專利名稱：電容值測量電路及其測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電容值測量電路及其測量方法，且特別涉及一種利用轉(zhuǎn)換單元而 不需額外耦合電容的電容值測量電路及其測量方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，多半以機(jī)械式開關(guān)來實現(xiàn)使用者控制接口。但，傳統(tǒng)機(jī)械式裝置容易壞 損。目前，已發(fā)展出觸控式開關(guān)。觸控式開關(guān)例如是電容式開關(guān)等。為了提高使用上的便利性，目前已研發(fā)出的觸控面板(touchpanel)或顯示觸控 面板(同時具有顯示與觸控的功能)可接受使用者的輸入、點選等操作。觸控面板或顯示 觸控面板可應(yīng)用于各種電子裝置當(dāng)中，例如移動電話中。如此，可讓使用者直接在觸控面板 或顯示觸控面板上點選畫面來進(jìn)行操作，由此提供更為便捷且人性化的操作模式。觸控面 板或顯示觸控面板有數(shù)種，電容式觸控面板，電容式顯示觸控面板屬于其中。當(dāng)使用者操作電容式觸控面板、電容式顯示觸控面板、或電容式開關(guān)時，其內(nèi)部的 待測電容的電容值會隨使用者操作而發(fā)生變化。故而，如果能偵測待測電容的電容值與其 變化，即可偵測(感覺)使用者的操作。然而，如何設(shè)計出可有效地偵測待測電容的電容值 與其變化的電容值測量電路，以提高電容式觸控面板、電容式顯示觸控面板、或電容式開關(guān) 的性能乃為業(yè)界不斷致力的方向之一。然而，現(xiàn)有電容值測量電路除轉(zhuǎn)換單元外，還需要耦合電容(coupling capacitor)，導(dǎo)致電路面積不易縮小且電路成本不易縮減。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一實例涉及一種電容值測量電路與其方法，其不需要耦合電容，縮小了 電路面積及降低了電路成本。本發(fā)明的一實例提出一種電容值測量電路，包括參考電容，具有第一端與第二 端，該第一端選擇性連接至第一參考電壓或第二參考電壓；待測電容，具有第一端與第二 端，該第一端選擇性連接至該第一參考電壓或該第二參考電壓；操作放大器，具有第一輸入 端、第二輸入端與輸出端，該第一輸入端連接至該參考電容的該第二端與該待測電容的該 第二端，該第二輸入端連接至第三參考電壓；逼近單元，具有輸入端與輸出端，該輸入端連 接至該操作放大器的該輸出端；以及轉(zhuǎn)換單元，具有輸入端與輸出端，該輸入端連接至該逼 近單元的該輸出端，且該輸出端直接連接至該操作放大器的該第一輸入端。該參考電容與 該待測電容分別耦合第一電荷量與第二電荷量至該操作放大器的該第一輸入端，該第一電 荷量與該第二電荷量在該操作放大器的該第一輸入端形成輸入電壓，該轉(zhuǎn)換單元直接耦合 第三電荷量至該操作放大器的該第一輸入端或者該轉(zhuǎn)換單元對該操作放大器的該第一輸 入端充放電，直到該輸入電壓趨近于該第三參考電壓。根據(jù)本發(fā)明的電容值測量電路，其中，如果該待測電容與該參考電容的電容值不 同，則該操作放大器的該第一輸入端的該輸入電壓不同于該第三參考值，該操作放大器傳送一輸出電壓給該逼近單元；根據(jù)該操作放大器的該輸出電壓，該逼近單元輸出一數(shù)字輸 出信號至該轉(zhuǎn)換單元；該轉(zhuǎn)換單元根據(jù)該逼近單元的該數(shù)字輸出信號而耦合該第三電荷量 至該操作放大器的該第一輸入端，或者，該轉(zhuǎn)換單元根據(jù)該逼近單元的該數(shù)字輸出信號而 對該操作放大器的該第一輸入端充放電；以及該逼近單元進(jìn)行一連續(xù)逼近操作直到該輸入 電壓趨近于該第三參考電壓，該逼近單元的該數(shù)字輸出信號反應(yīng)該待測電容與該參考電容 間的一電容差值，以得知該待測電容的電容值。根據(jù)本發(fā)明的電容值測量電路，還包括第一開關(guān)，具有第一端與第二端，該第一 端連接至該參考電容的該第一端，該第二端則選擇性連接至該第一參考電壓或該第二參考 電壓；第二開關(guān)，具有第一端與第二端，該第一端連接至該待測電容的該第一端，該第二端 則選擇性連接至該第一參考電壓或該第二參考電壓；以及第三開關(guān)，具有第一端與第二端， 該第一端連接至該操作放大器的該第一輸入端，該第二端則選擇性連接至該第三參考電壓 或該操作放大器的該輸出端。