对干扰不敏感的电容确定制造技术

根据用于确定电容元件(3)的电容的方法，在多个连续测量循环的每个测量循环期间，电容性元件(3)被充电，并且电荷量随后从电容性元件(3)转移到另一个电容性元件(5)。在所述多个测量循环之后，确定与转移的电荷总量相关的测量值，并且根据测量值确定电容性元件(3)的电容。为多个测量循环的第一子集限定第一周期，并且为多个测量循环的第二子集限定第二周期，所述第二周期不同于所述第一周期。所述第二周期不同于所述第一周期。所述第二周期不同于所述第一周期。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对干扰不敏感的电容确定


[0001]本专利技术涉及一种用于确定电容性元件的电容的方法，其中，在多个连续测量循环的每个测量循环期间，电容性元件被充电，并且随后将电荷量从该电容性元件转移到另一个电容性元件，并且在多个测量循环之后，确定与在多个测量循环期间作为整体转移到另一个电容性元件的电荷总量相关的测量值，并且根据该测量值确定电容性元件的电容。本专利技术还涉及用于确定电容的对应测量装置、具有电容性元件的用户输入设备和计算机程序产品。

技术介绍

[0002]在文件US6,466,036B1中，指定了用于测量传感器板的电容的脉冲电路，该脉冲电路能够重复地将累积在传感器板上的电荷转移到电容器，并且在多次重复之后，能够读出转移的电荷量或读出相应的电压以确定传感器板的电容。
[0003]举例来说，此类电路可用于电容性地识别用户输入，其中用户接近或触摸传感器板改变传感器板的电容，并且可以因此检测到触摸或接近。特别是，例如在识别触敏操作面板(touch
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sensitive operating panels)或操作元件的致动的情况下，这种触摸识别可用于机动车辆内部的应用。
[0004]由于单个电荷从传感器板转移到另一个电容器以预先限定的频率重复发生，因此相应的电路和测量方法可能受到具有相似频率的外部干扰的影响。因此，可以降低电容的确定的准确性和可靠性，从而降低触摸识别的可靠性。
[0005]某些频率范围可以使用模拟低通滤波器或数字滤波器来对抗。在10μs数量级的典型采样频率和50kHz数量级的相应香农(Shannon)或奈奎斯特(Nyquist)频率的情况下，例如，不考虑香农(Shannon)频率以上和低于一或多MHz的数量级的低通滤波极限的干扰。
[0006]在此背景下，本专利技术的一个目的是具体说明用于确定电容性元件的电容的改进概念，通过该改进概念，可以减少外部干扰，特别是电磁波形式的外部干扰的影响。

