自电容数据的补偿方法、装置、传感器、芯片和电子设备与流程

本技术涉及电容检测，特别涉及一种自电容数据的补偿方法、装置、传感器、芯片和电子设备。

背景技术：

1、电容式传感器通常应用在接近传感器(sar sensor)、触控检测以及入耳检测等产品中。针对不同的应用场景会采用自电容检测或者互电容检测这两种检测方法。其中，自电容检测方法通常是在测量引脚上施加激励电压来检测该引脚和地之间的电容大小，互电容检测方法通常是在发射电极上施加激励电压来检测发射电极和接收电极之间的电容大小。

2、例如，在人体接近或触控检测场景中，为了只检测人体接近或触摸导致的电容，电容式传感器需要通过适当的校准来抵消电子设备所处环境对待测电容的影响。然而，由于环境电容会随温度、湿度和大气压强等因素的变化而变化，对于校准后的电容式传感器，若环境电容发生变化，校准的结果也会随之变化，从而会影响电容传感器对人体接近情况或触摸情况的判定，即影响电容传感器的检测精确度。

技术实现思路

1、为解决现有电容式传感器在环境电容发生变化时会影响人体接近的判定的问题，本技术提供一种自电容数据的补偿方法、装置、传感器、芯片和电子设备。

2、第一方面，本技术提供一种自电容数据的补偿方法，用于电容式传感器，电容式传感器包括多条检测通道和至少一条驱动通道；

3、自电容数据的补偿方法包括：

4、获取不同检测环境下，检测通道与驱动通道之间的互电容数据，以及各检测通道对应的自电容数据，互电容数据为各检测通道与各驱动通道之间的寄生电容的和；

5、根据互电容数据和自电容数据，确定补偿数据；

6、基于补偿数据和当前检测通道与驱动通道之间的互电容数据对各检测通道的当前自电容数据进行补偿，得到各检测通道的目标自电容数据。

7、本技术中，通过根据互电容数据和自电容数据确定补偿数据，以结合各检测通道与驱动电极之间的互容和，实时对各检测通道的对地的自电容进行补偿，可以减少环境电容发生变化对人体接近情况的判定的影响，提高电容传感器的检测精度。

