提供一种电容感测装置和包括电容感测装置的电子装置，所述电容感测装置包括：电容器，被配置为具有根据对象的接近度而改变的感测电容值；采样器，被配置为对所述感测电容值进行采样并输出采样电压；压控振荡器，被配置为将从所述采样器输出的所述采样电压转换成振荡信号；以及时间
【技术实现步骤摘要】
电容感测装置和包括电容感测装置的电子装置
[0001]本申请要求于2022年4月20日在韩国知识产权局提交的第10
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2022
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0048918号韩国专利申请和于2022年6月30日在韩国知识产权局提交的第10
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2022
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0080360号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。
[0002]本申请涉及一种电容感测装置和包括电容感测装置的电子装置。
技术介绍
[0003]通常，电容感测电路可用在确定对于对象的触摸强度或相对于对象的接近度的智能电话、各种其他智能装置或医疗装置中。预期这种电容感测电路在未来将扩展到更宽的领域。
[0004]通常，为了实现电容感测电路，使用利用模数转换器(ADC)的方法和利用感测振荡器的方法。
[0005]首先，采用ADC的电容感测电路具有由ADC提供的高分辨率特性。
[0006]然而，ADC需要相对复杂和大尺寸的电路来实现高分辨率，因此电流消耗也很高。
[0007]采用感测振荡器的电容感测电路可根据电容的变化直观地检测频率。采用感测振荡器的电容感测电路具有相对小的电路尺寸并且比采用ADC的电容感测电路消耗更少的电力。
[0008]然而，与使用ADC的情况相比，采用感测振荡器的电容感测电路具有低分辨率，并且由于需要根据电容的变化直观地提取频率的变化，因此需要用于信号处理(诸如信号放大)的附加电路。
技术实现思路
<br/>[0009]提供本
技术实现思路
是为了按照简化的形式介绍在下面的具体实施方式中进一步描述的所选择的构思。本
技术实现思路
既不意在限定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。
[0010]在一个总体方面，一种电容感测装置包括：电容器，被配置为具有根据对象的接近度而改变的感测电容值；采样器，被配置为对所述感测电容值进行采样并输出采样电压；压控振荡器，被配置为将从所述采样器输出的所述采样电压转换成振荡信号；以及时间
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数字转换器，被配置为将所述振荡信号转换成数字信号，所述数字信号包括与所述振荡信号的频率值相对应的感测电容值。
[0011]所述采样器可包括开关电容器积分器，所述开关电容器积分器包括低通滤波器，所述低通滤波器被配置为阻断来自所述电容器的高频噪声。
[0012]所述采样器还可被配置为响应于控制信号而顺序地执行采样模式和放大模式。
[0013]所述采样器还可被配置为通过在所述采样模式下对所述感测电容值进行采样来
生成充电电压。
[0014]所述采样器还可被配置为通过在所述放大模式下放大所述充电电压来输出所述采样电压。
[0015]所述压控振荡器可包括振荡电路，所述振荡电路包括被配置为根据所述采样电压执行振荡操作的环形振荡器或张弛振荡器。
[0016]所述压控振荡器还可包括连接到所述振荡电路的输出端子的施密特触发器。
[0017]所述时间
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数字转换器还可被配置为使用参考振荡信号对所述振荡信号的频率值进行计数以生成计数值，并且基于所述计数值来检测所述感测电容值。
[0018]在另一总体方面，一种电子装置包括：电子装置主体；以及电容感测装置，设置在所述电子装置主体中，其中，所述电容感测装置包括：电容器，被配置为具有根据对象的接近度而改变的感测电容值；采样器，被配置为对所述感测电容值进行采样并输出采样电压；压控振荡器，被配置为将从所述采样器输出的所述采样电压转换成振荡信号；以及时间
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数字转换器，被配置为将所述振荡信号转换成数字信号，所述数字信号包括与所述振荡信号的频率值相对应的感测电容值。
[0019]所述采样器可包括开关电容器积分器，所述开关电容器积分器包括低通滤波器，所述低通滤波器被配置为阻断来自所述电容器的高频噪声。
[0020]所述采样器还可被配置为响应于从所述电子装置主体提供的控制信号而顺序地执行采样模式和放大模式。
[0021]所述采样器还可被配置为通过在所述采样模式下对所述感测电容值进行采样来生成充电电压。
[0022]所述采样器还可被配置为通过在所述放大模式下放大所述充电电压来输出所述采样电压。
[0023]所述压控振荡器可包括振荡电路，所述振荡电路包括被配置为根据所述采样电压执行振荡操作的环形振荡器或张弛振荡器。
[0024]所述压控振荡器还可包括连接到所述振荡电路的输出端子的施密特触发器。
[0025]所述时间
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数字转换器还可被配置为使用参考振荡信号对所述振荡信号的频率值进行计数以生成计数值，并且基于所述计数值来检测所述感测电容值。
