感应电容补偿电路及补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种感应电容补偿电路及补偿方法，补偿电路包括：第一开关、补偿单元和补偿控制单元。在第一开关闭合时，通过基准电压给感应电容提供电荷；补充单元与补偿电容的两端连接，补偿控制单元包括钳位电路、第三开关和第四开关，第三开关和第四开关用于将补偿电容与感应电容连通，在每次连通中补偿电容与感应电容的电荷稳定后，钳位电路控制补偿电容两端的电压相等。根据本发明专利技术的感应电容补偿电路，通过补偿电容对感应电容进行补偿，在补偿电容和补偿电容连通且补偿电容与感应电容的电荷稳定后，通过钳位电路控制补偿电容两端的电压相等，以确保补偿电容对感应电容的每次补偿的电荷均相同，从而使得感应电容的大小在补偿下呈线性变化。偿下呈线性变化。偿下呈线性变化。

【技术实现步骤摘要】
感应电容补偿电路及补偿方法


[0001]本专利技术是关于集成电路领域，特别是关于一种感应电容补偿电路及补偿方法。

技术介绍

[0002]在无触摸时的电容感应识别系统中存在有一寄生电容，发生触摸后，由于寄生电容的存在，感应电容会偏离实际值而发生变化。为了减小寄生电容对感应电容的影响，需要一补偿电容进行补偿，为了节省面积，其取值远小于寄生电容，因此需要通过多次补偿才能将寄生电容补偿到可接受的范围。但是每次补偿后，感应电容上的电压会发生变化，这会影响补偿电容每次补偿的电荷量，继而影响感应电容的变化量，从而产生非线性。
[0003]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种感应电容补偿电路及补偿方法，其能够对感应电容每次补偿的电荷量都相同。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的实施例提供了一种感应电容补偿电路，包括：第一开关、补偿单元和补偿控制单元。
[0006]第一开关连接于基准电压和感应电容之间，在所述第一开关处于闭合状态时，通过基准电压给所述感应电容提供电荷；
[0007]补偿单元连接于第一开关和感应电容之间，所述补充单元包括补偿电容；
[0008]补偿控制单元与所述补偿电容的两端连接，所述补偿控制单元包括钳位电路、第三开关和第四开关，所述第三开关和第四开关用于将所述补偿电容与所述感应电容连通，在每次连通中所述补偿电容与所述感应电容的电荷稳定后，所述钳位电路控制所述补偿电容两端的电压相等。
[0009]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述钳位电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器具有第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第三开关的第一端与第一运算放大器的第一输入端和感应电容的第一端连接，所述第三开关的第二端与所述补偿电容的第一端连接，所述第四开关的第一端与第一运算放大器的第二输入端和第一输出端连接，所述第四开关的第二端与所述补偿电容的第二端连接。
[0010]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述补偿单元还包括第五开关和第六开关，所述第五开关的第一端与基准电压连接，所述第五开关的第二端与补偿电容的第二端连接，所述第六开关的第一端与参考电压连接，所述第六开关的第二端与补偿电容的第一端连接。
[0011]在本专利技术的一个或多个实施例中，在所述感应电容补偿电路的一个工作周期中，利用第一脉冲信号控制所述第一开关，所述第一脉冲信号从第一电平翻转到第二电平，所述第一开关从断开状态转换到闭合状态，所述第一脉冲信号从第二电平翻转到第一电平，
所述第一开关从闭合状态转换到断开状态；
[0012]在所述第一开关从闭合状态转换到断开状态后，利用第二脉冲信号控制所述第五开关和第六开关，所述第五开关和第六开关在第二脉冲信号的控制下同步动作，所述第二脉冲信号在第一电平和第二电平之间进行多次翻转，所述第二脉冲信号从第一电平翻转到第二电平时，所述第五开关和第六开关从断开状态转换到闭合状态，所述第二脉冲信号从第二电平翻转到第一电平时，所述第五开关和第六开关从闭合状态转换到断开状态；
[0013]利用第三脉冲信号控制所述第三开关和第四开关，所述第三开关和第四开关在第三脉冲信号的控制下同步动作，所述第二脉冲信号在第一电平和第二电平之间进行多次翻转的同时，所述第三脉冲信号在第二电平和第一电平之间进行多次翻转，所述第三脉冲信号从第一电平翻转到第二电平时，所述第三开关和第四开关从断开状态转换到闭合状态，所述第三脉冲信号从第二电平翻转到第一电平时，所述第三开关和第四开关从闭合状态转换到断开状态，以使第三开关和第四开关处于闭合状态时，第五开关和第六开关处于断开状态。
[0014]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述感应电容补偿电路的一个工作周期中包括感应电容充电时段、感应电容补偿时段，在所述感应电容充电时段，控制第一开关处于闭合状态；
[0015]在所述感应电容补偿时段，保持第一开关处于断开状态，所述补偿单元在所述感应电容补偿时段完成向所述感应电容的多次补偿，在一次补偿过程中，控制第五开关和第六开关闭合以对补偿电容充电，控制第三开关和第四开关闭合且使第五开关和第六开关保持断开状态以实现对感应电容的电荷补偿。
[0016]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述补偿电容给感应电容每次补偿的电荷为：
[0017]Q
Cc
＝(VREF
‑
VCM)*Cc
[0018]补偿电容每次补偿后，感应电容上的电压变化为：
[0019][0020]补偿电容的N次补偿后，感应电容上的电压为：
[0021]V
Cs
＝VREF
‑
N*ΔV
Cs
＝VREF
‑
N*(VREF
‑
VCM)*Cc/Cs
