信号对应的值。
[0023]可选的，所述电容检测电路还包括至少一通断控制开关，所述开关电容通过对应的所述通断控制开关与所述电容检测电路的输入端连接；所述电容检测电路还包括：根据通断控制信号控制所述通断控制开关闭合以实现将对应的所述开关电容接入所述电容检测电路。
[0024]可选的，所述电容检测电路的反馈系数的变化范围为：
[0025][0026]其中，所述C
fb
为积分电容、所述C为开关电容、所述N为开关电容的数量、所述β为电容检测电路的反馈系数。
[0027]一种电子设备，包括所述的电容检测电路。
[0028]本专利技术的电容检测电路，通过增加可变电容模块，可变电容模块包括至少一开关电本文档来自技高网...

【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，包括：控制模块、可变电容模块和积分模块；所述控制模块，包括控制输入端和控制输出端，所述控制输入端与所述积分模块的输入端连接，所述控制输出端与所述积分模块的输出端连接，用于根据所述积分模块上的积分电荷输出与待检测电容的电容值相对应的信号；所述可变电容模块，包括至少一开关电容，所述开关电容的一端与所述控制输入端连接，另一端均根据电容控制信号连接电源电压或地；所述积分模块的输入端还与所述待检测电容的输出端连接，用于实现对待测电容极板上的电荷积分。2.如权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于，所述可变电容模块，还包括至少一电容控制开关，所述电容控制开关的数量与所述开关电容的数量相对应并一一对应连接，所述电容控制开关的第一端连接所述开关电容的一端，所述电容控制开关的第二端根据所述电容控制信号连接电源电压或地。3.如权利要求2所述的电容检测电路，其特征在于，所述电容控制开关中第一数量的所述电容控制开关的第二端连接电源电压，第二数量的所述电容控制开关的第二端连接地，以使得所述可变电容模块的等效电容抵消所述待检测电容的寄生电容，所述电容控制开关的总数量等于所述第一数量与所述第二数量的相加和。4.如权利要求1或2所述的电容检测电路，其特征在于，所述积分模块包括至少一积分电容，所述控制模块包括放大器；所述积分电容的一端连接至所述放大器的第一输入端，另一端连接至所述放大器的输出端，所述放大器的第二输入端接地；所述放大器用于将所述积分电容上的积分电荷转换成与所述待检测电容的电容值相对应的检测电压。5.如权利要求4所述的电容检测电路，其特征在于，所述控制模块还包括控制器，所述控制器的输入端连接所述放大器的输出端，所述控制器用于根据所述检测电压计算出所述待检测电容的电容值。6.如权利要求4所述的电容检测电路，其特征在于，还包括以下各个控制开关中的至少一个：第一控制开关，所述第一控制开关的一端连接至所述放大器的第一输入端，另一端分别与所述放大器的第二输入端和地连接，用于根据开关控制信号在电容检测的采样阶段时闭合以将所述积分电容上的电荷清零；第二控制开关，所述第二控制开关的一端与所述放大器的第一输入端连接，另一端与所述待检测电容的输出端连接，用于根据开关控制信号在电容检测的采样阶段时断开以防止电荷转移，在电容检测的积分阶段时闭合以提供电荷转移通路；第三控制开关，所述第三控制开关的一端连接所述待检测电容的一端，另一端连接电源电压，所述待检测电容的另一端接地；用于根据开关控制信号在电容检测的采样阶段闭合，在电容检测的积分阶段断开以实现所述待检测电容的电荷采样；第四控制开关，所述第四控制开关的一端与所述放大器的输出端连接，另一端接地，用于根据开关控制信号在电容检测的采样阶段闭合以控制所述检测电压的值为预设电压值。7.如权利要求1或2所述的电容检测电路，其特征在于，所述可变电容模块还包括至少
一通断控制开关，至少一所述开关电容通过对应的所述通断控制开关与所述控制模块的控制输入端连接；所述通断控制开关的通断状态受通断控制信号的控制。8.如权利要求3所述的电容检测电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文杰，程涛，
申请(专利权)人：上海艾为电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：