技术实现思路

[0007]这个目的由独立权利要求的各主题来解决。有利的改进和优选的实施例是从属权利要求的主题。
[0008]改进的概念涉及改变采样频率或多个连续测量循环的相应周期的想法。
[0009]根据改进的概念，指定了一种用于确定电容性元件的电容的方法。在这种情况下，在多个连续测量循环的每个测量循环期间，电容性元件被充电，特别是部分充电，并且随后在相同测量循环内将电荷量从该电容性元件转移到另一个电容性元件。在多个测量循环之后，即特别是在多个测量循环的所有测量循环结束之后，特别是通过计算单元确定与在多个测量循环期间作为整体转移到另一个电容性元件的电荷总量相关的测量值。特别是通过计算单元根据测量值来确定电容性元件的电容。在这种情况下，多个测量循环包括测量循环的第一子集和测量循环的第二子集。通过计算单元为第一子集限定第一周期，通过计算
单元为第二子集限定第二周期，第二周期不同于第一周期。
[0010]在这种情况下，测量循环的周期对应于整个相应测量循环从开始到结束的时间。因此，测量循环的周期可以理解为采样频率的倒数。因此，在相应的测量循环开始之前或开始时，特别是通过计算单元来限定第一周期和第二周期。
[0011]换句话说，第一子集的每个测量循环具有第一周期，第二子集的每个测量循环具有第二周期。
[0012]特别是，第一周期的测量循环并不都是彼此相接的。因此，第二子集的测量循环也不都彼此相接的。举例来说，在第一子集的每个测量循环之后，首先接下来是第二子集的测量循环，之后再接下来是第一子集的另一个测量循环，以此类推。除了第一和第二子集之外，多个测量循环还可以包括一个或多个另外的子集，每个子集又具有各种另外的周期。在多个测量循环的过程中，具有不同周期的测量循环，即来自不同子集的测量循环可以交替，使得多个测量循环的两个连续测量循环的相应周期总是彼此不同。
[0013]举例来说，可以测量存在于另一个电容性元件处的电压或跨另一个电容性元件下降的电压，以确定测量值。因此，测量值特别对应于电压值或取决于另一个电容性元件的对应电压值。用于确定测量值的电压测量特别仅在多个测量循环已经结束时才发生。
[0014]在测量循环期间从电容性元件转移到另一个电容性元件的电荷量不一定完全对应于在同一测量循环期间电容性元件被充电时充电到电容性元件的电荷量。举例来说，在电容性元件的充电过程中，可以防止电容性元件与另一个电容性元件之间的电荷均衡，并且可以允许电容性元件与另一个电容性元件之间的电荷均衡以便转移电荷量。
[0015]当电荷在另一个电容性元件处在多个连续测量循环过程中累积以形成总电荷量时，电容性元件可以例如在每个单独的测量循环之后或在每个单独的测量循环内放电，即复位。
[0016]因此，测量循环可以包括多个连续部分，其对应于电容性元件和另一个电容性元件或具有电容性元件和另一个电容性元件的电路的不同状态。举例来说，电容性元件可以是电容器的形式，或者可以包括单个传感器表面，其中电容性元件的电容可以例如由传感器表面的固有电容提供，例如相对于接地电位。
[0017]另一个电容性元件也可以是电容器的形式。在这种情况下，将另一个电容性元件的尺寸选择为特别是使得另一个电容性元件的电容比电容性元件的最大电容大几倍，例如大10到1000数量级的倍数，特别是100到1000数量级的倍数。
[0018]由于电容性元件的电容因此通过转移到另一个电容性元件的电荷总量间接地确定，电容的确定的准确性可以显着提高，因为电容性元件本身存在的许多低电压不必测量和评估。
[0019]由于第一子集和第二子集的相应测量循环具有彼此不同的周期，并且采样频率因此在多个测量循环期间变化，减少了由外部干扰引起的影响，外部干扰对应于具有近似单频谱特性的电磁波。特别地，尽管这种外部干扰可以影响多个测量循环的各个测量循环，但一般不会影响所有测量循环，因为这些测量循环具有适当微调的周期或采样频率。举例来说，如果外部干扰影响测量循环的第一子集，因为外部干扰的主频近似对应于第一周期的倒数，则它不影响第二子集的测量循环，反之亦然。
[0020]根据依据改进概念的方法的至少一个实施例，每个测量循环都包含充电部分，其
中电容性元件在充电部分期间充电，特别是仅在充电部分期间充电。每个测量循环还具有转移部分，其中电荷量在转移部分期间，特别是仅在转移部分期间从电容性元件转移到另一个电容性元件。
[0021]在这种情况下，转移部分在同一测量循环的充电部分的下游，但不一定直接紧接着它。特别地，多个测量循环中的每个测量循环包括连续部分，该连续部分包括充电部分和转移部分。举例来说，第一周期和第二周期之间的差异可以在单个部分中实现或分布在多个部分上。
[0022]根据至少一个实施例，为第一子集的测量循环的相应充电部分限定第一充电持续时间，以便限定第一周期；为第二子集的测量循环的相应充电部分限定第二充电持续时间，以便限定第二周期，其中第二充电持续时间不同于第一充电持续时间。
[0023本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定电容性元件(3)的电容的方法，其中，
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在多个连续测量循环的每个测量循环期间，电容性元件(3)被充电，并且电荷量随后从电容性元件(3)转移到另一个电容性元件(5)；
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在所述多个测量循环之后，确定与在所述多个测量循环期间作为整体转移到所述另一个电容性元件(5)的电荷总量相关的测量值；以及
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根据测量值确定电容性元件(3)的电容；其特征在于，通过计算单元(6)，
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为多个测量循环的第一子集限定第一周期；以及
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为多个测量循环的第二子集限定第二周期，所述第二周期不同于所述第一周期。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于
‑
每个测量循环包括充电部分，其中所述电容性元件(3)在充电部分期间被充电；
‑
每个测量循环都包含转移部分，其中电荷量在所述转移部分期间从所述电容性元件(3)转移到所述另一个电容性元件(5)。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于
‑
为第一子集的测量循环的相应充电部分限定第一充电持续时间，以便限定第一周期；为第二子集的测量循环的相应充电部分限定第二充电持续时间，以便限定第二周期，其中第二充电持续时间不同于第一充电持续时间；和/或
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为第一子集的测量循环的相应转移部分限定第一转移持续时间，以便限定第一周期；为第二子集的测量循环的相应转移部分限定第二转移持续时间，以便限定第二周期，其中第二转移持续时间不同于第一转移持续时间。4.根据权利要求2和3任一项所述的方法，其特征在于
‑
每个测量循环包括在所述充电部分和所述转移部分之间的中间部分，其中所述电容性元件(3)在所述中间部分期间既不充电也不放电；和/或
‑
每个测量循环都包括在所述充电部分上游或所述转移部分下游的另一个中间部分，其中所述电容性元件(3)在所述另一个中间部分期间既不充电也不放电。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于
‑
为第一子集的测量循环的相应中间部分限定第一中间持续时间，以便限定第一周期；为第二子集的测量循环的相应中间部分限定第二中间持续时间，以便限定第二周期，其中第二中间持续时间不同于第一中间持续时间；和/或
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为第一子集的测量循环的相应另一个中间部分限定另一个第一中间持续时间，以便限定第一周期；为第二子集的测量循环的相应另一个中间部分限定另一个第二中间持续时间，以便限定第二周期，其中另一个第二中间持续时间不同于另一个第一中间持续时间。6.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，通过所述计算单元(6)，为多个测量循环的每个测量循环设置计数器的计数器读数，并
根据相应设置的计数器读数为相应的测量循环限定周期。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，
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从每个测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：法雷奥开关和传感器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：