【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例涉及电容检测，尤其涉及一种电容检测传感器电路。
技术介绍
1、电容检测电路可以用在很多场景，如触摸控制、自动控制、水位检测等。电容检测电路的精准性，抗噪音性能，以及成本，一直是该技术的发展重点。通常的电容检测电路由两部分组成：传感器电路和数字信号处理电路，传感器电路提供原始检测数据，因此该电路的精度和抗噪音能力，直接决定了整个系统的性能和成本。
2、目前常见的传感器技术主要有三种：振荡器技术，将被检测电容作为rc振荡器中的电容c，当被检测电容值发生变化，rc振荡器的输出时钟频率也会发生变化；电荷转移技术，对被检测电容进行充电，然后将被检测电容储存的电荷转移到芯片内部电容中，经过反复转移可将内部电容充至一定电压值，由于内部电容的电容值已知，因此通过计算电荷的转移次数就可以得知被检测电容值；开关电容技术，使用开关电容的方法，将被测电容的电容值转化为电阻值，并进一步转化为其它模拟电信号，最后通过adc转为数字信号。但是以上技术均依赖数字信号处理电路对检测信号进行噪音滤波，增加了整个系统对数据进行处理的压力，比较占用系统资源。而且其中开关电容技术由于需要精度较高的adc，还会导致设计成本较高，功耗较大。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供一种电容检测传感器电路，以减小数字信号处理电路的数据处理压力，提高系统的整体性能，同时避免使用高精度adc等复杂模块，以降低设计成本及功耗。
2、本专利技术实施例提供了一种电容检测传感器电路，该电路包括：电容电压
3、所述电容电压转换电路用于对被测电容进行采样，并将所述被测电容的电容值转换为电压信号；
4、所述低通滤波器用于对所述电压信号进行滤波，得到检测信号；
5、所述电压频率转换电路用于将所述检测信号转换为振荡信号，以将所述振荡信号输出给数字信号处理电路识别检测结果。
6、可选的，所述电容电压转换电路包括内部电容，所述电容电压转换电路具体用于：
7、对所述被测电容进行充电，并将所述被测电容上积累的电能传导至所述内部电容，以将所述内部电容的充电电压作为所述电压信号。
8、可选的，所述电容电压转换电路还包括：充电电路、第一转换开关和第二转换开关：其中，
9、所述充电电路通过所述第一转换开关连接至所述被测电容，用于对所述被测电容进行充电，所述充电电路还依次通过所述第一转换开关和所述第二转换开关连接至所述内部电容；
10、所述被测电容通过所述第二转换开关连接至所述内部电容。
11、可选的，所述电容电压转换电路还包括：设置于所述被测电容和所述内部电容之间的电流缓冲器；所述电容电压转换电路还用于：
12、通过调整所述电流缓冲器的增益值来调整所述被测电容的检测增益。
13、可选的，所述电容电压转换电路还包括：偏移电流抵消电路，所述偏移电流抵消电路连接至所述电流缓冲器与所述内部电容之间；所述电容电压转换电路还用于：
14、通过调整所述偏移电流抵消电路的开启时间和/或电流值来调整所述被测电容的偏移消除值。
15、可选的，所述被测电容的电容值与所述内部电容的充电电压之间的第一关系为：
16、
17、其中，vint表示所述内部电容的充电电压，cext表示所述被测电容的电容值，a表示所述电流缓冲器的增益值，vext表示所述被测电容的充电电压，cint表示所述内部电容的电容值，ioff表示所述偏移电流抵消电路的电流值，t表示所述偏移电流抵消电路的开启时间。
18、可选的，所述电压频率转换电路包括：振荡电路，所述振荡电路用于根据所述检测信号产生的控制电流生成所述振荡信号。
19、可选的，所述电压频率转换电路还包括：放大器、第一pmos管、第二pmos管和电阻；其中，
20、所述放大器的正输入端接入所述检测信号，负输入端连接至所述第一pmos管的源极与所述电阻之间，输出端与所述第一pmos管的栅极连接；
21、所述第二pmos管的栅极与所述第一pmos管的栅极连接，所述第二pmos管的源极连接至所述振荡电路。
