一种适用于电容检测芯片的电容值调整装置及方法与流程

本发明涉及测控，尤其涉及一种适用于电容检测芯片的电容值调整装置及方法。

背景技术：

1、现有电容检测芯片，常运用于可穿戴设备的产品，其具有体积小，低功耗等特点，但常常由于使用客户群体的差异：如大头、小头、佩戴按压程度等，环境多样化，如：高温、低温、高湿等，以及使用场景的多样化，如：更换不同耳罩、拆装耳罩等导致该电容检查芯片输出异常。而信号异常输出，会导致采集它主系统做出异常响应，从而极大了影响了产品性能。现有技术为解决这一问题采用环境补偿模块来消除环境因素的干扰，即读取整个环境外围的电容值，并通过预设值对检测结果进行补偿，以实现采集的电容值等于实际感应的电容值；但可穿戴设备在长时间佩戴后，电容检测芯片由于温度变化使得检测得到的电容值仍会缓慢上升，致使在可穿戴设备摘下后无法触发相应的摘戴的阈值，又因为上升值不固定而无法通过提高摘戴的阈值来解决。

技术实现思路

1、本发明提供了一种适用于电容检测芯片的电容值调整装置及方法，以解决现有的电容检测芯片在长时间地使用下，因温度变化造成的检测得到的电容值以不固定的方式上升的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种适用于电容检测芯片的电容值调整装置，包括：温度补偿pad和数据处理模块；

3、其中，所述温度补偿pad按预设距离设置于电容检测芯片中的主通道感应面pad的一侧；其中，所述温度补偿pad的各个面与所述主通道感应面pad相比，按预设值内缩；

4、所述主通道感应面pad用于采集在触摸感应下的第一初始电容值，所述第一初始电容值经过模数转换和环境补偿后，得到第一实际电容值并传输至所述数据处理模块；

5、所述温度补偿pad用于采集在触摸感应下的第二初始电容值，所述第二初始电容值经过模数转换和环境补偿后，得到第二实际电容值并传输至所述数据处理模块；

6、所述数据处理模块用于接收所述第一实际电容值和所述第二实际电容值，并根据所述第一实际电容值、所述第二实际电容值，动态调节温度补偿系数后，根据所述温度补偿系数和所述第二实际电容值，计算得到补偿后的电容值。

7、本发明通过在主通道感应面pad的一侧设置温度补偿pad，并且温度补偿pad与主通道感应面pad的相比各个面按预设值内缩，使得温度补偿pad检测到的第二初始电容值与第一初始电容值相近，两个电容值经过处理后在数据处理模块中通过动态调节温度补偿系数，再结合第二实际电容值计算得到补偿后的电容值，可以避免因温度变化造成的检测得到的电容值以不固定的方式上升的问题。

8、进一步地，所述预设值大于等于1mm。

9、本发明的温度补偿pad与主通道感应面pad相比，各个面内缩等于或超过1mm，以获得与主通道感应面pad检测到的第一初始电容值相近的第二初始电容值，便于在后续的处理中第二初始电容值对应的第二实际电容值在温度补偿后跟随第一实际电容值，从而实现对温度变化造成电容值上升的抵消。

10、进一步地，所述适用于电容检测芯片的电容值调整装置，还包括：还包括：电容转电压模块和adc模块；

11、其中，所述电容转电压模块用于将所述第一初始电容值和所述第二初始电容值分别转换为与第一初始电容值对应的第一电压信号和与第二初始电容值对应的第二电压信号，并传输至所述补偿抵消模块；

12、其中，所述adc模块用于将所述第一电压信号和所述第二电压信号分别转换为与所述第一电压信号对应的第一数字信号和与所述第二电压信号对应的第二数字信号。

13、进一步地，所述适用于电容检测芯片的电容值调整装置，还包括：第一低通滤波模块；

14、其中，所述第一低通滤波模块用于根据滤波算法对所述第一数字信号和所述第二数字信号进行平滑滤波。

15、进一步地，所述适用于电容检测芯片的电容值调整装置，还包括：补偿抵消模块；

16、所述补偿抵消模块用于读取环境外围的环境电容值，在所述环境电容值经过模数转换、平滑滤波后，根据处理后的环境电容值，对滤波处理后的第一数字信号和滤波处理后的第二数字信号进行补偿，分别得到与所述第一数字信号对应的所述第一实际电容值和与所述第二数字信号对应的第二实际电容值。