8、另一方面，获取不同检测环境下，检测通道与驱动通道之间的互电容数据，以及各检测通道对应的自电容数据，包括：

9、获取第一检测环境下，各检测通道与各驱动通道之间的第一互电容数据，以及各检测通道对应的第一自电容数据；

10、获取第二检测环境下，各检测通道与各驱动通道之间的第二互电容数据，以及各检测通道对应的第二自电容数据；

11、根据互电容数据和自电容数据，确定补偿数据，包括：

12、基于第一互电容数据和第二互电容数据确定互电容差值数据，基于第一自电容数据和第二自电容数据确定自电容差值数据；

13、根据自电容差值数据和互电容差值数据，确定补偿数据。

14、另一方面，基于补偿数据和当前检测通道与驱动通道之间的互电容数据对各检测通道的当前自电容数据进行补偿，得到各检测通道的目标自电容数据，包括：

15、根据当前检测通道与驱动通道之间的互电容数据与第一互电容数据，确定互电容变化数据；

16、根据补偿数据与互电容变化数据，确定第一目标补偿数据；

17、根据各检测通道的当前自电容数据与第一目标补偿数据，确定各检测通道的目标自电容数据。

18、另一方面，根据互电容数据和自电容数据，确定补偿数据，包括：

19、获取互电容数据和自电容数据之间的非线性映射关系；

20、根据非线性映射关系，确定补偿数据。

21、另一方面，获取互电容数据和自电容数据之间的非线性映射关系，包括：

22、对互电容数据和自电容数据进行多项式拟合处理，得到拟合后的多项式，拟合后的多项式用于反映互电容数据和自电容数据之间的非线性映射关系；

23、根据非线性映射关系，确定补偿数据，包括：

24、将拟合后的多项式的至少一个非常数项的系数确定为补偿数据。

25、另一方面，基于补偿数据和当前检测通道与驱动通道之间的互电容数据对各检测通道的当前自电容数据进行补偿，得到各检测通道的目标自电容数据，包括：

26、从互电容数据中确定第一互电容数据；第一互电容数据为第一检测环境下得到的互电容数据；

27、根据当前检测通道与驱动通道之间的互电容数据与第一互电容数据，确定互电容变化数据；

28、根据补偿数据与互电容变化数据，确定第二目标补偿数据；

29、根据各检测通道的当前自电容数据与第二目标补偿数据，确定各检测通道的目标自电容数据。

30、另一方面，多项式包括第一非常数项和第二非常数项，第一非常数项和第二非常数项的次数不同；

31、将拟合后的多项式的至少一个非常数项的系数确定为补偿数据，包括：

32、将拟合后的多项式中的第一非常数项的系数作为第一补偿数据，将拟合后的多项式中的第二非常数项的系数作为第二补偿数据；

33、根据补偿数据与互电容变化数据，确定第二目标补偿数据，包括：

34、根据第一补偿数据与互电容变化数据，确定第一子目标补偿数据；

35、根据第二补偿数据与互电容变化数据，确定第二子目标补偿数据；

36、根据第二补偿数据、互电容变化数据与第一互电容数据，确定第三子目标补偿数据；

37、根据第一子目标补偿数据、第二子目标补偿数据和第三子目标补偿数据的，确定第二目标补偿数据。

38、另一方面，不同检测环境中任意两个检测环境所处的温度区间均不同；

39、根据互电容数据和自电容数据，确定补偿数据，包括：

40、针对不同检测环境中的任意一个检测环境，获取任意一个检测环境下互电容数据与温度的第一线性映射关系，基于第一线性映射关系确定任意一个检测环境对应温度区间的第三补偿数据；

