专利名称：电容值量测电路及其方法
技术领域：
本发明涉及一种电容值量测电^各(电容值求^直电^各，evaluation circuit for capacitance ),且特别涉及一种通过7见察对4寺测电容进4亍 充电与放电操作时充电与放电的反应时间，来得到待测电容的电容 值的电容值量测电路。
背景技术：
传统上，多半以机械式开关来为使用者实现控制接口装置。由 于传统机械开关需直接与使用者进行接触，才可响应于使用者的控
制指令进行操作，传统机械式装置容易在使用者#:作过程中发生结 构坏损。
在科技发展日新月异的现今时代中，存在触控式开关。传统上， 触控式开关例如是电容式开关，其通过感应待测电容的电容值随^吏 用者的接近与否的变化来进行控制。然而，如何i殳计出可有效地量 测待测电容的电容值变化的电容值量测电路，以提升电容式开关为 业界不断致力的方向之一。
发明内容
本发明涉及一种电容值量测电路，相比于传统的电容值量测电
^各，本实施例的电容〗直量测电^各可更准确地对;降测电容进4于电容^f直量测。根据本发明提出了一种电容值量测电路，包括积分器电路、第 一、第二控制电3各及处理器电路。积分器电路具有输入端及输出端， 输出端上具有积分电压，积分器电^各用以响应于控制信号在电压i殳 定期间中将积分电压设定为起始位准。第一控制电路包括第一输出 端及待测电容，第一输出端电性连接于输入端，第一控制电路用以 响应于第 一组时脉信号切换待测电容的至少 一端上的电压，并选择 性地使待测电容的 一端与第 一输入端电性连接，以在第 一积分期间 中控制积分器电路进行电压积分，将积分电压自起始位准调整为终 止位准，待测电容的电容值与终止位准与起始位准的差值相关。第 二控制电路包括第二输出端与被动元件，被动元件具有已知特性 值，第二输出端电性连接于输入端。第二控制电路用以响应于第二 组时脉信号切换被动元件的至少一端上的电压，并选择性地使被动 元件的 一端与第二输入端电性连接，以在第二积分期间中控制积分 器电^各进行电压积分，将积分电压的位准自终止位准调整为起始位 准。处理器电-各用以^是供第一组及第二组时脉信号来驱动第一及该 第二控制电路，并用以根据第 一及第二积分期间的时间长度及已知 特性值来计算得到待测电容的电容值。
根据本发明的电容值量测电路，其中该第 一控制电路还包括 第一开关电路，包括第一端、第二端及第三端，分别耦4妻至该待测 电容的第一端、耦接至该输入端及接收第一电压，该第一开关电3各 用以响应于该第 一 组时脉信号的第 一 状态及第二状态分别使该待 测电容的第 一 端耦接至该输入端及使该待测电容的第 一 端接收该 第一电压。
根据本发明的电容值量测电路，其中该^皮动元件为已知电容， 该第二纟空制电if各还包4舌第二开关电^各，包4舌第一端、第二端及第 三端，分别耦4妻至该已知电容的第一端、耦接至该输入端及接收第 二电压，该第二开关电^^用以响应于该第二组时力永信号的第一状态及第二状态分别使该已知电容的第一端耦接至该输入端及使该已 知电容的第一端接收该第二电压。
根据本发明的电容值量测电路，其中该第二控制电路还包括 第三开关电路，包4舌第一端、第二端及第三端，分别耦接至该已知 电容的第二端、接收该第二电压及接收第三电压，该第三开关电路 用以响应该第二组时脉信号的第 一状态及第二状态分別提供该第 二电压及该第三电压至该已知电容的第二端；其中该第二电压的位 准基本上等于该起始位准。
根据本发明的电容值量测电路，其中该第 一控制电路还包括 第四开关电^各，包4舌第一端、第二端及第三端，分别井禹4姿至该《寺测 电容的第二端、，接收该第一电压及接收第四电压，该第四开关电^各 用以响应于该第 一组时脉信号的第 一状态及第二状态分别提供该 第一电压及该第四电压至该待测电容的第二端；其中该第一电压的 位准基本上等于该起始位准。
根据本发明的电容值量测电路，其中该被动元件为已知电阻， 该第二控制电^各还包括第二开关电^各，包括第一端及第二端，分 别并禺4妄至该已^p电阻的第 一端及耦4妾至该*俞入端，该第二开关电3各 用以响应于该第二组时脉信号的第 一状态及第二状态分别使该已 知电阻的第 一端耦4妻至该输入端及〗吏该已知电阻的第 一端为基本 上浮接。
才艮据本发明的电容值量测电路，其中该第 一组及该第二组时脉 信号具有基本上相同的时脉周期，该第 一及该第二积分期间的长度
基本上分别包i舌N个该时"永周期及M个该时力永周期，该处理器电 路根据数值N与M的比值来计算该待测电容的电容值，数值N与 M为大于1的自然凄t。根据本发明的电容值量测电路，其中该处理器电路包括振荡 器电路，用以振荡产生第三时脉信号及第四时脉信号，该第三及该
第四时"永信号为基本上反相；第一逻辑电3各，用以在该电压i殳定期
间产生该控制信号；第二逻辑电i 各，用以在该第一积分期间中产生 该第 一组时乐;M言号，并用以在该第 一积分期间后的第 一时点产生该 第二组时脉信号；比较器电路，用以比较该积分电压的位准及该起 始位准的高 氐，并在该积分电压的位准满足临界条件的第二时点 时，触发操作事件；计数器电路，用以自该第一时点起执行计数操 作，使计数次数自零开始每隔该第二组时脉信号的时脉周期递增1, 该计数器电路还用以响应于该操作事件在该第二时,长停止计数才喿 作，以计数得到一数值M, M为大于l的自然数；及拴锁电路，用 以响应于该才喿作事^H己录该IW直M;其中该第 一及该第二时点定义 出该第二积分期间，该处理器电路根据该数值M及该第二组时脉信 号的时脉周期来得到该第二积分期间。
才艮据本发明的电容值量测电路，其中该积分器电^各包括运算 ;改大器，正丰lr入端4妾^:该起始^f立准，负lt入端为專禺冲妻至该第一及该 第二控制电路的该输入端，输出端为耦接至该处理器电路的该输出 端；积分电容，该积分电容的两端分别耦接至该运算放大器的负输 入端及该输出端；及第五开关电路，第一端及第二端分别耦接至该 运算》丈大器的负输入端及该输出端，该第五开关电路用以响应于该 4空制4言号导通，以4豆3各连4姿该运算;^大器的负车叙入端与该1#出端， 以i殳定该运算力文大器的负1餘入端与该1#出端的电压为该起始4立准。
