本申请公开一种电容传感装置和寄生电容补偿方法、电子设备，所述电容传感装置包括：电容检测电路，用于连接至传感电容，产生与传感电容的电容变化值相对应的传感信号；所述电容检测电路包括补偿模块，用于提供寄生补偿电容，以消除传感电容的寄生电容对传感信号的影响；所述补偿模块包括具有不同电容补偿精度的至少两个补偿单元，所述寄生补偿电容值为各个补偿单元提供的补偿电容值之和。上述电容传感装置的寄生电容补偿精度要求较高。装置的寄生电容补偿精度要求较高。装置的寄生电容补偿精度要求较高。
【技术实现步骤摘要】
电容传感装置和寄生电容补偿方法、电子设备
[0001]本申请涉及传感
，具体涉及一种电容传感装置和寄生电容补偿方法、电子设备。
技术介绍
[0002]电容式传感器是将被测物理量或机械量转换成为电容量变化的一种转换装置，电容式传感器由于结构简单、性能稳定、灵敏度高等优点被广泛应用到工业及消费类电子产品领域，如：压力、位移、加速度、厚度、液位等测量。
[0003]通过电容检测电路，可把传感器电容的变化量转换为电信号输出。测知电信号的大小，可判断被测量的大小。这就是电容式传感器的基本工作原理。电容传感器的电容(Cx)包括两个部分，寄生电容(Cp)和可变电容(ΔC)，其中寄生电容Cp为一固定电容值，当手指接近传感器时，会导致电容传感器的可变电容ΔC发生变化。
[0004]对于自电容结构的电容传感器，自电容只有一个极板，极板与地之间形成固有的寄生电容Cp，当手指接近传感器时，手指与传感器极板之间形成一个可变电容ΔC。由于人体电容相对较大，其电位相当于地，因此ΔC与手指和极板间距离相关。通过检测ΔC的大小，就可以判断手指是否接近或者计算手指的距离。对于互电容结构的电容传感器，互电容包括两个极板，两个极板之间形成一个固有的寄生电容CP。由于人体电容相对较大，其电位相当于地，当手指接近传感器时，两个极板间的电场线被手阻断，所以传感电容的两个极板间的电容减小，其电容值变成：C
X
＝C
P-ΔC。通过测量Cx的变化，就可判断手指是否触摸及触摸的位置。
[0005]在实际应用中，寄生电容Cp的值可能远大于可变电容ΔC，而真正对于传感有效的电容是可变电容ΔC的值。如果寄生电容Cp过大，容易导致电容检测电路饱和，而无法检测出ΔC的变化。因此，需要对传感器固有的寄生电容进行补偿，补偿后的寄生电容Cp
’
为：CP
’
＝Cp-Cb，Cb为补偿电容值。
[0006]无论是采用哪种电容结构进行检测，寄生电容补偿的目的就是找到合适的补偿电容值Cb，使得Cp
’
等于或尽可能接近0，使得在可变电容ΔC＝0时，传感装置的输出信号在零附近，从而当有物体接近时，可变电容ΔC发生的变化能够有效反映在输出信号的变化上。
[0007]现有技术中进行寄生电容补偿，通常在电容检测电路所在芯片内部的寄生电容补偿模块进行寄生电容补偿，所述寄生电容补偿模块通常包括电容型DAC，电容型DAC包括电容阵列，通过调整所述DAC电容阵列的电容值，调整补偿电容值。
[0008]现有技术的寄生电容补偿方法的电容补偿精度还有待进一步的提高。
技术实现思路
[0009]鉴于此，本申请提供一种电容传感装置和寄生电容补偿方法、电子设备，以解决现有的电容补偿精度较低的问题。
[0010]本申请提供的一种电容传感装置，包括：电容检测电路，用于连接至传感电容，产
生与传感电容的电容变化值相对应的传感信号；所述电容检测电路包括补偿模块，用于提供寄生补偿电容，以消除所述传感电容的寄生电容对传感信号的影响；所述补偿模块包括具有不同电容补偿精度的至少两个补偿单元，所述寄生补偿电容值为各个补偿单元提供的补偿电容值之和。
[0011]可选的，所述补偿模块还包括：控制单元，用于根据所述电容检测电路在所述传感电容未产生电容变化时产生的传感信号，控制各补偿单元提供的补偿电容值。
[0012]可选的，所述补偿单元包括电容型DAC，所述电容型DAC包括由多个电容组成的电容阵列，每个电容的下极板均接地，上极板分别通过各自对应的开关连接至公共端。
[0013]可选的，每个电容包括若干并联的单位电容，不同的补偿单元的单位电容值不同，电容补偿精度越大补偿单元内的单位电容值越大。
[0014]可选的，所述补偿单元包括电容型DAC、电流型DAC或电阻阵列中的至少一种。