41、获取任意一个检测环境下自电容数据与温度的第二线性映射关系，基于第二线性映射关系确定任意一个检测环境对应的温度区间的第四补偿数据；

42、根据第三补偿数据和第四补偿数据，确定当前温度区间的补偿数据；

43、对多个温度区间的补偿系数进行整合处理，得到补偿系数。

44、另一方面，获取任意一个检测环境下互电容数据与温度的第一线性映射关系，基于第一线性映射关系确定任意一个检测环境对应温度区间的第三补偿数据，包括：

45、对任意一个检测环境下的互电容数据和温度进行多项式拟合处理，得到拟合后的第一多项式，拟合后的第一多项式用于反映互电容数据与温度之间的线性映射关系；

46、将第一多项式中的非常数项系数作为第三补偿数据；

47、获取任意一个检测环境下自电容数据与温度的第二线性映射关系，基于第二线性映射关系确定任意一个检测环境对应的温度区间的第四补偿数据，包括：

48、对任意一个检测环境下的自电容数据和温度进行多项式拟合处理，得到拟合后的第二多项式，拟合后的第二多项式用于反映自电容数据与温度之间的线性映射关系；

49、将第二多项式的非常数项系数作为第四补偿数据。

50、另一方面，基于补偿数据和当前检测通道与驱动通道之间的互电容数据对各检测通道的当前自电容数据进行补偿，得到各检测通道的目标自电容数据，包括：

51、将当前互电容数据所处的温度区间的补偿系数确定为目标补偿数据；

52、从互电容数据中确定第一互电容数据；第一互电容数据为第一检测环境下得到的互电容数据；

53、根据当前检测通道与驱动通道之间的互电容数据与第一互电容数据，确定互电容变化数据；

54、根据目标补偿数据与互电容变化数据，确定第三目标补偿数据；

55、根据各检测通道的当前自电容数据与第三目标补偿数据，确定各检测通道的目标自电容数据。

56、另一方面，获取不同检测环境下，检测通道与驱动通道之间的互电容数据，包括：

57、在各检测环境中，控制电容式传感器处于未感测状态，控制电容式传感器处于互电容工作模式，获取各检测通道与各驱动通道之间的寄生电容；

58、根据各检测通道与各驱动通道之间的寄生电容，确定检测通道与驱动通道之间的互电容数据。

59、另一方面，获取不同检测环境下，各检测通道对应的自电容数据，包括：

60、控制电容式传感器从互电容工作模式切换为自电容工作模式，且控制驱动通道上的电压与检测通道上的电压相等，获取各检测通道对地的寄生电容，得到各检测通道对应的自电容数据。

61、第二方面，本技术提供一种自电容数据的补偿装置，自电容数据的补偿装置应用于电容式传感器，电容式传感器包括多条检测通道和至少一条驱动通道；

62、自电容数据的补偿装置包括：

63、获取模块，用于获取不同检测环境下，检测通道与驱动通道之间的互电容数据，以及各检测通道对应的自电容数据；互电容数据为各检测通道与各驱动通道之间的寄生电容的和；

64、确定模块，用于根据互电容数据和自电容数据，确定补偿数据；

65、补偿模块，用于基于补偿数据和当前互电容数据对各检测通道的当前自电容数据进行补偿，得到各检测通道的目标自电容数据。

66、另一方面，获取模块，用于获取第一检测环境下，各检测通道与各驱动通道之间的第一互电容数据，以及各检测通道对应的第一自电容数据；

67、还用于获取第二检测环境下，各检测通道与各驱动通道之间的第二互电容数据，以及各检测通道对应的第二自电容数据；

68、确定模块，用于基于第一互电容数据和第二互电容数据确定互电容差值数据，基于第一自电容数据和第二自电容数据确定自电容差值数据；

69、根据自电容差值数据和互电容差值数据，确定补偿数据。

70、另一方面，补偿模块，用于根据当前检测通道与驱动通道之间的互电容数据与第一互电容数据，确定互电容变化数据；

71、根据补偿数据与互电容变化数据，确定第一目标补偿数据；

72、根据各检测通道的当前自电容数据与第一目标补偿数据，确定各检测通道的目标自电容数据。

73、另一方面，确定模块，包括：

74、第一获取子模块，用于获取互电容数据和自电容数据之间的非线性映射关系；

75、第一确定子模块，用于根据非线性映射关系，确定补偿数据。

76、另一方面，第一获取子模块，用于对互电容数据和自电容数据进行多项式拟合处理，得到拟合后的多项式，拟合后的多项式用于反映互电容数据和自电容数据之间的非线性映射关系；

77、第一确定子模块，用于将拟合后的多项式的至少一个非常数项的系数确定为补偿数据。

78、另一方面，补偿模块，包括：

79、第二确定子模块，用于从互电容数据中确定第一互电容数据；第一互电容数据为第一检测环境下得到的互电容数据；

80、第三确定子模块，用于根据当前检测通道与驱动通道之间的互电容数据与第一互电容数据，确定互电容变化数据；

81、第四确定子模块，用于根据补偿数据与互电容变化数据，确定第二目标补偿数据；

82、第五确定子模块，用于根据各检测通道的当前自电容数据与第二目标补偿数据，确定各检测通道的目标自电容数据。

83、另一方面，多项式包括第一非常数项和第二非常数项，第一非常数项和第二非常数项的次数不同；

84、第一确定子模块，用于将拟合后的多项式中的第一非常数项的系数作为第一补偿数据，将拟合后的多项式中的第二非常数项的系数作为第二补偿数据；

85、第四确定子模块，用于根据第一补偿数据与互电容变化数据，确定第一子目标补偿数据；

86、根据第二补偿数据与互电容变化数据，确定第二子目标补偿数据；

87、根据第二补偿数据、互电容变化数据与第一互电容数据，确定第三子目标补偿数据；

88、根据第一子目标补偿数据、第二子目标补偿数据和第三子目标补偿数据的，确定第二目标补偿数据。

89、另一方面，不同检测环境中任意两个检测环境所处的温度区间均不同；

90、确定模块，包括：

91、第二获取子模块，用于针对不同检测环境中的任意一个检测环境，获取任意一个检测环境下互电容数据与温度的第一线性映射关系，基于第一线性映射关系确定任意一个检测环境对应温度区间的第三补偿数据；