根据本发明的电容值量测电路，其中该积分器电路包括第五 开关电路，第一端及第二端分别接收参考电压及耦接至该输出端， 该参考电压的位准基本上等于该起始位准；及积分电容，第一端及 第二端分别井禺4妻至该东lr出端及4妄收第 一 电压。根据本发明的电容值量测电路，其中该第二控制电路还用以响 应于第五组时"永信号及第六组时力永信号，分别在第三积分期间及第 四积分期间中控制该积分器电路进行电压积分，以分别将该积分电 压的位准自该起始位准调整为该终止位准，及将该积分电压的位准
自该纟冬止4立准调整为该起始4立准；其中该处理器电3各用以才艮据该第 三及该第四积分期间的时间差值来对该电容值量测电路进行偏差 电压校正。
才艮据本发明的电容值量测电路，其中该被动元件为已知电容， 该第二控制电3各还包i舌第六开关电路，包4舌第一端、第二端、第
三端及第四端，分别井馬4妄至该已知电容的第一端、寿禹4妄至该^r入端、 接收第一电压及接收第二电压，该第六开关电路用以响应于该第五 组时脉信号的第 一 状态及第二状态分别4吏该已知电容的第 一 端耦 ^接至该输入端及Y吏该已知电容的第 一端4妾收该第 一电压，该第六开 关电^各还用以响应于该第六组时脉信号的第 一 状态及第二状态分 别使该已知电容的第 一端耦接至该输入端及使该已知电容的第一 端接收该第二电压。
根据本发明的电容值量测电路，其中该被动元件为已知电容， 该第二控制电^各还包括第七开关电^各，包括第一端、第二端及第 三端，分别耦接至该已知电容的第一端、耦接至该输入端及接收第 三电压，该第七开关电路用以响应于该第五组及该第六组时脉信号 的第 一状态〗吏该已知电容的第 一端#禹4妻至该1叙入端，并用以响应于 该第五组及该第六组时&M言号的第二状态4吏该已知电容的第 一端 接收该第三电压；及第W开关电3各，包括第一端、第二端、第三端 及第四端，分别耦接至该已知电容的第二端、接收该第三电压、接 收第一电压及4妾收第二电压，该第八开关电i 各用以响应于该第五组 时脉信号的第 一状态及第二状态分别4吏该已知电容的第二端接收 该第三电压及4妄收该第 一电压，并用以响应于该第六組时力永信号的第 一状态及第二状态分别使该已知电容的第二端^妻收该第三电压 及4妻收该第二电压。
根据本发明的电容值量测电路，其中该第五组及该第六组时脉 信号具有基本上相同的时脉周期，该第三及该第四积分期间的长度
基本上分别为J个该时^永周期及K个该时力永周期，该处理器电3各才艮 据数值J与K的差值与该时脉周期来得到该时间差值，数值J与K 为大于1的自然数。
根据本发明还提出了一种电容值量测电路包括积分器电路、第 一、第二控制电路及处理器电路。积分器电路具有输入端及输出端， 丰叙出端上具有积分电压，积分器电路用以响应于控制信号在电压设 定期间中将积分电压设定为起始位准。第 一控制电路包括第 一输出 端与^皮动元件，；故动元件具有已知特性值，第一^T出端电性连接于 输入端。第 一控制电路用以响应于第一组时脉信号切换被动元件的 至少 一端上的电压，并选择性地使被动元件的 一端与第 一输入端电 性连接，以在第一积分期间中控制积分器电路进4亍电压积分，以将 积分电压的位准自起始位准调整为终止位准。第二控制电^各包4舌第 二输出端及待测电容，第二输出端电性连接于输入端，第二控制电 3各用以响应于第二《且时务M言号切换 降测电容的至少一端上的电压， 并选择性地使待测电容的 一端与第二输入端电性连接，以在第二积 分期间中控制积分器电路进行电压积分，将积分电压自终止位准调 整为起始位准，待测电容的电容值与终止与该起始位准的差值相 关。处理器电^各用以l是供第一组及第二组时脉信号来驱动第一及该 第二控制电路，并用以根据第 一及第二积分期间的时间长度及已知 特性值来计算得到待测电容的电容值。
根据本发明还提出了一种电容值量测方法，应用于电容值量测 电路，电容值量测电路包括积分器电路，积分器电路的输出端具有 积分电压，待测电容电性连接至积分器的输入端。电容值量测方法包括下列步骤(a)首先响应于第一组时脉信号切换待测电容的 至少 一端上的电压，以在第 一积分期间中将积分电压的位准自起始 位准调整为终止位准，；降测电容的电容值与终止〗立准与起始位准的 差值相关；(b) -接着响应于第二组时l永信号在第二积分期间中将 积分电压的位准自终止位准调整为起始位准；以及(c)之后4艮据 第 一 、第二积分期间及已知特性值运算得到待测电容的电容值。
才艮据本发明的电容值量测方法，在步骤(a)之前还包括(d ) 在电压i殳定期间中将该积分电压的位准i殳定至该起始位准。
根据本发明的电容值量测方法，在步骤(a)之前还包括(e) 响应于第三组时脉信号切换已知电容的至少一端上的电压，以在第 三积分期间中将该积分电压的位准自该起始位准调整为该终止4立 准；(f) 响应于第四组时脉信号切4奐该已知电容的该至少 一端上 的电压，以在第四积分期间中将该积分电压的<立准自该纟冬止位准调 整为该起始位准；及(g)才艮据该第三与该第四积分期间的差值运 算得到偏差校正值；其中步骤(c)根据该第一、该第二积分期间 及该偏差4交正值运算得到该待测电容的电容值。
才艮据本发明的电容值量测方法，其中该第 一及该第二积分期间 分别对应至N个时脉周期及M个时脉周期，步骤(c)包括根据 该已知电容的电容值、数值N及M来计算得到该待测电容的电容值。
根据本发明的电容值量测方法，其中步骤(c)包括根据该 偏差校正值来+务正数值M;及根据该已知电容的电容值、数值N及 修正后的数值M运算得到该待测电容的电容值。
根据本发明又提出了一种电容值量测方法，应用于电容值量测 电路，电容值量测电路包括积分器电路，积分器电路的输出端具有积分电压，待测电容电性连接至积分器的输入端。电容值量测方法
包括下列步骤(a)首先响应于第一组时脉信号在第一积分期间 中将积分电压自起始位准调整为终止位准；(b)接着响应于第二 组时脉信号切换待测电容的至少一端上的电压，以在第二积分期间 中将积分电压的位准自终止位准调整为起始位准，待测电容的电容 值与终止位准与起始位准的差值相关；以及(c)之后才艮据第一、 第二积分期间及已知特性值运算得到;f寺测电容的电容值。
根据本发明的电容值量测方法，在步骤(a)之前还包括(d) 在电压i殳定期间中将该积分电压的位准i殳定至该起始位准。
根据本发明的电容值量测方法，在步骤(a )之前还包括(e ) 响应于第三组时脉信号切换已知电容的至少一端上的电压，以在第 三积分期间中将该积分电压的^f立准自该起始4立准调整为该终止4立 准；(f) 响应于第四《且时乐:M言号切^换该已知电容的该至少一端上 的电压，以在第四积分期间中将该积分电压的位准自该终止位准调 整为该起始位准；及(g) 根据该第三与该第四积分期间的差值运 算得到偏差校正值。
