【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电容触摸检测，也适用于电容式压力传感器等领域，具体涉及一种电容触摸检测电路及方法。
技术介绍
1、在电容触摸检测领域，电容检测是实现触摸检测的关键。当有导体例如手指或手腕，靠近或接触检测电极时，检测电极对应的电容会发生变化，通过检测该电容的变化量，就可以获取导体靠近或触摸检测电极的信息，从而判断用户的操作。
2、现有技术中，自电容检测电路工作时一个检测周期内分多个时段进行，在前一时段通过采用抵消电容先对待测电容进行抵消，在后一时段再对电容进行检测；或根据之前记录的电容值与当前电容值对比得到电容变化值，并且在电路将电容值转化成电压（或电流）后，需要额外的高精度adc将其转换成数字信号。
3、上述分时段进行检测的方式中，干扰在两个时段存在相位差，无法被清除，容易导致电容检测不准确，影响电容检测电路的综合性能；与记录值进行比较的方式中，记录初始电容值时和检测当前电容值时的温度、电源，以及干扰等并不一致，会导致电容检测不准确，影响电路的综合性能，额外的高精度adc，也增加了系统的开销。
4、另一方面，传统的电容触摸检测、电容式压力检测等应用中，往往并不关心电容的绝对值，关心的是触摸/按压前后的电容变化值，而触摸/按压前后的电容变化值与电容绝对值差异很大，因此往往需要很高的adc精度，或者会牺牲电容变化值精度。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的电容触摸检测电路及方法解决了现有的分时段检测方法存在的电容检测不准确，进
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种电容检测电路，包括测量电容支路、标准电容crst、运算放大器opa和比较器cmp；
3、所述测量电容支路包括测量电容，所述测量电容的一端接地，所述测量电容的另一端分别与第一充放电开关的一端、第二充放电开关的一端以及电荷转移开关一端连接，所述第一充放电开关的另一端与第一参考电平vref1连接，所述第二充放电开关的另一端与第二参考电平vref2连接，所述电荷转移开关的另一端与运算放大器opa的反相输入端连接；
4、所述标准电容crst的一端接地，所述标准电容crst的另一端分别与开关k9的一端和开关k8的一端连接，所述开关k9的另一端与运算放大器opa的反相输入端连接，所述开关k8的另一端与单刀双掷开关k7的固定端连接，所述单刀双掷开关k7的两个活动端分别与第一参考电平vref1和第二参考电平vref2连接；
5、所述运算放大器opa的同相输入端输入参考电压vcm，所述运算放大器opa的反相输入端输入电压v_，并分别与开关k0的一端、开关k11的一端和开关k22的一端连接，所述运算放大器opa的输出端分别与开关k0的另一端、开关k12的一端以及开关k21的一端连接，所述开关k11的另一端和开关k12的另一端均与积分电容cf的一端连接，所述开关k22的另一端以及开关k21的另一端均与积分电容cf的另一端连接；
6、所述运算放大器opa的输出端输出电压vout，并与比较器cmp的同相输入端连接，所述比较器cmp的反相输入端输入参考电压vcm，所述比较器cmp输出端输出dout。
7、进一步地，当检测电容的绝对电容值时，所述测量电容支路中的测量电容为待测电容cp；
8、所述待测电容cp的一端接地，所述待测电容cp的另一端分别与第一充放电开关k1的一端、第二充放电开关k2的一端和电荷转移开关k3的一端连接，所述第一充放电开关k1的另一端与第一参考电平vref1连接，所述第二充放电开关k2的另一端与第二参考电平vref2连接，所述电荷转移开关k3的另一端与运算放大器opa的反相输入端连接。
9、进一步地，当检测电容的相对电容值时，所述测量电容支路中的测量电容包括待测电容cp和参考电容cn；
10、所述待测电容cp的一端接地，所述待测电容cp的另一端分别与第一充放电开关k1的一端、第二充放电开关k2的一端和电荷转移开关k3的一端连接，所述第一充放电开关k1的另一端与第一参考电平vref1连接，所述第二充放电开关k2的另一端与第二参考电平vref2连接，所述电荷转移开关k3的另一端与运算放大器opa的反相输入端连接；
11、所述参考电容cn的一端接地，所述参考电容cn的另一端分别与第一充放电开关k4的一端、第二充放电开关k5的一端和电荷转移开关k6的一端连接，所述第一充放电开关k4的另一端与第一参考电平vref1连接，所述第二充放电开关k5的另一端与第二参考电平vref2连接，所述电荷转移开关k6的另一端与运算放大器opa的反相输入端连接。
12、本专利技术的有益效果为：
