[实用新型]一种低功耗宽范围电容检测电路

说明书

本实用新型公开了一种低功耗宽范围电容检测电路，它涉及电容检测技术领域。本实用新型在待机状态时，电容上电压维持不变，同时振荡器处于关闭状态，以减小待机功耗，当检测到电容产生变化时，电容电压产生变化，从而启动振荡器工作，对电容进行检测，检测结束后将检测结果进行更新，同时关断振荡器电路，并且将电容电压充电或放电至某一基准电压值，如果电容不产生变化，就处于待机状态，待机状态的电容检测使用模拟检测方法，而电容变化之后采用数字检测方法，从而实现宽范围和低功耗的性能要求。

技术领域

本实用新型涉及的是电容检测技术领域，具体涉及一种低功耗宽范围电容检测电路。

背景技术

电容检测技术应用领域非常广泛，电容触摸技术广泛应用于各种生活电器中，气流检测技术也可以通过检测电容的变化来获得气流的大小，例如电子烟等。随着电容检测技术应用的越来越普及，现在对电容检测性能的要求也越来越高，比如要求更宽的检测范围，更低的待机功耗，更精确的检测精度等。电容检测方法一般有模拟方法和数字方法两种，模拟检测方法精度较低、范围较窄，但是功耗较低，而数字检测方法正好相反。

由于大多数电容检测都会应用到数字电路中，这样更方面进行数据的运算和处理，因此将电容量转化为数字量是非常常见的需求。如图1所示，目前电容检测较为常见的方法是首先将电容量转化为频率量，再与内部基准频率进行对比，然后将外部电容量转化为数字信号，该数字信号就可以用于其它运算和处理。这种电容检测方法的优点是检测范围比较宽，精度比较高，然而缺点是待机功耗较大，因为振荡器和数字电路需要不停的工作，这就会造成电池待机时间较短和能量浪费的问题，另外电池的频繁充电也会影响其工作寿命。

综上所述，本实用新型设计了一种低功耗宽范围电容检测电路。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种低功耗宽范围电容检测电路，电路结构设计合理，电容检测范围较宽，待机功耗较低，使用效果好。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种低功耗宽范围电容检测电路，包括待检测电容、第一振荡器、第二振荡器、定时电路、频率检测电路H、充电电路、电压变化检测电路、逻辑电路、第一开关和第二开关，待检测电容的一端连接地信号端，另一端连接电压变化检测电路的输入端、第一开关的第一输入端和第二开关的第一输入端，充电电路的输出端连接第一开关的第二输入端，第二开关的第二输入端连接第二振荡器的第一输入端，电压变化检测电路的输出端连接逻辑电路的第一输入端，第一振荡器的输入端连接逻辑电路的第一输出端，第一振荡器的输出端连接定时电路的第一输入端，定时电路的第二输入端连接逻辑电路的第二输出端，定时电路的第一输出端和第二输出端分别连接逻辑电路的第二输入端和第三输入端，第二振荡器的第二输入端连接逻辑电路的第三输出端，第二振荡器的输出端连接频率检测电路的第一输入端，频率检测电路的第二输入端连接逻辑电路的第四输出端，逻辑电路的第五输出端和第六输出端分别作为第一开关和第二开关的控制输入端，频率检测电路的输出端作为电容检测数据的输出端。

作为优选，所述的充电电路，可以是恒压输出，即将电容上电压充电到某一恒定电压；也可以是恒电荷量充电，即将电容上电荷量充电到某个固定值。

作为优选，所述的电压变化检测电路，如果电容上的电压产生微小变化，其输出就会产生变化。

作为优选，所述的第一振荡器的输入端为控制信号端，对其进行关断或开启操作。

作为优选，所述的第二振荡器的第一输入端是振荡器电容输入端，第二输入端是控制信号端，对第二振荡器进行关断或开启操作。

作为优选，所述的定时电路的第一输入端是第一振荡器的输出信号端，第二输入端是控制信号端，对其进行关断或开启操作。

作为优选，所述的频率检测电路的第一输入是第一振荡器输出信号，第二输入端是控制信号端，对其进行关断或开启操作，可以将不同频率的振荡器信号转换为数字信号。