[发明专利]电容式感测设备及感测电容的方法

说明书

本申请实施例提供一种电容式感测设备和感测电容的方法。电容式感测设备包括：电容式传感器，其适于感测接近其的导电物体；开关组，其适于将电容式传感器交替地耦接第一预定电压和参考电容；参考电容，其适于在感测导电物体时与电容式传感器分享电荷；比较器，其具有第一输入端、第二输入端和输出端，第一输入端耦接参考电容，第二输入端耦接参考电压，输出端耦接电荷平衡电路和计数器；电荷平衡电路，其耦接参考电容，并适于在感测导电物体时对参考电容进行充电或放电；计数器，其适于基于比较器输出的第一或第二逻辑电平而计数并且获得计数值。本申请实施例的技术方案有利于感测灵敏度的提高，避免由于感测周期的增大而带来的功耗增加。

技术领域

本发明涉及接近感测领域，尤其涉及电容式感测设备及感测电容的方法。

背景技术

电容式感测设备越来越广泛地应用于个人计算机、多媒体播放器、游戏机、消费类电子产品、以及移动通讯设备等电子设备上。

以发明名称为“使用Δ/Σ转换的电容式接近检测”的现有专利文献(专利授权号为CN105379120B，以下称为“专利文献一”)为例，该专利文献描述了一种电容式接近检测的具体实现方案。但是，该方案具有三个缺点。第一个缺点是，在整个电容感测过程中，充电电路根据比较器的输出结果选择性地对保持电容器既充电又放电，这种方法等效于增加了电容式传感器的电容值，从而不利于感测灵敏度的提高；第二个缺点是，与电容式传感器耦接的切换器受到比较器输出信号的控制，这从原理上使得衡量电容式传感器电容值的最终计数值的公式变得复杂，不利于实际应用中对感测灵敏度的自动调节；第三个缺点是，感测灵敏度的提高基于测量时间周期的增大，这增加了感测过程的功耗。

现有的电容式感测设备在功耗和感测灵敏度等方面需要改进。

发明内容

本发明解决的技术问题是现有的电容式感测设备在功耗和感测灵敏度等方面需要改进等。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种电容式感测设备，包括：电容式传感器，其适于感测接近其的导电物体；开关组，其适于将电容式传感器交替地耦接第一预定电压和参考电容；参考电容，其适于在感测导电物体时与电容式传感器分享电荷；比较器，其具有第一输入端、第二输入端和输出端，第一输入端耦接参考电容，第二输入端耦接参考电压，输出端耦接电荷平衡电路和计数器；电荷平衡电路，其耦接参考电容，并适于在感测导电物体时对参考电容进行充电或放电；计数器，其适于基于比较器输出的第一逻辑电平或第二逻辑电平而计数并且获得计数值。

可选地，电容式传感器的第一端接地，参考电容的第一端接地，开关组包括第一开关和第二开关，其中，第一开关耦接在电容式传感器的第二端和第一预定电压之间，第二开关耦接在电容式传感器的第二端和参考电容的第二端之间。

可选地，第一逻辑电平和第二逻辑电平中的任一者为高电平或低电平。

可选地，电荷平衡电路适于对参考电容进行充电或放电以将参考电容的电压维持在参考电压附近。

可选地，第一预定电压为低电平而电荷平衡电路适于在感测导电物体时对参考电容进行充电，或者第一预定电压为高电平而电荷平衡电路适于在感测导电物体时对参考电容进行放电。

可选地，电荷平衡电路包括第一电源、第二电源、第一控制开关和第二控制开关，第一电源和第二电源分别通过第一控制开关和第二控制开关耦接参考电容，比较器的输出端耦接第一控制开关和第二控制开关以使其选择性地闭合和打开，从而通过第一电源和第二电源交替地使参考电容进行充电或放电。

可选地，第一预定电压为低电平时第一电源和第二电源分别耦接高电平而交替地对参考电容进行充电，第一预定电压为高电平时第一电源和第二电源均耦接低电平而交替地对参考电容进行放电。

可选地，第一电源和第二电源分别为第一电流源和第二电流源。

可选地，第一电源和第二电源分别为第一电压源和第二电压源。