22、可选的，所述控制电流与所述检测信号的电压值之间的第二关系为：
23、
24、其中，iosc表示所述控制电流，所述第一pmos管与所述第二pmos管的镜像比例为1：n，r表示所述电阻的阻值。
25、可选的，所述电容检测传感器电路还包括：内部电源，用于为所述电容电压转换电路、所述低通滤波器和所述电压频率转换电路进行供电。
26、本专利技术实施例提供了一种电容检测传感器电路，包括电容电压转换电路、低通滤波器和电压频率转换电路，通过由电容电压转换电路对被测电容进行采样，并将被测电容的电容值转换为电压信号，然后由低通滤波器对电压信号进行滤波得到检测信号，再由电压频率转换电路将检测信号转换为振荡信号，从而使得数字信号处理电路可以根据该振荡信号识别得到检测结果，避免使用了高精度adc等复杂模块，降低了设计成本和功耗。同时通过使用低通滤波器，使得在传感器阶段，即可获得较为干净的数据，从而减小了后续数字信号处理电路的处理压力，提高了系统的整体性能，也提升了系统的抗噪音能力。
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1.一种电容检测传感器电路，其特征在于，包括：电容电压转换电路、低通滤波器以及电压频率转换电路；其中，
2.根据权利要求1所述的电容检测传感器电路，其特征在于，所述电容电压转换电路包括内部电容，所述电容电压转换电路具体用于：
3.根据权利要求2所述的电容检测传感器电路，其特征在于，所述电容电压转换电路还包括：充电电路、第一转换开关和第二转换开关：其中，
4.根据权利要求2所述的电容检测传感器电路，其特征在于，所述电容电压转换电路还包括：设置于所述被测电容和所述内部电容之间的电流缓冲器；所述电容电压转换电路还用于：
5.根据权利要求4所述的电容检测传感器电路，其特征在于，所述电容电压转换电路还包括：偏移电流抵消电路，所述偏移电流抵消电路连接至所述电流缓冲器与所述内部电容之间；所述电容电压转换电路还用于：
6.根据权利要求5所述的电容检测传感器电路，其特征在于，所述被测电容的电容值与所述内部电容的充电电压之间的第一关系为：
7.根据权利要求1所述的电容检测传感器电路，其特征在于，所述电压频率转换电路包括：振荡电路
8.根据权利要求7所述的电容检测传感器电路，其特征在于，所述电压频率转换电路还包括：放大器、第一PMOS管、第二PMOS管和电阻；其中，
9.根据权利要求8所述的电容检测传感器电路，其特征在于，所述控制电流与所述检测信号的电压值之间的第二关系为：
10.根据权利要求1所述的电容检测传感器电路，其特征在于，所述电容检测传感器电路还包括：内部电源，用于为所述电容电压转换电路、所述低通滤波器和所述电压频率转换电路进行供电。
...【技术特征摘要】
1.一种电容检测传感器电路，其特征在于，包括：电容电压转换电路、低通滤波器以及电压频率转换电路；其中，
2.根据权利要求1所述的电容检测传感器电路，其特征在于，所述电容电压转换电路包括内部电容，所述电容电压转换电路具体用于：
3.根据权利要求2所述的电容检测传感器电路，其特征在于，所述电容电压转换电路还包括：充电电路、第一转换开关和第二转换开关：其中，
4.根据权利要求2所述的电容检测传感器电路，其特征在于，所述电容电压转换电路还包括：设置于所述被测电容和所述内部电容之间的电流缓冲器；所述电容电压转换电路还用于：
5.根据权利要求4所述的电容检测传感器电路，其特征在于，所述电容电压转换电路还包括：偏移电流抵消电路，所述偏移电流抵消电路连接至所述电流缓冲器与所述内部电容之间；所述电容电压转换电路还用于：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：张弛，赵辉，
申请(专利权)人：国民技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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