02时，显著小于所述工作循环。
[0037]电容式传感器102将仅在保持电容器上的电压已透过反馈电阻器138放电到小于参考电压的电压值时充电到较正值。由于D触发器134充当一位存储器元件，因此将在一个时钟后确定是否将电容感测电容器充电。借助Α/Σ转换器，可容易地确定转移电压电荷值的非常小的差。第一计数器/计时128具有的位越多(取样时间越长)，当无物体或物体接近于电容式传感器102时的电压电荷差的分辨率就越好。
[0038]数字处理器与存储器114可存储与电容式传感器的电容值有关的工作循环且当存在工作循环的改变时，数字处理器可产生物体接近检测，且可透过通信接口且经由进一步传达此物体接近检测。
[0039]参考图2，描绘根据本发明的另一特定实例性实施例包括电容式传感器及Δ/Σ模/数转换器的电容式接近检测系统的示意性框图。图2中所展示的电路与图1中所展示的电路实质上相同地操作，但其中添加有耦合到数字处理器114的数字输出及切换器150的电压驱动器254，其中第一电压输出(例如，VDD)或第二电压输出(例如，Vss)可为来自电压驱动器254的输出且用于分别将电容式传感器102充电或放电。当使用比参考电压更正的电压将电容式传感器102充电时，由Δ/Σ转换器测量的工作循环将在物体接近于电容式传感器102时减小。当不及参考电压正的电压用于将电容式传感器102放电时，由Δ/Σ转换器测量的工作循环将在物体接近于电容式传感器102时增加。
[0040]数字处理器114可将电容式传感器102交替地充电及放电且针对每一充电及放电测量周期进行工作循环测量。举例来说，每次将电容式传感器102充电时进行1024个样本的一个完整转换，每次将电容式传感器102放电时进行1024个样本的另一完整转换，且接着将两个值相减以得出差分电容改变测量。取得1024个以上样本将增加电容改变测量的分辨率，其中2048个样本给出11位分辨率，4096个样本给出12位分辨率等等。反馈电阻器138的大小也可经调整以给出约Vdd/2的较精细分辨率，较高值电阻为较小改变给出较大分辨率，且有助于测量电容式传感器102中的较大改变。预期且在本发明的范围内，可提供以可编程方式可变的保持电容器140使得可针对最优电容改变分辨率“调谐” Δ/Σ转换器。可提供以可编程方式可变的反馈电阻器138且使用其来“调谐”电容改变。
[0041]参考图2A，可用恒定电流源239及恒定电流槽238来替换图1及2中所展示的反馈电阻器138以达成对保持电容器140的更线性充电/放电。当D触发器134的Q-输出处于逻辑高时，恒定电流源239可经启用以将恒定电流从VDD供应到保持电容器140。且当D触发器的Q-输出处于逻辑低时，恒定电流槽238可经启用以将恒定电流从保持电容器140吸收到Vss。
[0042]可用混合信号(具有模拟电路及数字电路两者)集成电路装置130 (例如，专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列、简单数字状态机(例如，用作独立外围装置)或包括大多数标准芯片上外围装置的微控制器)来方便地实施图1、2及2A中所展示的接近检测系统。其将提供高分辨率及低CPU额外开销。其可在具有低电力消耗(其中包含数字处理器与其中的存储器114的睡眠模式操作)的小引脚计数装置中实施。
[0043]参考图4及5，描绘根据本发明的特定实例性实施例的电容式接近检测系统的操作的示意性过程流程图。图4图解说明其中将电容式传感器102充电到第一电压(例如，VDD)的情形，且图5图解说明其中将电容式传感器102放电到第二电压(例如，Vss)的情形。两种情形以实质上相同方式发挥作用。
[0044]参考图4及5，描绘根据本发明的特定实例性实施例的电容式接近检测系统的操作的示意性过程流程图。图4图解说明其中将电容式传感器102充电到第一电压(例如，VDD)的情形，且图5图解说明其中将电容式传感器102放电到第二电压(例如，Vss)的情形。两种情形以实质上相同方式发挥作用。
[0045]在步骤402中，将电容式传感器102充电到第一电压。在步骤404中，将经充电电容式传感器102与保持电容器140并联耦合。在步骤406中，将保持电容器140上的所得电压与参考电压进行比较，其中在步骤408中:如果所得电压大于参考电压，那么在步骤410中，将保持电容器上的电压部分地放电，且在步骤412中，将一个计数加到周期计数器(计时器/计数器)128 ;如果所得电压小于参考电压，那么在步骤414中，将保持电容器上的电压部分地充电，在步骤416中，将一个计数加到工作循环计数器(计时器/计数器)132，且在步骤412中，将一个计数加到周期计数器(计时器/计数器)128。接着，返回到步骤402。
