[发明专利]电容值测量电路与电容值测量方法

权利要求书

1.一种电容值测量电路，包括：

操作放大器，具有第一输入端、第二输入端与输出端；

参考电容，具有第一端与第二端，所述第一端耦接所述操作放大器的所述第一输入端，所述第二端选择性耦接第一参考电压或第二参考电压；

待测电容，具有第一端与第二端，所述第一端耦接所述操作放大器的第二输入端，所述第二端选择性耦接所述第一参考电压或所述第二参考电压；

逼近单元，具有输入端与输出端，所述输入端耦接所述操作放大器的输出端；

转换单元，具有输入端与输出端，所述输入端耦接所述逼近单元的输出端；以及

耦合电容，具有第一端与第二端，所述第一端耦接所述操作放大器的第一输入端或第二输入端，所述第二端耦接所述转换单元的输出端。

2.根据权利要求1所述的电容值测量电路，还包括：

第一开关，具有第一端与第二端，所述第一端耦接至所述参考电容的第二端，所述第二端则耦接至所述第一参考电压或所述第二参考电压；

第二开关，具有第一端与第二端，所述第一端耦接至所述待测电容的第二端，所述第二端则耦接至所述第一参考电压或所述第二参考电压；

第三开关，具有第一端与第二端，所述第一端耦接至所述操作放大器的第二输入端，所述第二端则选择性耦接至所述第二参考电压；

第四开关，具有第一端与第二端，所述第一端耦接至所述操作放大器的第一输入端，所述第二端则选择性耦接至所述第二参考电压；

第一寄生电容，具有第一端与第二端，所述第一端耦接所述操作放大器的第一输入端，所述第二端耦接至所述第二参考电压；

第二寄生电容，具有第一端与第二端，所述第一端耦接所述操作放大器的第二输入端，所述第二端耦接至所述第二参考电压；以及

匹配耦合电容，具有第一端与第二端，所述第一端耦接所述操作放大器的第一输入端或第二输入端，所述第二端耦接所述第二参考电压。

3.根据权利要求2所述的电容值测量电路，其中：

在初始状态下，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关与所述第四开关皆耦接至所述第二参考电压。

4.根据权利要求3所述的电容值测量电路，其中，在开始测量时，

所述第一开关切换至所述第一参考电压，所述参考电容耦合第一电荷量至所述操作放大器的第一输入端；

所述第二开关切换至所述第一参考电压，所述待测电容耦合第二电荷量至所述操作放大器的第二输入端；以及

所述第三开关与所述第四开关则断路于所述第二参考电压。

5.根据权利要求4所述的电容值测量电路，其中，

如果所述待测电容与所述参考电容的电容值不同，所述操作放大器的第一输入端的第一输入电压不同于所述第二输入端的第二输入电压，所述操作放大器比较并传送一输出电压给所述逼近单元；

根据所述操作放大器的所述输出电压，所述逼近单元据而输出一数字输出信号至所述转换单元；

所述转换单元将所述逼近单元的所述数字输出信号转换成模拟电压；

经由所述逼近单元的连续逼近，所述逼近单元的所述数字输出信号反应所述待测电容与所述参考电容间的电容差值，以得知所述待测电容的电容值。

6.一种电容值测量方法，用于测量待测电容的电容值，所述方法包括：

通过参考电容，耦合第一电荷量至比较器的第一输入端，以在所述比较器的第一输入端形成第一输入电压；

通过所述待测电容，耦合第二电荷量至所述比较器的第二输入端，以在所述比较器的第二输入端形成第二输入电压；

差动式比较所述第一输入电压与所述第二输入电压；以及

根据所述比较结果，连续逼近一模拟电压，所述模拟电压通过耦合电容而耦合第三电荷量至所述比较器的第一输入端或第二输入端，使得所述第一输入电压接近于所述第二输入电压，其中，连续逼近结果反映所述待测电容的所述电容值。

7.根据权利要求6所述的电容值测量方法，还包括：

放电所述参考电容与所述待测电容。

8.根据权利要求6所述的电容值测量方法，还包括：

利用匹配耦合电容以达到负载匹配。