才艮据本发明的电容值量测方法，其中该第一及该第二积分期间 分别对应至N个时脉周期及M个时脉周期，步骤(c)包括根据 该已知电容的电容值、数值N及M来计算得到该待测电容的电容值。
才艮据本发明的电容值量测方法，其中步骤(c)包括根据该 偏差校正值来修正数值M;及根据该已知电容的电容值、数值N及 修正后的数值M运算得到该待测电容的电容值。
为了让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选的实施 例，并结合所附附图，作详细i兌明如下。
图1示出了本发明第一实施例的电容值量测电路的方块图。
图2示出了图1的电容值量测电路10的相关信号时序图。
图3示出了图1的处理器电路18的详细方块图。
图4示出了图3的逻辑单元18a2的详细方块图。
图5示出了图1的电容值量测电路10的另一相关信号时序图。
图6示出了依照本发明第二实施例的电容值量测电路的方块图。
图7示出了依照本发明第三实施例的电容值量测电路的方块图。
图8示出了图7的电容值量测电^各30的相关信号时序图。
图9示出了依照本发明第四实施例的电容值量测电路的方块图。
图IO示出了图9的电容值量测电路的相关信号时序图。
图11示出了依照本发明第五实施例的电容值量测电路的方块图。
图12示出了图11的电容值量测电路的相关信号时序图。
图13示出了依照本发明第五实施例的电容值量测电路的另一 方块图。
具体实施例方式
本实施例的电容值量测电3各分别以待测电容及已知电容来对 一节点上的电压进行充电及放电操作，并以充电操作及放电操作对 应到的操作时间的比值来计算得到待测电容的电容值。
第一实施例
请参照图1，其示出了本发明第一实施例的电容值量测电^各的
方块图。电容值量测电路10包括控制电路12、 14、积分器电3各16
及处理器电路18。控制电路12及14分别用以控制积分器电路16
将积分器电路16的输出端ndo上的积分电压Vx自起始位准设定为
终止位准及将其自终止位准设定为起始位准。在本实施例中，以终
止位准的位准高于起始位准的情形为例作说明。处理器电路18用
以产生对应的信号驱动控制电路12、 14及积分器电路16执行前述
才喿作，并用以响应于积分电压Vx的位准变化来进^f亍4寺测电容Cx
的电容值的运算。接下来，对电容值量测电路10中各个元件的操 作作进一步i兑明。
积分器电^各16包括「Mr入端ndi、 l贫出端ndo、开关Sc、积分电 容Ci及运算方文大器(Operational Amplifier) OPl。开关Sc的两端 及积分电容Ci的两端跨接于运算i丈大器OPl的负输入端及输出端 ndo，开关Sc被致能(使能)的控制信号CSl导通。运算放大器 OPl的正输入端接收参考电压Vr。其中，参考电压Vr为本实施例 的电容值量测电路10的最高电压VDD与接地电压间的任何特定参 考电压，举例来"i兌，参考电压Vr基本上等于电压VDD/2。
控制电路12包括输出端OEl、开关电路SW1及待测电容Cx, 其耦接至节点ndl。开关电路SW1包括开关Sal及Sa2,其一端耦 接至节点ndl ，另 一端分别接收电压Vfl及耦接至运算力i大器OPl的负输入端。开关Sal及Sa2分别^皮致能的时脉信号CK一al及 CK—a2导通。4寺测电容Cx的两端分别井禹4妻至节点ndl及4妻收电压 Vf 1 。电压Vf 1例如为4妄i也电压。
控制电路14包括输出端OE2、开关电路SW2及已知电容Cc, 其耦接至节点nd2。开关电路SW2包括开关Sbl及Sb2,其一端耦 接至节点nd2,另一端分别接收电压Vf2及耦接至运算放大器OP1 的负输入端。开关Sbl及Sb2分别被致能的时脉信号CK—bl及 CK—b2导通。已知电容Cc的两端分别l禺4妄至节点nd2及4妻收电压 Vfl。电压Vf2例如为最高电压VDD。
请参照图2，其示出了图1的电容值量测电路10的相关信号时 序图。本实施例的电容值量测电^各10例如包4舌电压i殳定期间 TP—PS、积分期间TP—IT1及TP—IT2等三个操作期间，处理器电路 18用以在对应的才喿作期间中产生对应的控制信号，以对电容值量测 电^各10进4于时序4空制。
更详细地i兌，在电压i殳定期间TP—PS中，处理器电^各18致能 控制信号CS1,以导通开关Sc。如此，运算方文大器OP1的负l餘入 端及输出端ndo彼此电性连接，使运算放大器OP1基本上被偏压为 一个单位增益S爰冲器(Unit Gain Buffer ),而运算》文大器OP1的正 输入端及输出端ndo具有基本上相等的电压(参考电压Vr)。此 外，运算放大器OP1的正负输入端彼此为虚短路的特性，如此，在 电压设定期间TP_PS中，运算放大器OP1的正、负输入端及输出 端ndo上的位准均^皮-没定为参考电压Vr。在电压设定期间TP—PS 中，时脉信号CK—al、 CK—a2、 CK_bl及CK—b2持续地为非致負g， 使得开关Sal、 Sa2、 Sbl及Sb2为关闭。举例来说，控制信号CS1 的致能位准例如为高位准；时脉信号CK_al、 CK_a2、 CK_bl及 CK一b2的非致能位准例如为4氐位准。在积分期间TP—IT1中，处理器电路18提供时脉信号CK—al 及CK_a2，时脉信号CK_al及CK_a2的位准周期性地在高位准与 低位准之间切换，以对应地导通开关Sal及Sa2。
举例来说，在第一子操:作期间TP1中，开关Sal及Sa2分别为 导通及为关闭。如此，节点ndl的电压被设定为接地电压，使待测 电容Cx两端的5争压基本上为0，积分电路Ci两端的5争压也为0。 在第二子操作期间TP2中，开关Sal及Sa2分别为关闭及导通，节 点ndl被耦接至运算放大器OPl的负输入端。由于待测电容Cx与 积分电容Ci相互耦接的节点ndl (即是运算放大器OPl的负输入 端)为浮接(Floating)，所以;降测电容Cx与积分电容Ci在第一 子操作期间TP1中储存的总电荷基本上等于其在第二子操作期间 TP2中储存的总电荷，即是满足方程式
Cx x (Vfl - Vfl) + Ci x [Vr - Vx(tO)] = Cx x Vr + Ci x [Vr - Vx(tl)]