13、（1）在本专利技术中的电容检测电路中，对于相对电容值的检测，在同一周期内对待测电容cp和参考电容cn的差值进行转换，而不受待测电容cp和参考电容cn的绝对值影响，对电路中的运算放大器opa的要求较低；与传统电容检测电路相比，不用分别对待测电容cp和参考电容cn进行转换，显著缩短了转换时间。
14、（2）在本专利技术中的电容检测电路中，将adc与积分器进行融合，在上述电路结构中直接输出转换后的数字值。
15、（3）在本专利技术的电容检测电路中，通过增加待测电容cp和参考电容cn的通道开关可允许充电至不同的电平，对于积分电容cf也引入了切换开关可以对积分电容cf暂存的残差电压进行翻转，适应斩波时的电容翻转，从而消除运算放大器的零漂以及干扰等影响。
16、一种电容检测方法，包括以下步骤：
17、s1、将积分电容cf的电荷清零，完成电路初始化；
18、s2、在时钟周期的第一电平期间，对测量电容充电至对应的参考电平；同时根据上一时钟周期比较器cmp的输出dout的电平状态，将标准电容crst充电至第一参考电平vref1或第二参考电平vref2；
19、s3、在时钟周期的第二电平期间，将充放电开关和开关k8断开，再闭合电荷转移开关及开关k9，在测量电容、标准电容crst和积分电容cf之间完成电荷转移，得到运算放大器opa的输出电压vout；
20、其中，第一电平和第二电平对应的时钟电平相反；
21、s4、基于运算放大器opa的输出电压vout，得到当前时钟周期下比较器cmp的输出dout，并根据其控制单刀双掷开关k7的充电电平；
22、s5、基于步骤s2~s4，重复测量电容充电和电荷转移过程，并在每个时钟周期内对比较器cmp的输出dout进行累加，经过设定时钟周期后，得到测量电容对应的计数值；
23、s6、根据测量电容对应的计数值，计算得到检测电容的电容值。
24、进一步地，当检测电容的绝对电容值时：
25、所述步骤s1中，断开的电荷转移开关为电荷转移开关k3；
26、所述步骤s2中，对待测电容cp充电至第一参考电平vref1；
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1.一种电容检测电路，其特征在于，包括测量电容支路、标准电容Crst、运算放大器OPA和比较器CMP；
2.根据权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于，当检测电容的绝对电容值时，所述测量电容支路中的测量电容为待测电容Cp；
3.根据权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于，当检测电容的相对电容值时，所述测量电容支路中的测量电容包括待测电容Cp和参考电容Cn；
4.一种电容检测方法，基于权利要求1-3任意一项所述的电容检测电路实现，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的电容检测方法，其特征在于，当检测电容的绝对电容值时：
6.根据权利要求4所述的电容检测方法，其特征在于，所述步骤S5中，在N个转换周期内，测量电容对应的计数值D满足：
7.根据权利要求4所述的电容检测方法，其特征在于，所述电容检测方法还包括：通过引入斩波消除电容检测过程中的零漂，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的电容检测方法，其特征在于，所述步骤T1中：
9.根据权利要求7所述的电容检测方法，其特征在
10.一种电容检测设备，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种电容检测电路，其特征在于，包括测量电容支路、标准电容crst、运算放大器opa和比较器cmp；
2.根据权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于，当检测电容的绝对电容值时，所述测量电容支路中的测量电容为待测电容cp；
3.根据权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于，当检测电容的相对电容值时，所述测量电容支路中的测量电容包括待测电容cp和参考电容cn；
4.一种电容检测方法，基于权利要求1-3任意一项所述的电容检测电路实现，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的电容检测方法，其特征在于，当检测电容的绝...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡勇，马智，林晓强，滕鑫莉，
申请(专利权)人：成都维客昕微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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