[0022]其中，Cc为补偿电容的大小，VREF为基准电压，VCM为参考电压，Cs为感应电容的大小。
[0023]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述感应电容补偿电路还包括第二开关和测量单元，所述第二开关的第一端连接第一开关和感应电容的公共端，所述第二开关的第二端与测量单元连接，所述感应电容补偿电路的一个工作周期还包括感应电容测量时段，在所述感应电容测量时段，控制第二开关闭合，以将补偿后的感应电容的电荷转移至所述测量单元，电荷转移完毕后控制第二开关断开，以使所述测量单元测量感应电容的大小。
[0024]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述感应电容补偿电路还包括第二开关和测量单元，所述第二开关的第一端连接第一开关和感应电容的公共端，所述第二开关的第二端与测量单元连接，利用第四脉冲信号控制所述第二开关，在所述第二脉冲信号和第三脉冲信号停止翻转后，所述第四脉冲信号从第一电平翻转到第二电平，所述第二开关从断开状态转换到闭合状态，所述第四脉冲信号从第二电平翻转到第一电平，所述第二开关从闭合
状态转换到断开状态，在所述第二开关处于断开状态时，通过所述检测单元用于测量所述感应电容的大小。
[0025]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述测量单元包括第二运算放大器、反馈电容、复位开关、第八开关和恒流源；
[0026]所述第二运算放大器具有第三输入端、第四输入端和第二输出端，所述反馈电容连接于第二运算放大器的第三输入端和第二输出端之间，所述复位开关连接于所述第二运算放大器的第三输入端和第二输出端之间，所述第二开关的第二端与所述第二运算放大器的第三输入端连接，所述第二开关的第一端与第一开关和感应电容的公共端连接，所述第二运算放大器的第四输入端连接参考电压，所述第八开关的第一端与所述第二运算放大器的第三输入端连接，所述第八开关的第二端与恒流源的第一端连接，所述恒流源的第二端接地，在所述第八开关处于闭合状态时，通过所述恒流源对反馈电容进行放电。
[0027]在本专利技术的一个或多个实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种感应电容补偿电路，其特征在于，包括：第一开关，连接于基准电压和感应电容之间，在所述第一开关处于闭合状态时，通过基准电压给所述感应电容提供电荷；补偿单元，连接于第一开关和感应电容的公共端，所述补充单元包括补偿电容；以及补偿控制单元，与所述补偿电容的两端连接，所述补偿控制单元包括钳位电路、第三开关和第四开关，所述第三开关和第四开关用于将所述补偿电容与所述感应电容连通，在每次连通中所述补偿电容与所述感应电容的电荷稳定后，所述钳位电路控制所述补偿电容两端的电压相等。2.如权利要求1所述的感应电容补偿电路，其特征在于，所述钳位电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器具有第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第三开关的第一端与第一运算放大器的第一输入端和感应电容的第一端连接，所述第三开关的第二端与所述补偿电容的第一端连接，所述第四开关的第一端与第一运算放大器的第二输入端和第一输出端连接，所述第四开关的第二端与所述补偿电容的第二端连接。3.如权利要求2所述的感应电容补偿电路，其特征在于，所述补偿单元还包括第五开关和第六开关，所述第五开关的第一端与基准电压连接，所述第五开关的第二端与补偿电容的第二端连接，所述第六开关的第一端与参考电压连接，所述第六开关的第二端与补偿电容的第一端连接。4.如权利要求3所述的感应电容补偿电路，其特征在于，在所述感应电容补偿电路的一个工作周期中，利用第一脉冲信号控制所述第一开关，所述第一脉冲信号从第一电平翻转到第二电平，所述第一开关从断开状态转换到闭合状态，所述第一脉冲信号从第二电平翻转到第一电平，所述第一开关从闭合状态转换到断开状态；在所述第一开关从闭合状态转换到断开状态后，利用第二脉冲信号控制所述第五开关和第六开关，所述第五开关和第六开关在第二脉冲信号的控制下同步动作，所述第二脉冲信号在第一电平和第二电平之间进行多次翻转，所述第二脉冲信号从第一电平翻转到第二电平时，所述第五开关和第六开关从断开状态转换到闭合状态，所述第二脉冲信号从第二电平翻转到第一电平时，所述第五开关和第六开关从闭合状态转换到断开状态；利用第三脉冲信号控制所述第三开关和第四开关，所述第三开关和第四开关在第三脉冲信号的控制下同步动作，所述第二脉冲信号在第一电平和第二电平之间进行多次翻转的同时，所述第三脉冲信号在第二电平和第一电平之间进行多次翻转，所述第三脉冲信号从第一电平翻转到第二电平时，所述第三开关和第四开关从断开状态转换到闭合状态，所述第三脉冲信号从第二电平翻转到第一电平时，所述第三开关和第四开关从闭合状态转换到断开状态，以使第三开关和第四开关处于闭合状态时，第五开关和第六开关处于断开状态。5.如权利要求3所述的感应电容补偿电路，其特征在于，所述感应电容补偿电路的一个工作周期中包括感应电容充电时段、感应电容补偿时段，在所述感应电容充电时段，控制第一开关处于闭合状态；在所述感应电容补偿时段，保持第一开关处于断开状态，所述补偿单元在所述感应电容补偿时段完成向所述感应电容的多次补偿，在一次补偿过程中，控制第五开关和第六开关闭合以对补偿电容充电，控制第三开关和第四开关闭合且使第五开关和第六开关保持断开状态以实现对感应电容的电荷补偿。
6.如权利要求3所述的感应电容补偿电路，其特征在于，所述补偿电容给感应电容每次补偿的电荷为：Q
Cc
＝(VREF
‑
VCM...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄杰，陈凯亮，
申请(专利权)人：思瑞浦微电子科技苏州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：