[0046]在步骤502中，将电容式传感器102放电。在步骤504中，将经放电电容式传感器102与保持电容器140并联耦合。在步骤506中，将保持电容器140上的所得电压与参考电压进行比较，其中在步骤508中:如果所得电压小于参考电压，那么在步骤510中，将保持电容器上的电压部分地充电，且在步骤512中，将一个计数加到周期计数器(计时器/计数器)128 ;如果所得电压大于参考电压，那么在步骤514中，将保持电容器上的电压部分地放电，在步骤516中，将一个计数加到工作循环计数器(计时器/计数器)132，且在步骤512中，将一个计数加到周期计数器(计时器/计数器)128。接着返回到步骤502。
[0047]每次周期计数器128超时时即可将多个工作循环计数存储于数字处理器存储器114中，且可使用这些工作循环计数来确定由指示物体到电容式传感器102的接近的电容式传感器102的电容值改变产生的工作循环，如上文中更全面地描述。
[0048]参考图6，描绘根据本发明的又一特定实例性实施例包括电容式传感器及Δ/Σ模/数转换器的电容式接近检测系统的示意性框图。通常由编号600表示的电容式接近检测系统可包括电容式传感器102、数字信号处理器与存储器614、抽取滤波器662、多位数/模转换器(DAC) 654、多位模/数转换器(ADC) 656、运算放大器636、积分反馈电容器658、模拟求和器660、电压参考642、单刀双掷切换器150、单发单稳态产生器652、时钟626、通信接口 116及通信端口 118。除电容式传感器102之外的前述元件可由混合信号(具有模拟电路及数字电路两者)集成电路装置630(例如，专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列、简单数字状态机(例如，用作独立外围装置)或微控制器)提供。通信接口 116可为串行通信接口 (例如，RS-232、USB、SP1、I2C、Microwire或UNI/Ο及类似物)，且可透过通信端口118、并行总线(未展示)及/或当人或物体接近于电容式传感器102时设定/清除的个别指示器(例如，LED)(未展示)提供数据(例如，接近检测)及警报。
[0049]通过电路在短时间中将电容式传感器102充电到例如VDD的电压，所述电路将电容式传感器102连接到所述电压。此电路可包括(但不限于)由单发单稳态产生器652控制的切换器650，单发单稳态产生器652致使切换器650将电容式传感器102短暂地親合到VDD且接着耦合回到求和器660的输入。单稳态产生器652及切换器650是出于解释性目的而展示的，但数字电路设计领域且受益于本发明的技术人员可容易地想出用于将电容式传感器102快速充电且接着将电容式传感器102重新连接到求和器660的替代且同样有效的电路。
[0050]来自DAC 654的输出耦合到求和器660的第二输入。DAC 654可为多位DAC，例如，具有四个电压输入电平的两个位。求和器660将来自电容式传感器102的电压与来自DAC 654的电压输出相加在一起。运算放大器636结合积分电容器658 —起对来自求和器660的输出电压与来自电压参考642的参考电压之间的差进行积分。参考电压可为(但不限于)Vdd/2。在来自时钟626的每个时钟脉冲时，来自运算放大器636的经积分电压输出由ADC 656取样，且在下一时钟脉冲上，在ADC 656的输出处可获得所述电压输出的数字表示。ADC 656可具有多电平输出，例如，具有四个输出电平的两个位。来自ADC 656的多电平输出耦合到DAC 654及抽取滤波器662。在来自时钟626的每一时钟脉冲处使ADC 656、DAC 654及抽取滤波器662的操作同步。来自抽取滤波器662的多位输出可耦合到数字信号处理器614。关于获得物体的接近检测的进一步处理如上文中更全面地描述。
[0051]图6中所展示的电路提供与图1、2及2A中所展示的电路实质上相同的结果，例如，接近检测，其中第一计数器/计时器128及第二计数器/计时器132由抽取滤波器662及数字信号处理器614替换。保持电容器140、反馈电阻器138、电压比较器136及D触发器134由求和器660、运算放大器636、积分电容器658、ADC 656及DAC 654替换。图6中所展示的实施例的优点为其由于其多位能力而能够较快地进行Α/Σ转换，借此较快速地检测指示物体到电容式传感器的接近的电容