其中上述方程式的左式为在第一子操作期间TP1中待测电容 Cx及积分电容Ci储存的总电荷，右式为在第二子操作期间TP2中 待测电容Cx及积分电容Ci储存的总电荷。电压Vx (t0 )为积分电 压Vx的起始〗立准，电压Vx (tl )为积分电压Vx经过一次积分4喿 作后的电压。由于在第一子操作期间TP1的积分电压Vx (t0)基 本上等于参考电压Vr,即是基本上等于电压VDD/2，才艮据上述方 程式可推得
<formula>formula see original document page 18</formula>
2xCi 2xCi 根据上述推导可知，在经过一次积分操作后，积分电压Vx基本上上升一个差^直电压△ VI 。本实施例的积分期间TP—IT1例如包 括N个时脉信号CK—al的周期(即是N个第一子4喿作期间及N个 第二子才乘作期间)，在各个时脉信号CK一al的周期中，控制电路 12与积分器电路16执行相似的积分操作，N为自然数。如此，通 过反复执行N次上述的积分操作，将积分电压Vx自其的起始位准 (等于参考电压Vr的位准)上升为终止^i准Vx—Tr:
<formula>formula see original document page 19</formula>
在积分期间TP_IT2中，处理器电3各18 ^是供时月永^言号CK—bl 及CK—b2，来驱动控制电^各14执行与控制电路12相近的4喿作，以 对积分电压Vx进行积分。其中，控制电路12与14的操作不同之 处在于开关Sbl接收电压Vf2 (即是最高电压VDD )，使得控制电 路14执行积分操作时的积分差值电压△ V2为负值，以4吏积分电压 Vx自终止位准Vx—Tr下降至积分电压Vx的起始电压(即是参考电 压Vr的位准)。其中，差值电压AV2满足<formula>formula see original document page 19</formula>冲艮据上述4,导可知，在一次积分4喿作中，积分电压Vx下降一 个差值电压△ V2。本实施例的积分期间TP一IT2例如包括M个时脉 信号CK—bl的周期，在各个时脉信号CK一al的周期中，控制电路 14与积分器电路16执行相似的积分操作，M为自然数。如此，通 过反复执行M次上述的积分操作，将积分电压Vx自其的终止位准 VxTr下降为起始位准，即是满足方程式<formula>formula see original document page 19</formula>整理后可得到待测电容Cx与数值M、 N及已知电容Cc的关 系式
<formula>formula see original document page 20</formula>
如此，处理器电^各18还才艮据上述方程式来才艮据凄t值M、 N及 已知电容Cc的电容值求得待测电容Cx的电容值。
请参照图3，其示出了图1的处理器电^各18的详细方块图。更 详细地说，处理器电路18包括逻辑电^各18a、比專交器电路18b、振 荡器电路18c、计数器电路18d、拴锁器电路18e及运算电路18f。 逻辑电路18a包括逻辑单元18al及18a2。逻辑单元18a2用以响应 于致能的控制信号CS2来产生时脉信号CK—al及CK一a2,并用以 响应于致能的控制信号CS3来产生时力永信号CK一bl及CK—b2。
举例来说，逻辑单元18a2的详细方块图如图4所示。逻辑单 元18a2包括与门(And Gate ) —1 、与门—2、与门—3及与门—4，其 分别接收控制信号CS2与时脉信号CK一1、控制信号CS2与时脉信 号CK一2、控制信号CS3与时脉信号CK—1及控制信号CS3与时脉 信号CK—2，并对应地输出时脉信号CK—al、 CK—a2、 CK—bl及 CK一b2。其中，时脉信号CK—1及CK—2由振荡器电路18c振荡产 生。
逻辑单元18al用以在电压设定期间TP_PS产生控制信号CS1 ， 以控制积分器电路16将充电电压Vx的电压设定为参考电压Vr。 逻辑单元18al用以在积分期间TP—IT1及TP—IT2中，分别产生致 能的控制信号CS2及CS3,以控制逻辑单元18a2产生时脉信号 CK—al与CK—a2及CK—bl及CK—b2。逻辑单元18al还用以记录 积分期间TP IT2对应至多少个时"永信号CK_1的周期时间。在本实施例中，逻辑单元18al用以决定并自积分期间TP一IT2 的起始时点Txl起产生致能的控制信号CS3。逻辑单元18al还用 以量测操作事件是否触发，并响应于该操作事件来决定积分期间 TP—IT2的乡冬止时点Tx2。
举例来说，该操作事件为比较器电路18b产生的控制信号CS4 为致能的事件。比较器电路18b用以接收并比较积分电压Vx及参 考电压Vr的位准，并对应地产生控制信号CS4。当积分电压Vx大 于参考电压Vr时，控制信号CS4为非致能。当积分电压Vx的位 准基本上小于参考电压Vr时，比4交器电3各18b致能控制信号CS4。 如此，经由响应比较器电路18b触发的操作事件，逻辑单元18al 可有效地决定积分期间TP—IT2的^f止时点Tx2。
在本实施例中，逻辑单元18al例如用以在时点Txl与Tx2间 致能驱动信号En，来驱动计数器电路18d进行每隔一个时脉信号 CK一1的周期时间(等于时脉信号CK—bl的周期)递增1的计^U乘 作。如此，本实施例的处理器电路18可通过计数器电路18d的计 凄i才乘作得到IM直M。
举例来说，计数器电路18d为i位计数器电路，其计数产生并 输出数值M的i笔位数据Bit—1 Bit一i至拴锁器电路18e。 4全锁器电 路18e用以接收并记录位数据Bit_l Bit_i。运算单元18f才艮据拴锁 器电路18e储存的位数据Bit_l~Biti来得到数值M，并根据前述待 测电容Cx与数值M、 N及已知电容Cc的关系式得到待测电容Cx 的电容值。
在本实施例中，逻辑单元18al还用以在积分期间TP—IT2之后， 依序地产生拴锁信号Srdy及重置信号Srst。如此，拴锁器电^各18e 响应于拴锁信号Srdy拴锁住计数器电路18d的输出值。在拴锁器 电路18e完成拴锁住该输出值的才喿作后，计数器电路18d响应于重置信号Srst来重置其的计数值。在拴锁器电路18e及计数器电路18d 完成拴锁才喿作及重置操作后，处理器电3各18可进行下一次待测电 容的量测操作。