根據(jù)本發(fā)明的電容值測量電路，其中，在一初始狀態(tài)下，該第一開關(guān)連接至該第二 參考電壓；該第二開關(guān)連接至該第一參考電壓；該第三開關(guān)連接該操作放大器的該第一輸 入端至該第三參考電壓或該操作放大器的該輸出端。根據(jù)本發(fā)明的電容值測量電路，其中，在開始測量時該第一開關(guān)由該第二參考電 壓切換至該第一參考電壓，以耦合該第一電荷量至該操作放大器的該第一輸入端；該第二 開關(guān)由該第一參考電壓切換至該第二參考電壓，以耦合該第二電荷量至該操作放大器的該 第一輸入端；以及該第三開關(guān)斷路。本發(fā)明的另一實例提出一種電容值測量方法，包括初始化一操作放大器；選擇 性切換一參考電容至第一參考電壓或第二參考電壓，以耦合第一電荷量至該操作放大器的 第一輸入端，其中該操作放大器的第二輸入端連接至第三參考電壓；選擇性切換一待測電 容至該第一參考電壓或該第二參考電壓，以耦合第二電荷量至該操作放大器的該第一輸入 端；比較該操作放大器的該第一輸入端的輸入電壓與該第三參考電壓；以及根據(jù)該比較結(jié) 果，用連續(xù)逼近方式以直接耦合第三電荷量至該操作放大器的該第一輸入端或者對該操作 放大器的該第一輸入端充放電，直到該輸入電壓趨近于該第三參考電壓，其中，一連續(xù)逼近 結(jié)果反應(yīng)該待測電容的該電容值。根據(jù)本發(fā)明的電容值測量方法，其中，如果該待測電容與該參考電容的電容值不 同，則該操作放大器的該第一輸入端的該輸入電壓不同于該第三參考值，該操作放大器比 較并傳送一輸出電壓；根據(jù)該操作放大器的該輸出電壓，輸出一數(shù)字輸出信號；根據(jù)該數(shù) 字輸出信號而耦合該第三電荷量至該操作放大器的該第一輸入端或?qū)υ摬僮鞣糯笃鞯脑?第一輸入端充放電；以及進(jìn)行一連續(xù)逼近操作，直到該輸入電壓趨近于該第三參考電壓， 該數(shù)字輸出信號反應(yīng)該待測電容與該參考電容間的一電容差值，以得知該待測電容的電容 值。根據(jù)本發(fā)明的電容值測量方法，在一初始狀態(tài)下，該方法還包括連接該參考電容 至該第二參考電壓，連接該待測電容至該第一參考電壓；以及連接該操作放大器的該第一 輸入端至該第三參考電壓或該操作放大器的一輸出端。根據(jù)本發(fā)明的電容值測量方法，其中，在開始測量時，該方法還包括切換該參考 電容至該第一參考電壓，以耦合該第一電荷量至該操作放大器的該第一輸入端；切換該待測電容至該第二參考電壓，以耦合該第二電荷量至該操作放大器的該第一輸入端；以及斷 路該操作放大器的該第一輸入端于該第三參考電壓或該操作放大器的該輸出端。為了讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉實施例，并結(jié)合所附附圖，作詳 細(xì)說明如下


圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例的電容值測量電路的電路示意圖。圖2 4分別顯示了根據(jù)本發(fā)明第二至第四實施例的電容值測量電路的電路示意 圖。
具體實施例方式請參考圖1，其顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電容值測量電路的電路示意圖。如 圖ι所示，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電容值測量電路100包括參考電容CR，待測電容CS， 操作放大器110，連續(xù)逼近暫存器(Successive Approximation Register，SAR) 120，數(shù)字模 擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 130，開關(guān)Si、開關(guān)S2與開關(guān)SC。此外，CP代表此電容值測量電路100的寄 生電容。暫存器140是選擇性元件，其可暫存由SAR 120所輸出的數(shù)字信號，亦可輸入?yún)?shù) 至 SAR 120。參考電容CR連接于開關(guān)Sl與操作放大器110的反相輸入端之間。參考電容CR 的電容值為已知。待測電容CS連接于開關(guān)S2與操作放大器110的反相輸入端之間。待測 電容CS的電容值為未知，且其電容值可能隨著使用者的操作(比如按壓)而變化。在本發(fā) 明其它實施例中，參考電容CR與待測電容CS則可連接至操作放大器110的非反相輸入端。