[0026]在另一总体方面，一种电容感测装置包括：电容器，被配置为具有根据对象的接近度而改变的感测电容值；采样器，被配置为对所述感测电容值进行采样并输出采样电压；压控振荡器，被配置为将从所述采样器输出的所述采样电压转换成振荡信号；以及时间
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数字转换器，被配置为将所述振荡信号的周期转换成与所述感测电容值相对应的值。
[0027]所述采样器可包括：输入端子，被配置为从所述电容器接收所述感测电容值；输出端子，被配置为输出所述采样电压；采样电容器，包括第一端子和连接到地的第二端子；反馈电容器；运算放大器，包括反相输入端子、被配置为接收偏置电压的非反相输入端子以及连接到所述采样器的所述输出端子的输出端子；第一开关，连接在所述采样器的所述输入端子与所述采样电容器的所述第一端子之间；第二开关，连接在所述采样电容器的所述第一端子与所述运算放大器的所述反相输入端子之间；第三开关，连接在所述运算放大器的所述反相输入端子与所述运算放大器的所述输出端子之间；以及第四开关，与所述反馈电容器串联连接，所述第四开关和所述反馈电容器连接在所述运算放大器的所述反相输入端
子与所述运算放大器的所述输出端子之间。
[0028]所述采样器还可被配置为：响应于控制信号，闭合所述第一开关和所述第三开关并且断开所述第二开关和所述第四开关，以在采样模式下操作；以及响应于所述控制信号，断开所述第一开关和所述第三开关并且闭合所述第二开关和所述第四开关，以在放大模式下操作。
[0029]所述时间
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数字转换器还可被配置为在参考信号的高电平期间对所述振荡信号的周期的数量进行计数，或者在所述振荡信号的高电平期间对所述参考信号的周期的数量进行计数，其中，所计数的周期的数量是与所述感测电容值相对应的值。
[0030]通过下面的具体实施方式和附图，其他特征和方面将是易于理解的。
附图说明
[0031]图1是根据本公开中的示例的电子装置的示图。
[0032]图2是图1的电容感测装置的示图。
[0033]图3是图2的采样器的示图。
[0034]图4A和图4B是示出包括在图3的采样器中的低通本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电容感测装置，包括：电容器，被配置为具有根据对象的接近度而改变的感测电容值；采样器，被配置为对所述感测电容值进行采样并输出采样电压；压控振荡器，被配置为将从所述采样器输出的所述采样电压转换成振荡信号；以及时间
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数字转换器，被配置为将所述振荡信号转换成数字信号，所述数字信号包括与所述振荡信号的频率值相对应的感测电容值。2.如权利要求1所述的电容感测装置，其中，所述采样器包括开关电容器积分器，所述开关电容器积分器包括低通滤波器，所述低通滤波器被配置为阻断来自所述电容器的高频噪声。3.如权利要求1所述的电容感测装置，其中，所述采样器还被配置为响应于控制信号而顺序地执行采样模式和放大模式。4.如权利要求3所述的电容感测装置，其中，所述采样器还被配置为通过在所述采样模式下对所述感测电容值进行采样来生成充电电压。5.如权利要求4所述的电容感测装置，其中，所述采样器还被配置为通过在所述放大模式下放大所述充电电压来输出所述采样电压。6.如权利要求1所述的电容感测装置，其中，所述压控振荡器包括振荡电路，所述振荡电路包括被配置为根据所述采样电压执行振荡操作的环形振荡器或张弛振荡器。7.如权利要求6所述的电容感测装置，其中，所述压控振荡器还包括连接到所述振荡电路的输出端子的施密特触发器。8.如权利要求1所述的电容感测装置，其中，所述时间
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数字转换器还被配置为使用参考振荡信号对所述振荡信号的频率值进行计数以生成计数值，并且基于所述计数值来检测所述感测电容值。9.一种电子装置，包括：电子装置主体；以及电容感测装置，设置在所述电子装置主体中，其中，所述电容感测装置包括：电容器，被配置为具有根据对象的接近度而改变的感测电容值；采样器，被配置为对所述感测电容值进行采样并输出采样电压；压控振荡器，被配置为将从所述采样器输出的所述采样电压转换成振荡信号；以及时间
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数字转换器，被配置为将所述振荡信号转换成数字信号，所述数字信号包括与所述振荡信号的频率值相对应的感测电容值。10.如权利要求9所述的电子装置，其中，所述采样器包括开关电容器积分器，所述开关电容器积分器包括低通滤波器，所述低通滤波器被配置为阻断来自所述电容器的高频噪声。11.如权利要求9所述的电子装置，其中，所述采样器还被配置为响应于从所述电子装置主体提供的控制信号而顺序地执行采样模式和放大模式。12.如权利要求11所述的电子装置，其中，所述采样器还被配置为通过在所述采样模式下对所述感测电容值进行采样来生成充电电压。13.如...
【专利技术属性】
技术研发人员：李秀雄，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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