本实施例的逻辑单元18al还用以记录凄W直N,并才艮寺居凌W直N 来决定积分期间TP_IT1包括多少个时脉信号CK—1的周期。在本 实施例中，数值N(即是积分期间TP—ITl中包括的时脉信号CK_al 的周期的数目)为可调，通过调整数值N，使用者可使本实施例的 电容值量测电路10适用于量测不同电容值范围的待测电容Cx。
进一步而言，才艮据方程式
<formula>formula see original document page 22</formula>
可知，数值M与N的比值与待测电容Cx与已知电容Cc间的 电容值的比值相关。由于数值M的数值范围为固定(介于数值0 到凄t值2的i + 1次方减1 )，使用者经由调整教:值N的大小，来调 整电容值量测电路10,以使其适用于不同待测电容Cx的量测操作。 举例来说，当数值N被设定为数值M的最大值Mmax的x分之一 倍时，才艮据方程式
<formula>formula see original document page 22</formula>
电容值量测电路10可对电容值小于或等于已知电容Cc的电容 值的x倍的待测电容Cx进行电容值量测，x为实H最大值Mmax 等于2的i+1次方减1。如此，使用者可视欲量测的待测电容Cx的 电容值与已知电容Cc大约的倍数关系，来决定数值N。在本实施例中，虽 <义以积分电压Vx的纟冬止^f立准Vx_Tr高于积 分电压Vx的起始位准(等于参考电压Vr的位准)的情形为例作说 明，然而，本实施例止位准Vx—Tr并不局限于高于起始位准。 在另一个例子中，终止位准VxJTr低于起始位准。如此在第一及第 二积分期间积分TP_IT1及TP_IT2中，积分电压Vx分别地由起始 ^立准下P争为纟冬止^立准Vx—Tr，及由纟冬止^f立准Vx_Tr上升为起始位准。
在本实施例中，虽仅以在电压设定期间TP—PS之后依序地由控 制电路12及14来控制积分器电路16进行积分操作的情形为例作 说明，然而，本实施例的电容值量测电^各10并不局限于依序地由 控制电路12及14来控制积分器电路16进行操作。在另一个例子 中，本实施例的电容值量测电路10也可先由控制电路14控制积分 器电路16进行积分搡作，之后再由控制电路12控制积分器电路16 进行积分操作，如图5所示。
本实施例的电容值量测电路分别使用待测电容及已知电容来 将充电电压自起始位准设定为终止位准，及将充电电压自终止位准 设定为起始位准，并根据与前述充电与放电操作对应的时脉周期数 量与已知电容的电容值求得4寺测电容的电容值。如此，使用者可经 由调整充电操作对应的时脉周期数量来调整本实施例的电容值量 测电路可量测的待测电容的数值范围。这样一来，相比于传统的电 容值量测电路，本实施例的电容值量测电路具有可弹性地量测不同 数值范围的待测电容的优点，并可有效地提供另 一种电容值量测电 路的设计选择。
另外，本实施例的电容值量测电3各在积分期间内的多个时月永周 期内执行多次积分操作。如此，本实施例的电容值量测电路可通过 累计数量较高的积分操作次数，来抵销电路噪声对各次积分操作中 的差值电压的影响，并降低噪声对最终累计积分电压的影响，使本 实施例的电容值量测电路可准确地对待测电容进行电容值量测。第二实施例
本实施例的电容值量测电路以包括四个开关的开关电路来实 现本实施例的两个控制电路中对应的开关电i 各。请参照图6，其示 出了依照本发明第二实施例的电容值量测电路的方块图。本实施例 的电容值量测电路与第一实施例的电容值量测电i 各10不同之处在
于本实施例的控制电路22与24具有另 一种电路设计。
控制电路22包括开关电路SW1'及待测电容Cx,其中开关电路 SWl'包括开关Sa3、 Sa4、 Sa5及Sa6。开关Sa3及Sa5的一端耦4妄 至待测电容Cx的第一端，开关Sa3及Sa5的另一端分别接收电压 Vf2及参考电压Vr。开关Sa4及Sa6的一端耦接至待测电容的第二 端，开关Sa4及Sa6的另一端分别接收参考电压Vr及耦接至运算 放大器OP2的负输入端。电压Vf2例如等于最高电压VDD,参考 电压Vr例如等于二分之一的最高电压VDD。
开关Sa3及Sa4响应于时脉信号CK—al在第一子操作期间导 通，佳J寺测电容Cx的第一及第二端分别4妾收电压Vf2及参考电压 Vr。开关Sa5及Sa6响应于时脉信号CK_a2在第二子才喿作期间导通， 使待测电容Cx的第一及第二端分別接收参考电压Vr及耦接至运算 放大器OP2的负输入端。由于在第二子操作期间中，待测电容Cx 的第二端与积分电容Ci相互耦接的节点(即是运算放大器OP2的 负输入端)为浮接，所以待测电容Cx与积分电容Ci在第一子操作 期间中储存的总电荷基本上等于其在第二子操作期间中储存的总 电荷，即是满足方程式
<formula>formula see original document page 24</formula>
根据上式推导可得到与第 一实施例相同的结果<formula>formula see original document page 25</formula>
控制电路24包括开关电路SW2'及已知电容Cc,其中开关电路 SW2'包4舌开关Sb3、 Sb4、 Sb5及Sb6。 4空制电3各24的才喿4乍可才艮净居 控制电路22及第 一实施例的控制电路14的操作类推得到。根据以 上叙述可知，本实施例的电容值量测电路具有可弹性地量测不同数 值范围的待测电容、可有效地提供另一种电容值量测电路的设计选 择及可准确地对待测电容进行电容值量测的优点。
第三实施例
本实施例的电容值量测电路以积分电容与开关的串联电路来 实现积分器电^各。请参照图7,其示出了依照本发明第三实施例的 电容值量测电^ 各的方块图。本实施例的电容值量测电^各30与第一 及第二实施例的电容值量测电路10及20不同之处在于在电容值量 测电路30中的积分器电路36省略运算放大器的使用，而直接以积 分电容Ci'与开关Sc'的串联电路来实现。积分电容Ci'与开关Sc'的 一端相互耦接，其耦接节点的电压为积分电压Vx,积分电容Ci'与 开关Sc'的另 一端分別接收电压Vfl及Vr。举例来说，电压Vfl及 Vr分别为接地电压及最高电压VDD的二分之一。本实施例的控制 电路32与34与第一实施例的电容值量测电路10中对应的控制电 S各12与14不同之处在于开关电路SW1"与SW2"妻收的电压分别改 为电压Vf2及Vfl。请参照图8,其示出了图7的电容值量测电路30的相关信号时序图。由于在积分器电路36中省略了运算放大器的使用，本实施例的积分电压Vx在各次积分才喿作中的增减的差^直电压AV1及AV2非为固定，而基本上为等比级数相关。