92、第三获取子模块，用于获取任意一个检测环境下自电容数据与温度的第二线性映射关系，基于第二线性映射关系确定任意一个检测环境对应的温度区间的第四补偿数据；

93、第六确定子模块，用于根据第三补偿数据和第四补偿数据，确定当前温度区间的补偿数据；

94、整合子模块，用于对多个温度区间的补偿系数进行整合处理，得到补偿系数。

95、另一方面，第二获取子模块，用于对任意一个检测环境下的互电容数据和温度进行多项式拟合处理，得到拟合后的第一多项式，拟合后的第一多项式用于反映互电容数据与温度之间的线性映射关系；

96、将第一多项式中的非常数项系数作为第三补偿数据；

97、第三获取子模块，用于对任意一个检测环境下的自电容数据和温度进行多项式拟合处理，得到拟合后的第二多项式，拟合后的第二多项式用于反映自电容数据与温度之间的线性映射关系；

98、将第二多项式的非常数项系数作为第四补偿数据。

99、另一方面，补偿模块，用于将当前互电容数据所处的温度区间的补偿系数确定为目标补偿数据；

100、从互电容数据中确定第一互电容数据；第一互电容数据为第一检测环境下得到的互电容数据；

101、根据当前检测通道与驱动通道之间的互电容数据与第一互电容数据，确定互电容变化数据；

102、根据目标补偿数据与互电容变化数据，确定第三目标补偿数据；

103、根据各检测通道的当前自电容数据与第三目标补偿数据，确定各检测通道的目标自电容数据。

104、另一方面，获取模块，用于在各检测环境中，控制电容式传感器处于未感测状态，控制电容式传感器处于互电容工作模式，获取各检测通道与各驱动通道之间的寄生电容；

105、根据各检测通道与各驱动通道之间的寄生电容，确定检测通道与驱动通道之间的互电容数据。

106、另一方面，获取模块，用于控制电容式传感器从互电容工作模式切换为自电容工作模式，且控制驱动通道上的电压与检测通道上的电压相等，获取各检测通道对地的寄生电容，得到各检测通道对应的自电容数据。

107、第三方面，本技术提供一种电容式传感器，包括：

108、控制模块，控制模块用于控制电容式传感器实施权利要求1-12任一项自电容数据的补偿方法；

109、多路选择模块，多路选择模块用于基于控制模块的控制指令选择电容式传感器中各通道的状态；

110、至少一条驱动通道；

111、多条检测通道，各检测通道与各驱动通道之间具有寄生电容，各检测通道对地形成寄生电容。

112、另一方面，电容式传感器还包括：

113、模拟前端模块，模拟前端模块与多路选择模块连接，模拟前端模块用于输出与输入电容成比例的电压；

114、偏移补偿模块，偏移补偿模块与模拟前端模块连接，偏移补偿模块用于输出与检测通道上的第二寄生电容成比例的电压；

115、模数转换模块，模数转换模块与偏移补偿模块连接，模数转换模块用于将模拟前端模块的输出电压转换成数字码，并输出至数字处理模块；

116、数字处理模块，数字处理模块与模数转换模块连接，数字处理模块用于接收数字码，并传输至寄存模块；

117、寄存模块，寄存模块与数字处理模块连接。

118、第四方面，本技术提供一种芯片，该芯片包括电路，该电路用于执行上述自电容数据的补偿方法。

119、第五方面，本技术提供一种电子设备，该电子设备包括上述芯片。