[发明专利]电容值测量电路与方法

说明书

技术领域

本发明有关一种电容值测量电路与方法，其用以测量待测电容的电容值。

背景技术

目前，已发展出触控式开关来实现使用者控制界面，触控式开关例如是电容式开关等。使用者接触到触控式开关时，触控式开关会响应于使用者的控制指令而进行操作(开/关)。

为了提升使用上的便利性，已研发出触控面板(touch panel)或显示触控面板(同时具有显示与触控的功能)。触控面板或显示触控面板可接受使用者的输入、点选等操作。触控面板或显示触控面板可应用于各样电子装置当中，例如移动电话中。如此，可让使用者直接在触控面板或显示触控面板上点选画面来进行操作，藉此提供更为便捷且人性化的操作模式。

当使用者操作电容式触控面板、电容式显示触控面板、或电容式开关时，其内部的待测电容的电容值会随使用者操作而发生变化。依此，可检测到使用者的操作(比如，使用者是否按压开关)，或是使用者在的触控面板或显示触控面板上的触控位置。然而，如何设计出可有效地检测待测电容的电容值测量电路，以提升性能这为业界不断致力的方向之一。

当在测量待测电容的电容值时，会测量在储存电容(其电容值为已知)上的电压。图1A与图1B显示储存电容电压的曲线图。不同的待测电容会对应到不同的电压曲线图。

如图1A所示，在时间t测量不同待测电容(Cx1，Cx2，Cx3)所对应的储存电容电压(V_det1，V_det2，V_det3)。根据这些电压值，可以估算待测电容的相对电容值(可以再从相对电容值推出待测电容的绝对电容值)。

如图1B所示，测量储存电容电压V_det上升至预定电压值V_ref需要的时间t1，t2，t3。同样地，根据这些时间值，可以估算待测电容的相对电容值。

但是当待测电容具有电阻效应时(可视为待测电容串联电阻)，上述的曲线图会有不同的变化。图1C与图1D显示当待测电容具有电阻效应时的储存电容电压的曲线图。在待测电容具有电阻效应，需要更长的测量时间才会测量令人满意的储存电容电压值；或是储存电容电压到达预定电压值V_ref所需要的时间较长。如此将使得电容测量的速度变慢。

因此，本发明提出电容值测量电路与方法，即使是待测电容具有电阻效应，其亦能缩短测量时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种电容值测量电路与方法，其亦能缩短测量时间。

根据本发明一方面提出一种电容值测量方法，用于测量一待测电容的一电容值。该方法包括：预充电一储存电容；对该待测电容与该储存电容进行一电荷转移；根据该储存电容的一电压与一参考电压间的关系，将该储存电容放电及充电；以及根据该储存电容的该电压，测量该待测电容的该电容值。

根据本发明的另一方面提出一种电容值测量电路，用于测量一待测电容的一电容值。该电容值测量电路包括：一储存电容；一开关电路，耦接至该储存电容、一参考电压与一电压源；一电压检测器，耦接至该储存电容，检测该储存电容的一电压；一开关控制器，耦接至该电压检测器与该开关电路，该开关控制器控制该开关电路；以及一可控制定电流源，耦接至该开关电路。在该开关控制器的控制下，通过该开关电路，该参考电压耦合至该参考电压以预充电该储存电容；该待测电容耦合至该储存电容与电压源，以在该待测电容与该储存电容之间进行电荷转移；根据该储存电容的该电压与该参考电压间的关系，该可控制定电流源将该储存电容放电；以及根据该储存电容的该电压与该参考电压间的关系，通过电荷转移，该待测电容对该储存电容充电。

附图说明

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下面将配合附图对本发明的较佳实施例作详细说明，其中：

图1A与图1B显示储存电容电压的曲线图。

图1C与图1D显示当待测电容具有电阻效应时的储存电容电压的曲线图。

图2显示根据本发明第一实施例的电容值测量电路的方块图。

图3显示控制信号S1～S4的波形图。

图4显示适用于本实施例的另一种控制信号的波形图。

图5显示适用于本实施例的另一种控制信号的波形图。

图6显示适用于本实施例的另一种控制信号的波形图。

图7显示根据本发明第二实施例的电容值测量电路的方块图。

图8A至图8D显示根据本发明第二实施例的模拟数字转换器的转换方式，其输出结果反应待测电容的电容值。

图9显示根据本发明第三实施例的电容值测量电路的方块图。