[發明專利]電容測量電路

有效

• 申請號: 201880081962.0
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN111512167B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: O·拉斯洛;E·阿貝爾;M·鮑布利爾
• 申請（專利權）人: 微軟技術許可有限責任公司
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G06F3/044
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡利鳴;陳斌

1.一種用于測量電極的電容的電容測量電路，所述電路包括：

充電/放電電路部分，其對所述電極充電或對所述電極放電；

計數器，所述計數器測量充電測量，所述充電測量是所述充電/放電電路部分在兩個充電閾值之間對所述電極充電所花費的時間，并且所述計數器測量放電測量，所述放電測量是所述充電/放電電路部分在兩個放電閾值之間對所述電極放電所花費的時間；

控制器，其被配置成控制所述充電/放電電路部分和所述計數器，使得多個放電測量被獲得且多個充電測量被獲得；

平均邏輯，其根據所述測量的平均來計算所測電容；

其中所述控制器包括偽隨機數生成器，所述偽隨機數生成器被配置成生成包括指定數量的隨機比特的序列，并且其中，所述控制器被配置成控制所述充電/放電電路部分和所述計數器，使得所述充電和放電測量以與所述隨機比特的序列相對應的序列進行。

2.如權利要求1所述的電容測量電路，其特征在于，所述平均邏輯計算所述測量中的每一者的倒數的平均。

3.如權利要求1所述的電容測量電路，其特征在于，所述控制器被配置成控制所述充電/放電電路部分和所述計數器，使得所述充電測量的數量近似等于所述放電測量的數量。

4.如權利要求1所述的電容測量電路，其特征在于，包括閾值確定器，所述閾值確定器被配置成確定由電壓評估器使用的所述充電閾值和所述放電閾值，使得當所述比特序列的當前比特與所述比特序列的緊鄰的先前比特具有相同值時，所述充電閾值被確定成比緊鄰的先前充電閾值更大，或者所述放電閾值被確定成比先前放電閾值更小。

5.如權利要求4所述的電容測量電路，其特征在于，所述閾值確定器被配置成確保存在緩沖區，所述緩沖區包含其中沒有由所述閾值確定器確定的充電或放電閾值的電壓區間，所述緩沖區位于兩個充電閾值中的較小者與先前兩個充電閾值中的較大者之間，或兩個放電閾值中的較大者與先前兩個放電閾值中的較小者之間。

6.如權利要求4所述的電容測量電路，其特征在于，所述閾值確定器被配置成交錯所述充電和放電閾值。

7.如權利要求4所述的電容測量電路，其特征在于，所述閾值確定器被配置成確定所述充電和放電閾值，使得一對充電或放電閾值之差通常是恒定的。

8.如權利要求4所述的電容測量電路，其特征在于，所述閾值確定器包括電阻分壓梯或脈沖寬度調制受控電壓。

9.如權利要求8所述的電容測量電路，其特征在于，所述電阻分壓梯或所述脈沖寬度調制受控電壓被配置成計算一對充電閾值中的較低一者或一對放電閾值中的較低一者，以及直流電壓源，當所述直流電壓源與較低電壓相結合時會產生該對電壓中的較高電壓。

10.如權利要求1所述的電容測量電路，其特征在于，所述充電/放電電路部分包括用于既對所述電極充電又對所述電極放電的單個電流源。

11.一種測量電極的電容的方法，包括：

多次對所述電極充電并對所述電極放電；

每次所述電極被充電時，使用計數器測量充電測量，所述充電測量是在兩個充電閾值之間對所述電極充電所花費的時間；

每次所述電極被放電時，使用計數器測量放電測量，所述放電測量是在兩個放電閾值之間對所述電極放電所花費的時間；

根據所述測量的平均來計算所測電容；以及

生成包括指定數量的偽隨機比特的序列，并且以與所述偽隨機比特的序列相對應的序列進行所述充電和放電測量。

12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，包括根據所述測量中的每一者的倒數的平均來計算所測電容。

13.如權利要求11所述的方法，其特征在于，包括使充電測量的數量近似等于放電測量的數量。