[发明专利]电容值测量电路与电容值测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电容值测量电路与电容值测量方法，且特别涉及一种以差动方式进行测量的电容值测量电路与电容值测量方法。

背景技术

传统上，多半以机械式开关来实现使用者控制接口。由于使用者需直接接触到传统机械开关，传统机械开关才可响应于使用者的控制指令而进行操作，传统机械式装置容易在使用者操作过程中发生损坏。目前，已开发出触控式开关。触控式开关例如是电容式开关等。

为了提升使用上的便利性，目前已研发出的触控面板(touch panel)或显示触控面板(同时具有显示与触控的功能)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种电子装置当中，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。触控面板或显示触控面板有多种，电容式触控面板，电容式显示触控面板均属其中。

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。故而，如果能检测待测电容的电容值与其变化，即可检测(感觉)使用者的操作。然而，如何设计出可有效地检测待测电容的电容值与其变化的电容值测量电路，以提升电容式触控面板、电容式显示触控面板、或电容式开关的性能仍为业界不断致力的方向之一。

然而，以现有的电容值测量电路而言，如果在输入电压源出现噪声，此噪声会耦合至电容值测量电路的内部，进而影响到电容值的测量结果。

发明内容

本发明涉及一种电容值测量电路与电容值测量方法，其以差动方式进行电容值测量，故而可以提高抗噪声能力。

根据本发明的一种实施方式，提出了一种电容值测量电路，其包括：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，该第一端耦接该操作放大器的该第一输入端，该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，该第一端耦接该操作放大器的该第二输入端，该第二端选择性耦接该第一参考电压或该第二参考电压；逼近单元，具有输入端与输出端，该输入端耦接该操作放大器的该输出端；转换单元，具有输入端与输出端，该输入端耦接该逼近单元的该输出端；以及耦合电容，具有第一端与第二端，该第一端耦接该操作放大器的该第一输入端或该第二输入端，该第二端耦接该转换单元的该输出端。

在一种实施方式中，本发明的电容值测量电路还包括：第一开关，具有第一端与第二端，该第一端耦接至该参考电容的该第二端，该第二端则耦接至该第一参考电压或该第二参考电压；第二开关，具有第一端与第二端，该第一端耦接至该待测电容的该第二端，该第二端则耦接至该第一参考电压或该第二参考电压；第三开关，具有第一端与第二端，该第一端耦接至该操作放大器的该第二输入端，该第二端则选择性耦接至该第二参考电压；第四开关，具有第一端与第二端，该第一端耦接至该操作放大器的该第一输入端，该第二端则选择性耦接至该第二参考电压；第一寄生电容，具有第一端与第二端，该第一端耦接该操作放大器的该第一输入端，该第二端耦接至该第二参考电压；第二寄生电容，具有第一端与第二端，该第一端耦接该操作放大器的该第二输入端，该第二端耦接至该第二参考电压；以及匹配耦合电容，具有第一端与第二端，该第一端耦接该操作放大器的该第一输入端或该第二输入端，该第二端耦接该第二参考电压。

在本发明的一种实施方式中，在电容值测量电路中，在初始状态下，该第一开关、该第二开关、该第三开关与该第四开关皆耦接至该第二参考电压。

在本发明的一种实施方式中，在电容值测量电路中，在开始测量时，该第一开关切换至该第一参考电压，该参考电容耦合第一电荷量至该操作放大器的该第一输入端；该第二开关切换至该第一参考电压，该待测电容耦合第二电荷量至该操作放大器的该第二输入端；以及该第三开关与该第四开关则断路于该第二参考电压。

在本发明的一种实施方式中，在电容值测量电路中，如果该待测电容与该参考电容的电容值不同，该操作放大器的该第一输入端的第一输入电压不同于该第二输入端的第二输入电压，该操作放大器比较并传送一输出电压给该逼近单元；根据该操作放大器的该输出电压，该逼近单元据而输出一数字输出信号至该转换单元；该转换单元将该逼近单元的该数字输出信号转换成模拟电压；经由该逼近单元的连续逼近，该逼近单元的该数字输出信号反应该待测电容与该参考电容间的电容差值，以得知该待测电容的电容值。