[发明专利]用于多个电极的采样电路和采样方法

说明书

本发明涉及一种用于多个电极的采样电路和采样方法。一种用于多个电极的采样电路，该电路包括多个电荷放大器和多个调制器，其中，分别地包括在所述多个电荷放大器和所述多个调制器中的每个电荷放大器和每个调制器对应于所述多个电极中的电极，其中，每个调制器能够生成对应于所述多个电极的每个被采样电极的残余信号和粗代码，复用器，能够接收由所述多个调制器生成的多个残余信号，残余模数转换器，能够从所述复用器接收已复用残余信号并输出数字化已复用残余信号，以及数字加法电路，能够接收所述数字化已复用残余信号和多个粗代码，包括对应于每个采样电极的每个粗代码，并输出多个输出代码。

技术领域

本发明涉及用于多个电极的采样电路以及用于执行多个电极的采样的相应方法。更具体地，本发明涉及用于测量通常被用于接近检测的接地电容器的技术。

背景技术

在本领域中各种技术可用于测量接地电容器，而所述电容器被用于接近检测。

结合图1来在此描述一个已知技术。图1图示在触敏面板和接近检测器中采用的用于测量接地电容器Cin的已知技术。该技术由改变电容性电极的电压和检测跨Cin的相应电荷变化组成。这是通过在反馈中用电容器Cfb将电容性电极连接到电荷放大器的负输入端（虚拟接地）来实现的。通过在放大器的正输入端上施加很好地定义的电压变化来实现输入电容器上的电压变化，因为负输入端将通过反馈来追踪正输入端。由于跨电容器Cin的电流只可朝着Cfb流动（放大器具有高阻抗输入），所以可通过测量跨反馈电容器Cfb的电压变化来测量跨Cin电荷变化（和因此的Cin的值本身）。此电压变化可以在模拟域中直接地测量、处理或转换到数字域中。除已提到的元件之外，图1中所示的电路也包括读出电路120、要检测的输入电容器20以及可变电压源80。在本文中，还可将可变电压源80识别为激励电压源80或者变化电压源80，其中列举的术语具有相同的意义。

这种技术的缺点是其对可能连接在电极输入节点与接地之间的任何寄生电容器Cpar且特别是对与输入焊盘有关的寄生电容器、输入放大器的保护和寄生电容器或者到源电压的寄生电容器的极度敏感。事实上，这些寄生电容器可能未与要测量的电容器区别开并因此影响测量结果。

专利FR 2 756 048描述了用于测量通常被用于接近检测的接地电容器的技术。这些技术的优点在于其精确性且在于其对寄生电容器相当不敏感。这是通过相对于接地不仅改变电容性电极的电压而且改变测量电路的所有电压而实现的。所有电压以与电容性电极的电压相同的方式改变，使得跨寄生电容器的电压不改变。为此，将所有输入电路或电荷放大器称为局部参考电位，也称为局部接地（通常是测量电路的基底），由某个激励电路来促使其相对于全局接地而改变，所述某个激励电路诸如产生变化电压Vin的电压源。结合附图2来举例说明这种技术。如从图中可看到的，局部接地（浮置电压VF）因此相对于全局（外部）接地被浮置。由以局部接地为参考的浮置正和负源对读出电路进行供应。从测量电路视点出发，“只有”外部接地电压在改变，所有内部电路都以浮置电压为参考。因此，该测量对寄生的内部电容器不敏感。除在上文并结合图1提到的元件之外，图2中所示的电路还包括浮置域170和浮置源和接地175。

如已指出的，上文结合图1和2所述的电路的目的是通过使所有电路以内部接地或浮置接地（VF）为参考，抑制测量电路对电容性电极（对应于放大器的虚拟接地的节点）与外部接地之间的所有寄生电容器的灵敏度。

要测量的电容器Cin可远离测量电路，因此将Cin连接到测量电路的导线与全局（外部）接地之间的任何寄生电容器将被添加到被测量电容器。为了避免此错误，可通过使用保护电极使将Cin连接到测量电路的导线从外部接地解耦。然后必须将此保护电极连接到内部或浮置接地VF或相对于VF在恒定电压下偏置的节点，使得电容性电极与保护之间的电容器仍在恒定电压下被偏置，并且不影响测量结果。因此，测量电路可具有被连接到内部接地VF或者相对于该内部接地VF在恒定电压下偏置的保护输出端，并且应将电容器与测量电路之间的导线的保护连接到测量电路的此输出端，如图3中所示。除在上文并结合图1和2已经提到的元件之外，图3中所示的电路还包括保护30，并且用数字85来指示浮置电压VF。