更详细地说，在积分期间TPJT1中，起始积分电压Vx(tO)(等于参考电压Vr)与第一次积分操作后的积分电压Vx (tl)满足
Cx x (Vf2 - Vf 1) + Ci x [Vx(tO) - Vf 1J = Cx x (Vx(t 1) - Vf 1) + Ci x
其中电压Vfl及Vf2分别为接地电压及最高电压VDD。如此:#4居上述方程式整理得到
、，，，、VDD CxxVDDVx(tl)二-+
2 2x(Cx + Ci)才艮据相似的方法推导得到
u… VDDCxxVDD CxxVDDxCi
Vx(t2)^-+-+-^
2 2x(Cx + Ci)2x(Cx + Ci)2
根据上述条件类推，假设本实施例的控制电路32与积分器电3各36在积分期间TP一IT1中冲丸行N次积分才乘作，在积分期间TP—IT1终止时得到的N次积分纟喿作后的积分电压Vx (tN)等于
、，"T、 VDD ^VDDxCxxCixVx(tN) =-+》
2 3 2x(Cx + Ci)x
相似地，，支设本实施例的控制电^各34与积分器电路36在积分期间TP IT2中执行M次积分操作，在积分期间TP IT2终止时得
26到的M次积分才喿作后的积分电压Vx (tM )等于
<formula>formula see original document page 27</formula>
冲艮据上式推导得到待测电容Cx、已知电容Cc、积分电容Ci,凄史值N与M的关系式
<formula>formula see original document page 27</formula>
本实施例的处理器电路38才艮据查表(Look-叩Table)来储存上述方程式的待测电容Cx与已知电容Cc、积分电容Ci'、数值N及M的^:值关系。如此，本实施例的电容值量测电^各30也可有效地求得待测电容Cx的电容值。
在另外一个例子中，当条件
<formula>formula see original document page 27</formula>
均满足的情形下，上述关系式可简化为
<formula>formula see original document page 27</formula>
如此，在该例子中，本实施例的电容值量测电^各30也可经由与第 一及第二实施例基本上相同的关系式来推导得到待测电容Cx的电容值。根据以上叙述可知，本实施例的电容值量测电路具有可弹性地量测不同数值范围的待测电容、可有效地提供另 一种电容值量测电3各的设计选择及可准确地对待测电容进行电容值量测的优点。
第四实施例
本实施例的电容值量测电路以积分电阻与开关来实现用以控
制积分器电路进行放电积分操作的控制电路。请参照图9及图10,图9示出了依照本发明第四实施例的电容值量测电路的方块图，图10示出了图9的电容值量测电路的相关信号时序图。本实施例的电容值量测电路与第三实施例的电容值量测电路30不同之处在于本实施例的控制电路44以已知电阻Rc与开关Sb7取代第三实施例中已知电容Cc与开关电路SW2"的电路结构。已知电阻Rc与开关Sb7的一端相互耦接，另一端分别接收电压Vfl及耦接至积分电容Ci'与开关Sc'的耦接点。其中电压Vfl例如为4妄地电压。开关Sb7受控于控制信号CS3来进行操作。
在积分期间TP一IT2中，控制信号CS3为致能，以导通开关Sb7。如此，控制电^各44基本上形成》丈电路径，以只于积分电压Vx进4亍》文电，而积分电压Vx的曲线为连续的电容电阻放电曲线。假设本实施例的控制电路42与积分器电路46在积分期间TPjrn中执行N次积分4喿作，在积分期间TP—IT1终止时得到的N次积分，喿作后的积分电压Vx (tN)等于
<formula>formula see original document page 28</formula>
相似地，假设本实施例的控制电路44与积分器电路46在积分期间TP IT2中执行M次积分操作，在积分期间TP IT2终止时得到的M次积分才喿作后的积分电压Vx (tM )等于
<formula>formula see original document page 29</formula>
其中Tc"为时脉信号CK—1的周期。才艮据上式可推导得到待测电容Cx与数值M、 N及已知电容Cc的关系式
<formula>formula see original document page 29</formula>与第三实施例相似地，本实施例的处理器电路48根据查表来储存上述方程式的待测电容Cx与已知电阻Rc、积分电容Ci'、数值N及M的凄t值关系。如此，本实施例的电容值量测电^各40也可有效地求得4寺测电容Cx的电容值。
在另外一个例子中，当条件<formula>formula see original document page 29</formula>
满足时，上述待测电容Cx与已知电阻Rc、积分电容Ci'、数<直N及M的关系式可简4匕为<formula>formula see original document page 29</formula>如此，在该例子中，本实施例的电容值量测电^各40也可经由与第一及第二实施例基本上相同的关系式来推导得到待测电容Cx的电容值。根据以上叙述可知，本实施例的电容值量测电路具有可弹性地量测不同数值范围的待测电容、可有效地提供另 一种电容值点。
第五实施例
本实施例的电容值量测电路具有误差校正电路，用以对电容值
量测电路中的运算放大器与比较器进行偏移电压(Offset Voltage )校正。请参照图11及12，图11示出了依照本发明第五实施例的电容值量测电路的方块图，图12示出了图11的电容值量测电路的相关信号时序图。
本实施例的电容值量测电路50与第一实施例的电容值量测电路10不同之处在于本实施例的控制电路54中还包括开关Sb8及Sb9,而电容值量测电路50中的处理器电3吝58还用以在才交正期间TP—AJ中产生控制信号CS5、 CS6、时脉信号CK—cl及CK—c2来分另'J控制开关Sb8、 Sb9、 Sbl及Sb2。
在才交正期间TP—AJ之前，处理器电路58也产生控制信号CS1，以i殳定积分电压Vx4姿近参考电压Vr。在4交正期间TP—AJ中，时月永信号CK一cl及CK—c2周期性地在高位准与低位准之间切换，以周期性地导通开关Sbl及Sb2。时脉信号CK—cl及CK—c2 4皮此互为反相信号，其的频率等于时脉信号CK一1的频率。
