[發明專利]比率度量自電容代碼轉換器

有效

• 申請號: 202010135649.X
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN111220853B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 安德理·馬哈瑞塔
• 申請（專利權）人: 賽普拉斯半導體公司
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;H03K17/96;H03M3/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;楊明釗

本公開涉及比率度量自電容代碼轉換器。描述了用于將自電容轉換成數字值的電路、系統和方法。一對電荷轉移電路，每個包括死區開關網絡、傳感器電容器或調制電容器以及可以耦合到比較器的積分電容器，該比較器被配置為產生代表其中一個電荷轉移電路的傳感器電容器的電容的比特流輸出。

本申請是申請日為2017年3月10日，申請號為201780036328.0，發明名稱為“比率度量自電容代碼轉換器”的申請的分案申請。

相關申請

本申請是于2016年6月30日提交的第15/199,559號美國非臨時專利申請的國際申請，其要求于2016年4月29日提交的第62/329,937號美國臨時申請的權益，這兩個申請通過引用以其整體并入本文。

技術領域

本公開總體上涉及感測系統，更具體地，涉及可配置成測量自電容或將自電容轉換成表示電容的數字值的電容感測系統。

背景

電容感測系統可感測電極上生成的電信號，該電信號反映電容的變化。電容的這種變化可指示觸摸事件(即，對象與特定電極的接近)。電容式感測元件可用于替代機械按鈕、旋鈕和其它類似的機械用戶接口控制。電容式感測元件的使用允許消除復雜的機械式開關和按鍵，提供了在惡劣條件下可靠操作。此外，電容式感測元件廣泛應用于現代客戶應用中，在現有產品中提供新的用戶界面選項。電容式感測元件的范圍可以從單個按鈕到以電容式感測陣列的形式布置的用于觸摸感測表面的大量按鈕。

電容式感測元件陣列通過測量電容式感測元件的電容并尋找電容的增量(變化)來工作，該電容的增量指示導電對象的觸摸或存在。當導電對象(例如，手指、手或其他對象)與電容式感測元件接觸或非常接近時，電容改變并且檢測到導電對象。電容式觸摸感測元件的電容變化可通過電路來測量。電路將所測量的電容式感測元件的電容轉換為數字值。

有兩種典型的電容類型：1)互電容，其中電容感測電路有權訪問電容器的兩個電極；2)自電容，其中電容感測電路僅有權訪問電容器的一個電極，其中第二電極連到DC電壓電平或寄生耦合到接地。觸摸面板有(1)和(2)兩種類型的電容分布式負載，并且一些觸摸解決方案唯一地或者以其各種感測模式的混合形式來感測兩種電容。

發明內容

本公開提供以下方面：

1)一種電容代碼轉換器，包括：

第一電荷轉移電路，所述第一電荷轉移電路包括傳感器電容器和第一積分電容器；

第二電荷轉移電路，所述第二電荷轉移電路包括調制電容器和第二積分電容器；

比較器電路，所述比較器電路耦合到所述第一電荷轉移電路和所述第二電荷轉移電路，所述比較器被配置為輸出比特流；以及

數字轉換器，所述數字轉換器被配置為將所述比特流轉換成表示所述傳感器電容器的電容的數字值。

2)根據1)所述的電容代碼轉換器，其中，所述第二電荷轉移電路的時鐘源從所述比較器的所述比特流輸出和系統時鐘獲得。

3)根據1)所述的電容代碼轉換器，其中，所述數字轉換器包括數字濾波器，所述數字濾波器被配置為降低對所述數字轉換器的輸入的采樣率。

4)根據1)所述的電容代碼轉換器，其中，所述第一電荷轉移電路和所述第二電荷轉移電路分別包括第一復位開關和第二復位開關，所述第一復位開關和第二復位開關被配置為分別對所述第一積分電容器和所述第二積分電容器放電。

5)根據1)所述的電容代碼轉換器，其中，所述第一電荷轉移電路和所述第二電荷轉移電路包括死區開關網絡。

6)根據1)所述的電容代碼轉換器，其中，所述第一電荷轉移電路由系統時鐘進行時鐘控制。