操作放大器110的反相輸入端連接至參考電容CR與待測電容CS ；其非反相輸入 端連接至參考電壓VREF3 ；其輸出端則連接至SAR 120。SAR 120接收操作放大器110的模 擬輸出電壓，并據(jù)以輸出數(shù)字信號給DAC 130。DAC 130接收SAR 120所輸出的數(shù)字信號， 并據(jù)以耦合電荷量至操作放大器110的反相輸入端。開關(guān)Sl的一端連接至參考電容CR，其另一端則選擇性連接至參考電壓VREFl與 VREF2之一。原則上，參考電壓VREFl與VREF2的電壓值不同。開關(guān)S2的一端連接至待測 電容CS，其另一端則選擇性連接至參考電壓VREFl與VREF2之一。開關(guān)SC的一端連接至操 作放大器110的反相輸入端，其另一端則連接至操作放大器110的輸出端(但于本發(fā)明其 它實施例中，開關(guān)SC的另一端則連接至參考電壓VREF3)。參考電壓VREFl比如可為操作電 壓；參考電壓VREF2比如可為接地電壓。為求設(shè)計方便，參考電壓VREF3比如可為操作電壓 或接地電壓，但本實施例并不受限于此?，F(xiàn)說明本實施例的電容值測量電路100的操作原理。首先，在初始狀態(tài)下，開關(guān) Sl連接至參考電壓VREF2 ；開關(guān)S2則連接至參考電壓VREFl ；開關(guān)SC連接至第三參考電 壓VREF3或操作放大器110的輸出端，對該操作放大器的反相輸入端充電或放電至參考電 壓VREF3，此時的操作放大器可視為單增益放大器，其兩個輸入端電壓與輸出端電壓原則上 彼此相等。在下面，VX皆可同時代表節(jié)點與節(jié)點電壓。此操作可稱為對該操作放大器初始 化。詳細(xì)地說，對比較器的反相輸入端電壓及非反相輸入端電壓進(jìn)行初始化，使兩端電壓相 等。當(dāng)然，本實施例與其它實施例并不受限于此。此外，本發(fā)明的下面實施例與其它實施例也進(jìn)行初始化操作，使得操作放大器的兩輸入端電壓相等。接著，在開始測量時，開關(guān)Sl由參考電壓VREF2切換至參考電壓VREFl ；開關(guān)S2 則由參考電壓VREFl切換至參考電壓VREF2 ；而開關(guān)SC則斷路。由于開關(guān)Sl由參考電壓 VREF2切換至參考電壓VREFl，通過參考電容CR的耦合效應(yīng)，參考電容CR會耦合電荷量QR 至節(jié)點VX，其中，電荷量QR如下式(1)所示QR= (VREF1-VREF2) XCR(I)相似地，開關(guān)S2由參考電壓VREFl切換至參考電壓VREF2，通過待測電容CS的耦 合效應(yīng)，待測電容CS會耦合電荷量QS至節(jié)點VX，其中，電荷量QS如下式(2)所示QS= (VREF2-VREF1) XCS(2)如果待測電容CS與參考電容CR的電容值不同，則VX不等于VREF3。視為電壓比 較器的操作放大器Iio會比較節(jié)點電壓VX與VREF3，并將其電壓差值傳送給SAR 120。根據(jù) 操作放大器110的模擬輸出電壓，SAR 120會逼近/調(diào)整其數(shù)字輸出信號，并將調(diào)整后的數(shù) 字輸出信號送至DAC 130。之后，DAC 130會根據(jù)SAR 120的數(shù)字輸出信號而直接耦合電荷 量QC至操作放大器110的反相輸入端；或是DAC 130對電壓為VX的節(jié)點進(jìn)行充放電。特 別是，當(dāng)參考電容CR的電容值大于待測電容CS時且VREFl > VREF2，則VX > VREF3 ；反之 亦然。經(jīng)由SAR 120的連續(xù)逼近，最后將使得節(jié)點電壓VX接近于VREF3。如此，SAR 120 的輸出數(shù)字信號會反應(yīng)待測電容CS與參考電容CR間的差值，以推出得知待測電容CS的電容值。更甚者，在本發(fā)明其它實施例中，開關(guān)Sl與S2的操作方式可改為，在初始狀態(tài)下， 開關(guān)Sl連接至參考電壓VREF1，而開關(guān)S2連接至參考電壓VREF2。而在開始測量時，開關(guān) Sl由參考電壓VREFl切換至參考電壓VREF2，而開關(guān)S2由參考電壓VREF2切換至參考電壓 VREF1。也就是說，在初始狀態(tài)下，開關(guān)Sl與開關(guān)S2連接至不同電壓；在開始測量時，開關(guān) Sl與開關(guān)S2連接至不同電壓。在開始量測時，切換Sl及S2至不同電壓，以利用此切換來 耦合電荷量至節(jié)點VX。DAC 130有多種實施方式。