[发明专利]一种自电容检测装置、方法及移动终端

权利要求书

1.一种自电容检测装置，其特征在于，包括：采样模块、叠加模块、解调模块；

所述采样模块包含多个采样单元，每个采样单元连接一待测电容，每个所述采样单元包括：电压电流转换模块、调制模块；

所述电压电流转换模块的第一输入端连接所述待测电容，所述电压电流转换模块的第二输入端连接驱动电路，所述电压电流转换模块的输出端连接所述调制模块；

所述电压电流转换模块用于在激励信号的激励下对所述待测电容产生的电荷进行采样，并将采样的电荷转换为电流信号；

所述调制模块用于接收各所述电压电流转换模块输出的电流信号，根据调制信号对各所述电流信号进行调制，并将调制后的所述电流信号输送给所述叠加模块；其中，所述调制信号之间相互正交；

所述叠加模块用于接收调制后的所述电流信号，将调制后的所述电流信号在叠加混合后转化为总数字信号，并滤除所述总数字信号中的倍频信号；

所述解调模块用于接收滤波后的所述总数字信号，并根据所述调制信号对滤波后的所述总数字信号进行解调，得出各所述待测电容的电容数据；

所述叠加模块包括：混频模块以及与所述混频模块相连的ADC模块，与所述ADC模块相连的滤波模块；

所述混频模块用于接收调制后的各所述电流信号，并将调制后的各所述电流信号叠加后混频得到包含直流信号和倍频信号的混合信号；

所述ADC模块用于将所述混频模块输出的所述混合信号转换为所述总数字信号；

所述滤波模块用于对所述总数字信号进行滤波，滤除所述总数字信号中的倍频信号，并将滤波后的所述总数字信号传输至所述解调模块。

2.根据权利要求1所述的自电容检测装置，其特征在于，还包括与所述解调模块相连接的增益校准模块，所述增益校准模块用于对所述解调模块的输出值进行增益校准。

3.根据权利要求1所述的自电容检测装置，其特征在于，所述采样单元还包括反相器，所述反相器的输入端连接所述电压电流转换模块的输出端，所述反相器的输出端连接所述调制模块；所述反相器用于将所述电压电流转换模块的电流信号进行反向；

所述调制模块具体用于将各所述电压电流转换模块输出的电流信号和各所述反相器输出的反向电流信号进行差分得到差分电流信号；

根据所述调制信号对各所述差分电流信号进行调制；其中，所述调制信号之间相互正交。

4.根据权利要求1所述的自电容检测装置，其特征在于，所述电压电流转换模块包括：一个跨导放大器、两个偏置电路、第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管；

所述跨导放大器的同相输入端连接自电容，所述跨导放大器的反相输入端连接驱动电路；

一偏置电路的负极连接所述跨导放大器的输出端，所述一偏置电路的正极连接所述第一PMOS管的栅极；

所述第一PMOS管的源极连接供电电压，所述第一PMOS管的漏极反馈连接至所述跨导放大器的同相输入端；

第二偏置电路的正极连接跨导放大器的输出端，所述第二偏置电路的负极连接所述第一NMOS管的栅极；

所述第一NMOS管的漏极反馈连接至所述跨导放大器的同相输入端，所述一NMOS管的源极接地；

所述第二PMOS管的栅极连接所述第一PMOS管的栅极，所述第二PMOS管的源极连接供电电压，所述第二PMOS管的漏极相连并连接至混频模块；

所述第二NMOS管的栅极连接所述第一NMOS管的栅极，所述第二NMOS管的漏极连接至混频模块，所述第二NMOS管的源极接地。

5.根据权利要求1所述的自电容检测装置，其特征在于，所述ADC模块为连续态sigmadelta ADC。

6.根据权利要求1所述的自电容检测装置，其特征在于，所述采样模块还包括驱动电路，所述驱动电路用于产生方波信号作为各所述电压电流转换模块的激励信号。