[發(fā)明專利]一種電容檢測裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810240741.1
• 申請日: 2008-12-24
• 公開（公告）號: CN101477152A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發(fā)明（設計）人: 甄志芳;李志謙
• 申請（專利權）人: 北京希格瑪和芯微電子技術有限公司
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G06F3/044
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明描述了一種電容檢測裝置及方法，屬于電子技術領域，尤其涉及一種可以在遇水狀態(tài)下檢測電容值的裝置與方法。

背景技術

近些年來，電容觸摸感應技術被廣泛應用于便攜電子、消費電子、筆記本電腦等領域，觸摸按鍵、全屏觸摸、多指觸控等諸多技術也在迅猛發(fā)展，然而在提高電容觸摸抗水能力上，并沒有一個較好的解決方案提出。

如圖1所示，在電容觸摸感應裝置中，通常包括一定數(shù)量的電容感應點(110、111或112……)，每個電容感應點存在固有的寄生電容(Cp0、Cp1或Cp2……)。例如，當手指(或其他導體，12)靠近電容感應點112時，手指12和電容感應點112又產(chǎn)生新的感應電容C2。電容C2相當于并聯(lián)到原來的寄生電容Cp2之上。電容觸摸感應裝置的實質(zhì)就是引起電容感應點電容的變化，于是，通過檢測電容C2的電容值，便可得到手指按鍵動作所需要的開關量。

如圖2所示，遇水13后，相鄰的兩個電容感應點(111和112)由于水的存在而連接在一起，即相當于在感應點111和感應點112之間串聯(lián)了一個電阻Rw。

如圖3所示為遇水后，檢測電容感應點111時的電路圖。A點是對電容感應點111進行電容檢測的檢測點。通過檢測電路對A點進行電容檢測時，如果不能識別Rw對檢測結果的影響，將不能解決遇水情況下對感應點111的電容檢測。

發(fā)明內(nèi)容

為了使電容式觸摸裝置在遇水狀態(tài)下實現(xiàn)電容的有效測量，本發(fā)明提出了一種新的電容檢測裝置與方法。

一種電容檢測裝置，包括：電源、被測電容、第一開關、第二開關、邏輯與門、積分電容、比較器、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中：

所述電源連接至第一開關，用于通過第一開關實現(xiàn)對被測電容周期性的充電；

所述被測電容通過第二開關與積分電容連接；

所述比較器連接被測電容，用于比較被測電容上的電壓與參考電壓，輸出比較信號；

所述邏輯與門輸入端連接所述比較器輸出信號以及第二周期性時鐘信號；

所述第二開關受所述邏輯與門的輸出信號控制；

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接積分電容，用于將積分電容的電壓轉(zhuǎn)換成相應的數(shù)字量。

一種利用上述電容檢測裝置進行電荷檢測的方法，包括：

步驟1，被測電容被電源充電至電源電壓；

步驟2，比較器比較被測電容上的電壓與參考電壓的大小，并輸出比較值；

步驟3，根據(jù)所述比較器輸出信號與第二周期性時鐘信號的邏輯關系，第二開關實現(xiàn)斷開與閉合；

步驟4，當?shù)诙_關閉合、第一開關斷開時，被測電容向積分電容轉(zhuǎn)移電荷；

步驟5，計算積分電容上的電壓；

步驟6，根據(jù)積分電容上的電壓計算被測電容的電容值。

本發(fā)明的裝置和方法可以實現(xiàn)較高精度高速的電容檢測，并且可以用來識別阻容網(wǎng)絡中的電容并進行檢測，該特性可以解決電容式觸摸屏應用中的過水問題。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。

以下結合附圖介紹較佳實施例，對本發(fā)明提出的裝置與方法加以詳細說明。應該指出的是，附圖的目的只是便于對本發(fā)明具體實施例的說明，不是一種多余的敘述或是對本發(fā)明范圍的限制。

附圖說明

圖1為電荷觸摸感應基本原理圖。

圖2為某電容感應點遇水后的電容觸摸感應狀態(tài)。

圖3為遇水后檢測電容感應點111時的等效電路圖。

圖4為本發(fā)明的電荷檢測裝置的電路原理圖。

圖5為利用圖4裝置進行電容檢測的一組時序圖。

圖6為圖4裝置解決過水問題的電路原理圖。

具體實施方式

圖4為本發(fā)明的電容檢測裝置的電路原理圖。被測電容CT通過第一開關S1連接到電源Vdd，比較器41的一個輸入端接入?yún)⒖茧妷篤ref，另一端連接被測電容CT。比較器41的輸出信號Vcom和一個時鐘信號Vclk2通過邏輯與門42后輸出信號Vs2。第二開關S2將被測電容CT和積分電容CL連接。第一開關S1受到一個時鐘信號Vs1控制，第二開關S2受到信號Vs2的控制。比較器41將隨時比較被測電容CT上的電壓與參考電壓的大小。

如圖5所示為利用上述裝置進行電容檢測的一組時序圖。