下面將分別介紹之。圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電容值測量電路100A的電路示意圖。如圖2 所示，DAC 130A包括多個電容Cl CN與多個開關(guān)Bl BN。這些電容Cl CN的電容值 分別為2nC、... 2C、C，其中N為正整數(shù)。而這些開關(guān)Bl BN分別由控制信號bl bN所 控制，以使這些電容Cl CN連接至參考電壓VREFl或參考電壓VREF2。DAC 130A 比如為二位數(shù)組電荷重分配式(binary-arraycharge-redistributio η)DAC0由圖2可以推出DAC 130Α直接耦合至操作放大器的電荷量QC如下式(3)QC = VREFX (bl X 2NC+b2 X 2N_1C+. . . +bNXC) (3)其中，當(dāng)bi = l(i = 1 N)時，代表開關(guān)由參考電壓VREF2切換至參考電壓VREF 1 ；當(dāng)bi = -1時，代表開關(guān)由參考電壓VREF 1切換至參考電壓VREF2 ；當(dāng)bi = 0時，代表開 關(guān)的切換狀態(tài)不變。在連續(xù)逼近后，節(jié)點電壓VX會接近于0。此時的控制信號bN bl (由 SAR120所輸出)即可反應(yīng)待測電容CS與參考電容CR間的差值，以推出得知待測電容CS的 電容值。圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的電容值測量電路100B的電路示意圖。如圖3所示，DAC 130B包括多個電阻Rl RN與多個開關(guān)Bl BN。這些電阻Rl RN的電容值 分別為2R、4R. . . 2NR，其中N為正整數(shù)。而這些開關(guān)Bl BN分別由控制信號bl bN所控 制，以使這些電阻Rl RN連接至參考電壓VREFl或參考電壓VREF2。此外，在第三實施例 中，參考電壓VREF3可為參考電壓VREFl與VREF2的平均值(VREF3 = 0. 5 X (VREF1+VREF2)。DAC 130B 比如為二位權(quán)重電阻式(binary weightedresistor)DAC。也即，DAC 130B對電壓為VX的節(jié)點充放電，而使得節(jié)點電壓VX趨近于VREF3。特 別是在VREFl > VREF2,當(dāng)VX < VREF3 (也就是CR < CS)時，DAC 130B對電壓為VX的節(jié)點 充電，使節(jié)點電壓VX接近VREF3 ；反之，當(dāng)VX > VREF3 (也就是CR > CS)時，DAC130B對電 壓為VX的節(jié)點放電，使節(jié)點電壓VX接近VREF3。在連續(xù)逼近后，節(jié)點電壓VX會接近于VREF3。此時的控制信號bN bl (由SAR 120所輸出)即可反應(yīng)待測電容CS與參考電容CR間的差值，以推出得知待測電容CS的電容值。圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的電容值測量電路100C的電路示意圖。如圖 4所示，DAC 130C包括多個定電流對與多個開關(guān)Bl BN。這些定電流對包括吸收電流 I、I/2. . . 1/2^1的定電流源1_1、2_1、. . .，N_1與送出電流I、I/2. . . 1/2^1的定電流源1_2、 2_2、. . . N_2，其中N為正整數(shù)。這些開關(guān)Bl BN分別由控制信號bl bN所控制，以使 節(jié)點VX連接至參考電壓VREFl或參考電壓VREF2或浮接。當(dāng)開關(guān)將節(jié)點VX連接至定電 流源1_1、2_1、. . . N_1時，節(jié)點VX會被放電；反之，當(dāng)開關(guān)將節(jié)點VX連接至定電流源1_2、 2_2、. . . N_2時，節(jié)點VX會被充電。DAC 130C 比如為二位電流式(binary current)DAC。由圖 4 可以推出 DAC 130C 耦合至操作放大器110的電荷量QC如下式(5)QC = AtX (blXI+b2X (1/2)+. . . +bNX (1/2^1)} (4)其中，At代表單位時間。當(dāng)bi = 1時，代表開關(guān)連接至電流源1_2、2_2、. . . N_2 ； 當(dāng)bi = -1時，代表開關(guān)切換至電流源1_1、2_1、. . . N_1 ；當(dāng)bi = 0時，代表開關(guān)為浮接。