才交正期间TP—AJ包4舌4交正子期间TP—AJ1、TP—AJ2及TP—AJ3。在才交正子期间TP一AJ1中，控制信号CS5为致能，以导通开关Sb8。如此，在4交正子期间TP一AJ1中，控制电路54与第一实施例中的控制电路12具有相近的操作，以将积分电压Vx自其的起始位准(等于参考电压Vr的位准)上升至终止位准Vx—Tr。控制电路54与12不同之处在于控制电路54经由已知电容Cc来对积分电压Vx进行积分才喿作，如此，积分电压Vx在各次积分才喿作中的差值电压△ V3与终止位准Vx一Tr分别满足方程式<formula>formula see original document page 31</formula>
其中，Vx (tO)为积分电压Vx在未扭^亍4交正子期间TP—AJ1及TP—AJ2的4交正才喿作时，积分电压Vx的初始值。
在校正子期间TP—AJ2中，控制信号CS6为致能，以导通开关Sb9。如此，在校正子期间TP—AJ2中，控制电路54与第一实施例中的控制电^各14具有相近的才喿作，以将积分电压Vx自终止^f立准Vx_Tr下降。如此，积分电压Vx在各次积分操作中的差值电压AV4与经过M'次积分才喿作后的最纟冬积分电压Vx (tM)分别满足方程式
<formula>formula see original document page 31</formula>
在运算力文大器OP3及比较器电路58b为理想的情况下，积分电压Vx (t0)与最终的积分电压Vx (tM)均等于参考电压Vr,而数值M'与N'为基本上相等。然而，当运算放大器OP3的正负输入端或比较器电路58b的两端间有偏差电压存在时，^:值M'与N'不相等。举例来说，当运算放大器OP3的正及负输入端具有偏差电压Vofl,比较器电路58b的两端具有偏压电压Vof2时，积分电压Vx(t0)及最终的积分电压Vx (tM)分别等于<formula>formula see original document page 32</formula>
此时上述积分电压Vx (t0)与最终的积分电压Vx (tM)的关系式改写为<formula>formula see original document page 32</formula>如此，通过上述操作可得到与偏差电压Vofl与Vof2之和对应的差值D。在往后正常才喿作时，通过将记录4寻到的凄t值M与差值D相加，即可对运算放大器OP3进行偏差电压4交正。
在本实施例中，虽4义以电容^直量测电^各50的4空制电^各54中额外设置开关Sb8及Sb9,以进行偏差电压校正操作的情形为例作说明，然而，本实施例的控制电路54并不局限于具有如图11所示出的结构。在另一个实i见例子中，4空制电^各54'由已^口电容Cc、开关Sb3'、 Sb4'、 Sb5'、 Sb6'、 Sb8'及Sb9'实J见，i口图13所示。其中，开关Sb3'及Sb4'受控于时脉信号CK_cl,开关Sb5'及Sb6'受控于时脉信号CK一c2。如此，电容值量测电路50'也可对其内部的运算放大器OP3'与比较器电路58b'进行偏差电压校正的操作。
在本实施例中，虽^叉以积分电压Vx的终止^f立准Vx一Tr高于积分电压Vx的起始位准(等于参考电压Vr的位准)的情形为例作说明，然而，本实施例的终止位准Vx—Tr并不局限于高于起始位准。在另一个例子中，终止位准Vx一Tr低于起始位准。如此，差值电压△ V3及A V4分别为负实数及正实数，而在冲交正子期间TP—AJ1及TP AJ2中，积分电压Vx分别地由起始〗立准下降为终止位准Vx_tr，并由纟冬止^f立准Vx一Tr上升为起始4立准。
才艮据以上叙述可知，本实施例的电容值量测电^各具有可弹性地量测不同数值范围的待测电容、可有效地提供另 一种电容值量测电路的设计选择及可准确地对待测电容进行电容值量测的优点。
另外，本实施例的电容值量测电路还具有可对内部的运算》丈大器与比较器电路进行偏压电压校正的优点。
综上所述，虽然本发明已以一优选实施例披露如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属才支术领域中的普通4支术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，应当可以作出各种更改与〈奮饰。因此，本发明的4呆护范围应当以随后所附的;+又利要求所限定的为准。
主要组件符号说明
10、 20、 30、 40、 50、 50':电容值量测电路
12、 14、 22、 24、 32、 34、 42、 44、 54、 54': 4空制电^各
SW1、 SW2、 SW1'、 SW2'、 SW1"、 SW2":开关电3各
16、 36、 46:积分器电^各
18、 28、 38、 48、 58、 58':处理器电^各
18a:逻辑电路
18al、 18a2:逻辑单元
18b、 58b、 58b':比4交器电^各18c:振荡器电^各18d:计数器电^各18e:拴锁器电路18f:运算电^各
OPl、 OP2、 OP3、 OP3':运算》欠大器
Sal、 Sa2、 Sbl、 Sb2、 Sa3、 Sa4、 Sa5、 Sa6、 Sb3、 Sb4、 Sb5、Sb6、 Sb7、 Sb8、 Sb9、 Sb3'、 Sb4'、Sb5'、 Sb6'、 Sb8'、 Sb9'、 Sc、Sc':开关
Cx:待测电容 Cc: 已知电容
Ci、 Ci':,只分电容 ndo:车餘出端
与门_1 与门_4:与门 Rc:已知电阻
ndl、 nd2:节点。
权利要求
1.一种电容值量测电路，包括积分器电路，具有输入端以及输出端，所述输出端上具有积分电压，所述积分器电路用以响应于控制信号在电压设定期间中将所述积分电压设定为起始位准；第一控制电路，包括第一输出端以及待测电容，所述第一输出端电性连接于所述输入端，所述第一控制电路用以响应于第一组时脉信号切换所述待测电容的至少一端上的电压，并选择性地使所述待测电容的一端与所述第一输入端电性连接，以在第一积分期间中控制所述积分器电路进行电压积分，将所述积分电压自所述起始位准调整为终止位准；第二控制电路，包括第二输出端与被动元件，所述被动元件具有已知特性值，所述第二输出端电性连接于所述输入端，所述第二控制电路用以响应于第二组时脉信号切换所述被动元件的至少一端上的电压，并选择性地使所述被动元件的一端与所述第二输入端电性连接，以在第二积分期间中控制所述积分器电路进行电压积分，将所述积分电压的位准自所述终止位准调整为所述起始位准；以及处理器电路，用以提供所述第一组及所述第二组时脉信号来驱动所述第一及所述第二控制电路，并用以根据所述第一及所述第二积分期间的时间长度及所述已知特性值来计算得到所述待测电容的电容值。
