一种电容检测电路的制作方法

本发明一般涉及电容检测领域，并且更具体地，涉及一种电容检测电路。

背景技术：

1、通过检测电容的变化，能够感知外部环境和条件的变化，比如湿度、压力或液位，还可以确保产品质量完好无损，达到防篡改的目的。测量外部电容大小，即可作为电容传感器的目的。

2、而目前电容检测大多采用调整待测电容积分回路的充电电流大小的方式，已知电流镜比值越大，电流镜像误差越大，导致电容检测误差较大。

技术实现思路

1、根据本发明的实施例，提供了一种电容检测方案。本方案采用大小相同的充电电流和充电时间作比较，大小可调的补偿电容作为变量，便于处理数据，提高运算速度。

2、在本发明的第一方面，提供了一种电容检测电路。该电路包括：两个比较器，其中第一比较器的正输入端连接第一积分电路，第二比较器的正输入端连接第二积分电路，两个比较器的负输入端均连接参考电压；

3、所述第一比较器的输出端连接第一计数器；所述第一计数器用于对所述第一积分电路中的待测电容充电时间进行计数；

4、所述第二比较器的输出端连接第二计数器；所述第二计数器用于对所述第二积分电路中的参考电容充电时间进行计数；

5、所述第一计数器和第二计数器的输出端连接处理器，所述处理器用于比较所述待测电容充电时间和参考电容充电时间的大小关系，进行电容大小调整；以及当所述待测电容充电时间和参考电容充电时间相同时，结束电容大小调整。

6、进一步地，所述第一积分电路，包括待测电容、可调补偿电容、第二开关和第一开关；所述待测电容、可调补偿电容和第二开关相互并联且连接所述第一比较器的正输入端；

7、所述第一开关设置于所述第一比较器的正输入端与电流源之间。

8、进一步地，所述第二积分电路，包括参考电容和第四开关；所述参考电容和第四开关相互并联且连接所述第二比较器的正输入端；

9、所述第三开关设置于所述第二比较器的正输入端与电流源之间。

10、在本发明的第二方面，提供了一种电容检测方法。该方法包括：

11、步骤1：在第一积分电路和第二积分电路开始充电前，调整第二开关和第四开关处于关闭状态，释放待测电容和参考电容的正极板上的电荷；

12、步骤2：调整第一开关和第三开关处于关闭状态，以及第二开关和第四开关处于打开状态，待测电容和参考电容开始充电，同时第一计数器和第二计数器开始计数；

13、步骤3：当第一比较器的电压不小于对应的参考电压时，所述第一比较器的输出发生翻转，第一计数器停止计数，若待测电容充电时间小于参考电容充电时间，则调整可调补偿电容，返回执行步骤1；若待测电容充电时间等于参考电容充电时间，则电容检测结束。

14、进一步地，所述可调补偿电容为：

15、

16、其中，δx为使t1＝t2所需要调整的补偿电容量；t1为待测电容充电到参考电压所需时间；t2为参考电容充电到参考电压所需时间；iref为充电电流；c0为δx的调整量每增加1所增加的电容量；vref为检测电路参考电压。

17、在本发明的第三方面，提供了一种电容检测装置。该装置包括：

18、第一调整模块，用于在第一积分电路和第二积分电路开始充电前，调整第二开关和第四开关处于关闭状态，释放待测电容和参考电容的正极板上的电荷；

19、第二调整模块，用于调整第一开关和第三开关处于关闭状态，以及第二开关和第四开关处于打开状态，待测电容和参考电容开始充电，同时第一计数器和第二计数器开始计数；

20、检测模块，用于当第一比较器的电压不小于对应的参考电压时，所述第一比较器的输出发生翻转，第一计数器停止计数，若待测电容充电时间小于参考电容充电时间，则调整可调补偿电容，返回调用第一调整模块；若待测电容充电时间等于参考电容充电时间，则电容检测结束。

21、在本发明的第四方面，提供了一种电子设备。该电子设备至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明第二方面的方法。

22、在本发明的第五方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行本发明第二方面的方法。

23、应当理解，
技术实现要素：
部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

技术特征：

1.一种电容检测电路，其特征在于，包括：两个比较器，其中第一比较器的正输入端连接第一积分电路，第二比较器的正输入端连接第二积分电路，两个比较器的负输入端均连接参考电压；

2.根据权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于，所述第一积分电路，包括待测电容、可调补偿电容、第二开关和第一开关；所述待测电容、可调补偿电容和第二开关相互并联且连接所述第一比较器的正输入端；

3.根据权利要求2所述的电容检测电路，其特征在于，所述第二积分电路，包括参考电容和第四开关；所述参考电容和第四开关相互并联且连接所述第二比较器的正输入端；

4.一种电容检测方法，应用于如权利要求1～3所述的电容检测电路，其特征在于，所述方法包括：

5.根据权利要求4所述的电容检测方法，其特征在于，所述可调补偿电容为：

6.一种电容检测装置，其特征在于，包括：

7.一种电子设备，包括至少一个处理器；以及

8.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求4或5所述的方法。

技术总结
本发明的实施例提供了一种电容检测电路，包括两个比较器，其中第一比较器的正输入端连接第一积分电路，第二比较器的正输入端连接第二积分电路，两个比较器的负输入端均连接参考电压；第一比较器的输出端连接第一计数器；第一计数器用于对所述第一积分电路中的待测电容充电时间进行计数；第二比较器的输出端连接第二计数器；第二计数器用于对所述第二积分电路中的参考电容充电时间进行计数；第一计数器和第二计数器的输出端连接处理器，处理器用于比较所述待测电容充电时间和参考电容充电时间的大小关系，进行电容大小调整。以此方式，可以采用大小相同的充电电流和充电时间作比较，大小可调的补偿电容作为变量，便于处理数据，提高运算速度。

技术研发人员：李燕,张建平
受保护的技术使用者：华大恒芯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13