亦即，DAC 130C通過對電壓為VX的節(jié)點的充放電操作而使得節(jié)點電壓VX趨近于 VREF3。特別是在 VREFl > VREF2,當(dāng) VX < VREF3 (也就是 CR < CS)時，DAC 130C 對電壓為 VX的節(jié)點充電，使節(jié)點電壓VX接近VREF3 ；反之，當(dāng)VX > VREF3 (也就是CR >⑶)時，DAC 130C對電壓為VX的節(jié)點放電，使節(jié)點電壓VX接近VREF3。連續(xù)逼近后，節(jié)點電壓VX接近于VREF3?？刂菩盘朾N bl (由SAR 120所輸出) 反應(yīng)待測電容CS與參考電容CR間的差值，以推出得知待測電容CS的電容值。綜上所述，本發(fā)明上述實施例的優(yōu)點至少在于，由于不需要額外的耦合電容，故能 縮小電路面積及降低電路成本。綜上所述，雖然本發(fā)明已以實施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所 屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，應(yīng)當(dāng)可以作出各 種更改與修飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以隨后所附的權(quán)利要求所限定的為準(zhǔn)。主要元件符號說明100、100A、100B、100C 電容值測量電路CR:參考電容CS:待測電容CP:寄生電容Si、S2、SC:開關(guān)
110:操作放大器130 數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器Cl CN 電容
120 連續(xù)逼近暫存器 140 暫存器 Bl BN 開關(guān)。
權(quán)利要求
1.一種電容值測量電路，包括參考電容，具有第一端與第二端，所述第一端選擇性連接至第一參考電壓或第二參考 電壓；待測電容，具有第一端與第二端，所述第一端選擇性連接至所述第一參考電壓或所述 第二參考電壓；操作放大器，具有第一輸入端、第二輸入端與輸出端，所述第一輸入端連接至所述參考 電容的所述第二端與所述待測電容的所述第二端，所述第二輸入端連接至第三參考電壓；逼近單元，具有輸入端與輸出端，所述輸入端連接至所述操作放大器的所述輸出端；以及轉(zhuǎn)換單元，具有輸入端與輸出端，所述輸入端連接至所述逼近單元的所述輸出端，且所 述輸出端直接連接至所述操作放大器的所述第一輸入端；其中，所述參考電容與所述待測電容分別耦合第一電荷量與第二電荷量至所述操作放 大器的所述第一輸入端，所述第一電荷量與所述第二電荷量在所述操作放大器的所述第一 輸入端形成輸入電壓，所述轉(zhuǎn)換單元直接耦合第三電荷量至所述操作放大器的所述第一輸 入端或所述轉(zhuǎn)換單元對所述操作放大器的所述第一輸入端充放電，直到所述操作放大器的 所述第一輸入端的所述輸入電壓趨近于所述第三參考電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容值測量電路，其中，如果所述待測電容與所述參考電容的電容值不同，則所述操作放大器的所述第一輸入 端的所述輸入電壓不同于所述第三參考值，所述操作放大器傳送一輸出電壓給所述逼近單 元；根據(jù)所述操作放大器的所述輸出電壓，所述逼近單元輸出一數(shù)字輸出信號至所述轉(zhuǎn)換 單元；所述轉(zhuǎn)換單元根據(jù)所述逼近單元的所述數(shù)字輸出信號而耦合所述第三電荷量至所述 操作放大器的所述第一輸入端，或者，所述轉(zhuǎn)換單元根據(jù)所述逼近單元的所述數(shù)字輸出信 號而對所述操作放大器的所述第一輸入端充放電；以及所述逼近單元進(jìn)行一連續(xù)逼近操作直到所述輸入電壓趨近于所述第三參考電壓，所述 逼近單元的所述數(shù)字輸出信號反應(yīng)所述待測電容與所述參考電容間的一電容差值，以得知 所述待測電容的電容值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容值測量電路，還包括第一開關(guān)，具有第一端與第二端，所述第一端連接至所述參考電容的所述第一端，所述 第二端則選擇性連接至所述第一參考電壓或所述第二參考電壓；第二開關(guān)，具有第一端與第二端，所述第一端連接至所述待測電容的所述第一端，所述 