[发明专利]电容值量测电路及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电容值量测电路(电容值求值电路，evaluationcircuit for capacitance)，且特别涉及一种通过观察对待测电容进行充电与放电操作时充电与放电的反应时间，来得到待测电容的电容值的电容值量测电路。

背景技术

传统上，多半以机械式开关来为使用者实现控制接口装置。由于传统机械开关需直接与使用者进行接触，才可响应于使用者的控制指令进行操作，传统机械式装置容易在使用者操作过程中发生结构坏损。

在科技发展日新月异的现今时代中，存在触控式开关。传统上，触控式开关例如是电容式开关，其通过感应待测电容的电容值随使用者的接近与否的变化来进行控制。然而，如何设计出可有效地量测待测电容的电容值变化的电容值量测电路，以提升电容式开关为业界不断致力的方向之一。

发明内容

本发明涉及一种电容值量测电路，相比于传统的电容值量测电路，本实施例的电容值量测电路可更准确地对待测电容进行电容值量测。

根据本发明提出了一种电容值量测电路，包括积分器电路、第一、第二控制电路及处理器电路。积分器电路具有输入端及输出端，输出端上具有积分电压，积分器电路用以响应于控制信号在电压设定期间中将积分电压设定为起始位准。第一控制电路包括第一输出端及待测电容，第一输出端电性连接于输入端，第一控制电路用以响应于第一组时脉信号切换待测电容的至少一端上的电压，并选择性地使待测电容的一端与第一输入端电性连接，以在第一积分期间中控制积分器电路进行电压积分，将积分电压自起始位准调整为终止位准，待测电容的电容值与终止位准与起始位准的差值相关。第二控制电路包括第二输出端与被动元件，被动元件具有已知特性值，第二输出端电性连接于输入端。第二控制电路用以响应于第二组时脉信号切换被动元件的至少一端上的电压，并选择性地使被动元件的一端与第二输入端电性连接，以在第二积分期间中控制积分器电路进行电压积分，将积分电压的位准自终止位准调整为起始位准。处理器电路用以提供第一组及第二组时脉信号来驱动第一及该第二控制电路，并用以根据第一及第二积分期间的时间长度及已知特性值来计算得到待测电容的电容值。

根据本发明的电容值量测电路，其中该第一控制电路还包括：第一开关电路，包括第一端、第二端及第三端，分别耦接至该待测电容的第一端、耦接至该输入端及接收第一电压，该第一开关电路用以响应于该第一组时脉信号的第一状态及第二状态分别使该待测电容的第一端耦接至该输入端及使该待测电容的第一端接收该第一电压。

根据本发明的电容值量测电路，其中该被动元件为已知电容，该第二控制电路还包括：第二开关电路，包括第一端、第二端及第三端，分别耦接至该已知电容的第一端、耦接至该输入端及接收第二电压，该第二开关电路用以响应于该第二组时脉信号的第一状态及第二状态分别使该已知电容的第一端耦接至该输入端及使该已知电容的第一端接收该第二电压。

根据本发明的电容值量测电路，其中该第二控制电路还包括：第三开关电路，包括第一端、第二端及第三端，分别耦接至该已知电容的第二端、接收该第二电压及接收第三电压，该第三开关电路用以响应该第二组时脉信号的第一状态及第二状态分别提供该第二电压及该第三电压至该已知电容的第二端；其中该第二电压的位准基本上等于该起始位准。

根据本发明的电容值量测电路，其中该第一控制电路还包括：第四开关电路，包括第一端、第二端及第三端，分别耦接至该待测电容的第二端、接收该第一电压及接收第四电压，该第四开关电路用以响应于该第一组时脉信号的第一状态及第二状态分别提供该第一电压及该第四电压至该待测电容的第二端；其中该第一电压的位准基本上等于该起始位准。

根据本发明的电容值量测电路，其中该被动元件为已知电阻，该第二控制电路还包括：第二开关电路，包括第一端及第二端，分别耦接至该已知电阻的第一端及耦接至该输入端，该第二开关电路用以响应于该第二组时脉信号的第一状态及第二状态分别使该已知电阻的第一端耦接至该输入端及使该已知电阻的第一端为基本上浮接。

根据本发明的电容值量测电路，其中该第一组及该第二组时脉信号具有基本上相同的时脉周期，该第一及该第二积分期间的长度基本上分别包括N个该时脉周期及M个该时脉周期，该处理器电路根据数值N与M的比值来计算该待测电容的电容值，数值N与M为大于1的自然数。