[0015]可选的，所述电容检测电路还包括：电容转数字模块，用于根据电感电容以及补偿模块的电信号，输出与传感电容变化量对应的数字传感信；所述电容转数字模块包括：电容转模拟单元和模数转换单元；所述电容转模拟单元用于获取传感电容的电信号以及补偿模块输出的电信号，并输出与传感电容变化量对应的模拟传感信号；所述模数转换单元连接至所述电容转模拟单元，用于对所述模拟传感信号进行模数转换，并输出数字传感信号。
[0016]可选的，所述电容转模拟单元包括：补偿处理单元、检测单元和模拟输出单元；所述补偿处理单元用于获取所述补偿模块输出的电信号，并根据所述电信号输出相应的模拟补偿信号；所述检测单元用于获取所述传感电容的电信号，并输出相应的模拟检测信号；所述模拟输出单元用于根据所述模拟补偿信号和所述模拟检测信号，输出对所述模拟检测信号进行补偿后的模拟传感信号。
[0017]可选的，还包括传感电容，所述传感电容包括自电容结构和互电容结构中的至少一种。
[0018]本申请的技术方案还提供一种电容传感装置的寄生电容补偿方法，包括：在传感电容未产生电容变化时，获取所述电容检测电路输出的传感信号；根据所述传感信号，按照电容补偿精度从大到小，在若干可配置的电容值范围内依次调整各个补偿单元的补偿电容值，使得所述电容检测电路输出的传感信号等于零或最接近于零。
[0019]可选的，调整所述补偿单元的补偿电容值的方法包括：设置所述补偿单元的初始补偿电容值为0；若所述传感信号大于0，则在若干可配置的电容值范围内逐步增大所述补偿电容的值，直至所述传感信号等于零或最接近于零。
[0020]本申请的技术方案还提供一种电子设备，包括：如上述任一项所述的电容传感装置。
[0021]本申请的上述电容传感装置的补偿模块包括至少两个不同电容补偿精度的补偿单元，通过具有较大电容补偿精度的补偿单元提供粗调补偿，再通过具有较小电容补偿精度的补偿单元进行细调补偿，以达到补偿精度要求。与完全采用较小电容补偿精度的补偿单元相比，降低部分补偿单元的电容补偿精度要求，可以降低对补偿单元内部电路设计的难度。且电容补偿精度较小的补偿单元所需要提供的补偿范围较小，也能够降低对设计难度，从而在整体上满足电容补偿精度要求的前提下，降低了设计难度。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本申请一实施例的电容型DAC的结构示意图；
[0024]图2是本申请一实施例的电容传感装置的结构示意图；
[0025]图3a是本申请一实施例的电容传感装置的第一补偿单元的结构示意图；
[0026]图3b是本申请一实施例的电容传感装置的第一补偿单元的结构示意图；
[0027]图4是本申请一实施例的电容传感装置的结构示意图；
[0028]图5是本申请一实施例的电容传感装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电容传感装置，其特征在于，包括：电容检测电路，用于连接至传感电容，产生与传感电容的电容变化值相对应的传感信号；所述电容检测电路包括补偿模块，用于提供寄生补偿电容，以消除所述传感电容的寄生电容对传感信号的影响；所述补偿模块包括具有不同电容补偿精度的至少两个补偿单元，所述寄生补偿电容值为各个补偿单元提供的补偿电容值之和。2.根据权利要求1所述的电容传感装置，其特征在于，所述补偿模块还包括：控制单元，用于根据所述电容检测电路在所述传感电容未产生电容变化时产生的传感信号，控制各补偿单元提供的补偿电容值。3.根据权利要求1所述的电容传感装置，其特征在于，所述补偿单元包括电容型DAC，所述电容型DAC包括由多个电容组成的电容阵列，每个电容的下极板均接地，上极板分别通过各自对应的开关连接至公共端。4.根据权利要求3所述的电容传感装置，其特征在于，每个电容包括若干并联的单位电容，不同的补偿单元的单位电容值不同，电容补偿精度越大，补偿单元内的单位电容值越大。5.根据权利要求1所述的电容传感装置，其特征在于，所述补偿单元包括电容型DAC、电流型DAC或电阻阵列中的至少一种。6.根据权利要求1所述的电容传感装置，其特征在于，所述电容检测电路还包括：电容转数字模块，用于根据电感电容以及补偿模块的电信号，输出与传感电容变化量对应的数字传感信；所述电容转数字模块包括：电容转模拟单元和模数转换单元；所述电容转模拟单元用于获取传感电容的电信号以及补偿模块输出的电信号，并输出与传感电容变化量...
【专利技术属性】
技术研发人员：程涛，张忠，谢伟军，吴文杰，
申请(专利权)人：上海艾为电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。