2. 根据权利要求1所述的电容值量测电路，其中，所述第一控制 电^各还包4舌第一开关电3各，包纟舌第一端、第二端及第三端，分别井禺 接至所述待测电容的第 一端、耦4妄至所述输入端及接收第 一 电 压，所述第一开关电路用以响应于所述第 一组时3永信号的第一 状态及第二状态分别4吏所述待测电容的第一端耦接至所述输 入端及4吏所述待测电容的第 一端4妄收所述第 一 电压。
3. 根据权利要求1所迷的电容值量测电路，其中，所述被动元件 为已知电容，所述第二控制电路还包括第二开关电3各，包4舌第一端、第二端及第三端，分别耦 接至所述已知电容的第 一端、耦接至所述输入端及接收第二电 压，所述第二开关电路用以响应于所述第二组时"永信号的第一 状态及第二状态分别使所述已知电容的第一端耦接至所述输 入端及使所述已知电容的第 一端接收所述第二电压。
4. 根据权利要求3所述的电容值量测电路，其中，所述第二控制 电^各还包4舌第三开关电3各，包^^舌第一端、第二端及第三端，分别耦 接至所述已知电容的第二端、接收所述第二电压及接收第三电 压，所述第三开关电路用以响应所述第二组时"永信号的第一状 态及第二状态分别提供所述第二电压及所述第三电压至所述 已知电容的第二端；其中，所述第二电压的位准基本上等于所迷起始位准。
5. 根据权利要求2所述的电容值量测电路，其中，所述第一控制 电3各还包4舌第四开关电^各，包4舌第一端、第二端及第三端，分别專禺4妄至所述待测电容的第二端、接收所述第 一 电压及接收第四电 压，所述第四开关电路用以响应于所述第 一组时乐M言号的第一 状态及第二状态分别l是供所述第一电压及所述第四电压至所述待测电容的第二端；其中，所述第一电压的位准基本上等于所迷起始位准。
6. 根据权利要求1所述的电容值量测电路，其中，所述被动元件 为已知电阻，所述第二控制电^各还包括第二开关电^各，包括第一端及第二端，分别耦4妄至所述 已知电阻的第 一端及耦接至所述输入端，所述第二开关电3各用 以响应于所述第二组时^c信号的第 一状态及第二状态分别1吏 所述已知电阻的第 一端耦接至所述输入端及使所述已知电阻 的第一端为基本上浮接。
7. 根据权利要求1所述的电容值量测电路，其中，所述第一组及 所述第二组时脉信号具有基本上相同的时脉周期，所述第 一及 所述第二积分期间的长度基本上分别包括N个所述时脉周期 及M个所述时脉周期，所述处理器电路根据数值N与M的比 值来计算所述待测电容的电容值，数值N与M为大于1的自 然数。
8. —种电容^直量测电^各，包才舌积分器电^各，具有^r入端以及llr出端，所述车餘出端上具有积分电压，所述积分器电路用以响应于控制信号在电压设定期间中将所述积分电压i殳定为起始位准；第一控制电路，包括第一输出端与被动元件，所述被动 元件具有已知特性值，所述第 一输出端电性连接于所述输入 端，所述第一控制电路用以响应于第一组时脉信号切换所述被 动元件的至少 一 端上的电压，并选^^性地7使所述,皮动元件的一端与所述第一4ir入端电性连^妾，以在第 一积分期间中^空制所述 积分器电^各进^f于电压积分，以将所述积分电压的位准自起始位准调整为纟冬止^立准；第二控制电路，包括第二输出端以及待测电容，所述第 二输出端电性连接于所述输入端，所述第二控制电路用以响应 于第二组时脉j言号切换所述4争测电容的至少 一端上的电压，并 选4奪性地使所述4寺测电容的 一端与所述第二输入端电性连4妄， 以在第二积分期间中控制所述积分器电3各进行电压积分，将所述积分电压自所述终止位准调整为所述起始位准，所述;f寺测电 容的电容值与所述终止与所述起始位准的差值相关；以及处理器电3各，用以^是供所述第一组及所述第二组时J3永信 号来驱动所述第 一及所述第二控制电3各，并用以^f艮据所述第一 及所述第二积分期间的时间长度及所述已知特性值来计算得 到所述待测电容的电容值。
9. 一种电容^f直量测方法，应用于电容值量测电^各，所述电容值量 测电^各包4舌积分器电^各，所述积分器电^各的$叙出端上具有积分 电压，待测电容电性连接于所述积分器的输入端，所述电容值 量测方法包4舌(a)响应于第一组时脉信号切换所述待测电容的至少一 端上的电压，以在笫一积分期间中将所述积分电压的位准自起 始位准调整为纟冬止^立准；(b ) 响应于第二组时脉信号在第二积分期间中将所述 积分电压的位准自所述终止位准调整为所述起始位准；以及(c)纟艮据所述第一、所述第二积分期间及已知特性值运 算得到所述待测电容的电容值。
10.—种电容值量测方法，应用于电容值量测电^各，所述电容值量观寸电路包括积分器电路，所述积分器电路的输出端上具有积分 电压，待测电容电性连接于所述积分器电路的输入端，所述电容^f直量测方法包4舌(a)响应于第一组时脉信号在第一积分期间中将积分电 压自起始位准调整为终止位准；(b ) 响应于第二组时脉信号切换待测电容的至少 一 端 上的电压，以在第二积分期间中将所述积分电压的位准自所述 终止位准调整为所述起始位准；以及(c)々艮据所述第一、所述第二积分期间及已知特性值运 算得到所述待测电容的电容值。
全文摘要
本发明提供了一种电容值量测电路及其电容值量测方法。电容值量测方法包括下列步骤首先响应于第一组时脉信号切换待测电容的至少一端上的电压，以在第一积分期间中将积分电压的位准自起始位准调整为终止位准，待测电容的电容值与终止位准与起始位准的差值相关；接着响应于第二组时脉信号在第二积分期间中将积分电压的位准自终止位准调整为起始位准；以及之后根据第一、第二积分期间及已知特性值运算得到待测电容的电容值。本发明的电容值量测电路具有可弹性地量测不同数值范围的待测电容、可有效地提供另一种电容值量测电路的设计选择及可准确地对待测电容进行电容值量测的优点。
文档编号G01R27/26GK101556297SQ20081008989
公开日2009年10月14日 申请日期2008年4月8日 优先权日2008年4月8日
发明者宇 光 申请人:瑞鼎科技股份有限公司