[发明专利]电容测量电路及测量方法

说明书

本发明涉及触摸屏电容测试技术领域，公开了一种电容测量电路及方法，包括控制模块，用于输出激励指令；激励信号产生模块，与控制模块相连接，用于根据激励指令输出激励信号；脉冲响应模块，分别与待测电容和激励信号产生模块相连接，脉冲响应模块包括电阻模块，电阻模块用于与待测电容构成RC微分电路，RC微分电路用于根据激励信号产生脉冲响应信号；激励信号产生模块还用于采集脉冲响应信号的时间参数；控制模块还用于根据时间参数计算待测电容的电容值。上述电容测量电路利用RC微分电路来将电容与时间关联起来，从而可以通过获取RC微分电路的脉冲响应信号的时间参数，来计算待测电容的电容值，能够同时满足对于测试精度与测试时间的要求。

技术领域

本发明涉及触摸屏电容测试技术领域，特别是涉及一种电容测量电路及测量方法。

背景技术

在触摸屏面板检测中，对于测量的精度、设备间的一致性、以及测量时间的要求都是极高的。在现有的针对电容的测试中，往往使用Capacitance-to-digital（数字电容）方法。Capacitance-to-digital的测量精度和时间，取决于ADC（Analog-to-DigitalConverter，模数转换器）的采样精度、采样频率以及电源的纹波噪声，然而上述参数往往受限于数据传输、降噪等干扰因素，导致电容测试的测试精度与测试时间无法同时满足用户要求。

发明内容

基于此，有必要针对现有电容测试的测试精度与测试时间无法同时满足用户要求的问题，提供一种电容测量电路及测量方法。

一种电容测量电路，包括控制模块，用于输出激励指令；激励信号产生模块，与所述控制模块相连接，用于根据所述激励指令输出激励信号；脉冲响应模块，分别与待测电容和所述激励信号产生模块相连接，所述脉冲响应模块包括电阻模块，所述电阻模块用于与所述待测电容构成RC微分电路，所述RC微分电路用于根据所述激励信号产生脉冲响应信号；所述激励信号产生模块还用于采集所述脉冲响应信号，并根据预设电压值和所述脉冲响应信号获取时间参数；所述控制模块还用于根据所述时间参数计算所述待测电容的电容值。

上述电容测量电路中，脉冲响应模块包括电阻模块，电阻模块与待测电容构成RC微分电路。激励信号产生模块在控制模块的控制下输出激励信号至脉冲响应模块。激励信号在经过RC微分电路时，则会被RC微分电路转换为脉冲响应信号，脉冲响应模块再对脉冲响应信号进行转换以获取脉冲响应信号。利用激励信号产生模块测量脉冲响应信号的时间参数，再利用相关算法进行计算，可以得到待测电容的电容值。上述电容测量电路的测量精度主要取决于激励信号产生模块的计数精度，极大地减少了误差干扰量，测试时间则主要取决于激励信号的频率和个数。因此，可以通过修改电路参数以及提升激励信号产生模块的运行时钟来提高测试精度和降低测试时间，从而使得电容测量电路能够同时满足对于测试精度与测试时间的要求。

在其中一个实施例中，所述激励信号产生模块包括现场可编程逻辑门阵列单元，分别与所述控制模块和所述脉冲响应模块相连接，用于根据所述激励指令输出所述激励信号，还用于采集所述脉冲响应信号的时间参数；电压转换器，与所述现场可编程逻辑门阵列单元相连接，用于对所述激励信号进行电平转换。

在其中一个实施例中，所述电阻模块包括第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述待测电容的第一端相连接，所述第一电阻的第二端接地，所述待测电容的第二端与所述激励信号产生模块相连接，所述第一电阻与所述待测电容构成RC微分电路，所述RC微分电路根据所述激励信号产生所述脉冲响应信号。

在其中一个实施例中，所述脉冲响应模块还包括放大比较电路，用于将所述脉冲响应信号转换为方波信号，通过所述激励信号产生模块采集所述方波信号的时间参数。

在其中一个实施例中，所述电容测量电路还包括信号产生模块，分别与所述控制模块、所述激励信号产生模块和所述放大比较电路相连接，用于在所述控制模块的控制下输出转换电平至所述激励信号产生模块，还用于在所述控制模块的控制下输出放大比较信号至所述放大比较电路。