第二端則選擇性連接至所述第一參考電壓或所述第二參考電壓；以及第三開關(guān)，具有第一端與第二端，所述第一端連接至所述操作放大器的所述第一輸入 端，所述第二端則選擇性連接至所述第三參考電壓或所述操作放大器的所述輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容值測量電路，其中，在一初始狀態(tài)下，所述第一開關(guān)連接至所述第二參考電壓；所述第二開關(guān)連接至所述第一參考電壓；所述第三開關(guān)連接所述操作放大器的所述第一輸入端至所述第三參考電壓或所述操作放大器的所述輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電容值測量電路，其中，在開始測量時所述第一開關(guān)由所述第二參考電壓切換至所述第一參考電壓，以耦合所述第一電荷量 至所述操作放大器的所述第一輸入端；所述第二開關(guān)由所述第一參考電壓切換至所述第二參考電壓，以耦合所述第二電荷量 至所述操作放大器的所述第一輸入端；以及 所述第三開關(guān)斷路。
6.一種電容值測量方法，包括 初始化一操作放大器；選擇性切換一參考電容至第一參考電壓或第二參考電壓，以耦合第一電荷量至所述操 作放大器的第一輸入端，其中所述操作放大器的第二輸入端連接至第三參考電壓；選擇性切換一待測電容至所述第一參考電壓或所述第二參考電壓，以耦合第二電荷量 至所述操作放大器的所述第一輸入端；比較所述操作放大器的所述第一輸入端的輸入電壓與所述第三參考電壓；以及 根據(jù)所述比較結(jié)果，用連續(xù)逼近方式以直接耦合第三電荷量至所述操作放大器的所述 第一輸入端或者對所述操作放大器的所述第一輸入端充放電，直到所述輸入電壓趨近于所 述第三參考電壓，其中，一連續(xù)逼近結(jié)果反應(yīng)所述待測電容的所述電容值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容值測量方法，其中，如果所述待測電容與所述參考電容的電容值不同，則所述操作放大器的所述第一輸入 端的所述輸入電壓不同于所述第三參考值，所述操作放大器比較并傳送一輸出電壓； 根據(jù)所述操作放大器的所述輸出電壓，輸出一數(shù)字輸出信號； 根據(jù)所述數(shù)字輸出信號而耦合所述第三電荷量至所述操作放大器的所述第一輸入端 或?qū)λ霾僮鞣糯笃鞯乃龅谝惠斎攵顺浞烹?；以及進(jìn)行一連續(xù)逼近操作，直到所述輸入電壓趨近于所述第三參考電壓，所述數(shù)字輸出信 號反應(yīng)所述待測電容與所述參考電容間的一電容差值，以得知所述待測電容的電容值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容值測量方法，在一初始狀態(tài)下，所述方法還包括 連接所述參考電容至所述第二參考電壓，連接所述待測電容至所述第一參考電壓；以及連接所述操作放大器的所述第一輸入端至所述第三參考電壓或所述操作放大器的一 輸出端。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容值測量方法，其中，在開始測量時，所述方法還包括切換所述參考電容至所述第一參考電壓，以耦合所述第一電荷量至所述操作放大器的 所述第一輸入端；切換所述待測電容至所述第二參考電壓，以耦合所述第二電荷量至所述操作放大器的 所述第一輸入端；以及斷路所述操作放大器的所述第一輸入端于所述第三參考電壓或所述操作放大器的所 述輸出端。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電容值測量電路及其測量方法。該電容值測量電路包括參考電容，具有第一端與第二端，該第一端選擇性連接至第一參考電壓或第二參考電壓；待測電容，具有第一端與第二端，該第一端選擇性連接至該第一參考電壓或該第二參考電壓；操作放大器，具有第一輸入端、第二輸入端與輸出端，該第一輸入端連接至該參考電容的該第二端與該待測電容的該第二端，該第二輸入端連接至第三參考電壓；逼近單元，具有輸入端與輸出端，該輸入端連接至該操作放大器的該輸出端；以及轉(zhuǎn)換單元，具有輸入端與輸出端，該輸入端連接至該逼近單元的該輸出端，且該輸出端直接連接至該操作放大器的該第一輸入端。
文檔編號G01R27/26GK102087318SQ200910211949
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者光宇, 周世宗, 饒永年 申請人:瑞鼎科技股份有限公司