17、本发明通过电容转电压模块和补偿抵消模块将第一初始电容值和第二初始电容值转化为对应的电压信号后，在经过模数转换和滤波处理后，进行环境补偿，以消除环境因素的干扰。

18、另一方面，本发明实施例还提供了一种适用于电容检测芯片的电容值调整方法，包括：

19、使用主通道感应面pad采集在触摸感应下的第一初始电容值，所述第一初始电容值经过模数转换和环境补偿后，得到第一实际电容值；

20、使用温度补偿pad采集在触摸感应下的第二初始电容值，所述第二初始电容值经过模数转换和环境补偿后，得到第二实际电容值；

21、获取所述第一实际电容值和所述第二实际电容值，并根据所述第一实际电容值、所述第二实际电容值，动态调节温度补偿系数，再根据所述温度补偿系数和所述第二实际电容值，计算得到补偿后的电容值。

22、本发明通过将两个电容值经过处理后，再通过动态调节温度补偿系数，再结合第二实际电容值计算得到补偿后的电容值，可以避免因温度变化造成的检测得到的电容值以不固定的方式上升的问题。

23、进一步地，所述根据所述第一实际电容值、所述第二实际电容值，动态调节温度补偿系数，具体为：

24、根据所述第一实际电容值的变化量、所述第二实际电容值的变化量，结合上一时刻补偿后的电容值，动态调节温度补偿系数。

25、本发明结合上一时刻补偿后的电容值和第一实际电容值和第二实际电容值的变化量，对温度补偿系数进行动态调整，以使第二实际电容值在进行温度补偿后可以跟随第一实际电容值的变化的同时，消除因温度造成的电容值不固定上升的影响。

26、进一步地，所述根据所述第一实际电容值的变化量、所述第二实际电容值的变化量，结合上一时刻补偿后的电容值，动态调节温度补偿系数，包括：

27、当所述第一实际电容值的变化量大于预设值，并且，所述第二实际电容值的变化量大于所述预设值，并且，所述第一实际电容值的变化量大于所述上一时刻补偿后的电容值时，增加所述温度补偿系数；当所述第一实际电容值的变化量大于所述预设值，并且，所述第二实际电容值的变化量大于所述预设值，并且，所述第一实际电容值的变化量小于所述上一时刻补偿后的电容值时，减小所述温度补偿系数；当所述第一实际电容值的变化量小于所述预设值，并且，所述第二实际电容值的变化量小于所述预设值，并且，所述第一实际电容值的变化量的负数大于所述上一时刻补偿后的电容值的负数时，减小所述温度补偿系数；当所述第一实际电容值的变化量小于所述预设值，并且，所述第二实际电容值的变化量小于所述预设值，并且，所述第一实际电容值的变化量的负数小于所述上一时刻补偿后的电容值的负数时，减小所述温度补偿系数。

28、本发明在第一实际电容值和第二实际电容值上升时，当第一实际电容值变化量较大时和较小时，分别增加和减少温度补偿系数以使补偿后的电容值在消除温度影响的同时跟随第一实际电容值；此外，在第一实际电容值和第二实际电容值下降时，当第一实际电容值的变化量较大和较小时，分别减少和增加温度补偿系数以使补偿后的电容值在消除温度影响的同时跟随第一实际电容值。

29、进一步地，所述根据所述第一实际电容值、所述第二实际电容值，动态调节温度补偿系数，还包括：

30、计算所述第一实际电容值的变化量与上一时刻补偿后的电容值的差值；其中，所述上一时刻补偿后的电容值为根据上一时刻第二实际电容值和上一时刻温度补偿系数，计算得到的补偿后的电容值；

31、根据所述差值，确定所述差值对应的档位，并根据所述档位，调节所述温度补偿系数。

32、本发明通过计算第一实际电容值的变化量与上一时刻补偿后的差值，根据差值的大小对应不同的档位，在基于所属的档位对温度补偿系数进行相应的调节，实现随着第一实际电容值的变化动态调节温度补偿系数，消除电容检测芯片在长时间使用下的温度影响。

33、进一步地，所述根据所述温度补偿系数和所述第二实际电容值，计算得到补偿后的电容值，具体为：

34、根据所述温度补偿系数和所述第二实际电容值，采用温度补偿公式计算得到所述补偿后的电容值；其中，所述温度补偿公式为：

35、calculated_ ＝ 2*coef*a；

36、其中，calculated_ 为补偿后的电容值，useful2为第二实际电容值，coef为温度补偿系数，a为常数并由电容检测芯片出厂时确定。