电容传感装置及电容检测方法、电子设备与流程

1.本技术涉及集成电路技术领域，具体涉及一种电容传感装置及电容检测方法、电子设备


背景技术：

2.电容式传感器是将被测物理量或机械量转换成为电容量变化的一种转换装置，电容式传感器由于结构简单、性能稳定、灵敏度高等优点被广泛应用到工业及消费类电子产品领域，如：压力、位移、加速度、厚度、液位等测量。
3.通过电容检测模块，可把传感器电容的变化量转换为电信号输出。测知电信号的大小，可判断被测量的大小，这就是电容式传感器的基本工作原理。电容传感器的电容(c
x
)包括两个部分，寄生电容(c
p
)和可变电容(δc)，其中寄生电容c
p
为一固定电容值，当手指或其他物体接近传感器时，会导致电容传感器的可变电容δc发生变化。
4.对于自电容结构的电容传感器，自电容只有一个极板，极板与地之间形成固有的寄生电容c
p
，当手指接近传感器时，手指与传感器极板之间形成一个可变电容δc。由于人体电容相对较大，其电位相当于地，因此δc与手指和极板间距离相关。通过检测δc的大小，就可以判断手指是否接近或者计算手指的距离，其电容值变为c
x
＝c
p
+δc。
5.在实际应用中，寄生电容c
p
的值可能远大于可变电容δc，而真正对于传感有效的电容是可变电容δc的值。如果寄生电容c
p
过大，容易导致电容检测模块饱和，而无法检测出δc的变化。因此，需要对传感器固有的寄生电容进行补偿，补偿后的寄生电容c
p’为：c
p’＝c
p-cb，cb为补偿电容值。无论是采用哪种电容结构进行检测，寄生电容补偿的目的就是找到合适的补偿电容值cb，使得c
p’等于或尽可能接近0，使得在可变电容δc＝0时，传感装置的输出信号在零附近，从而当有物体接近时，可变电容δc发生的变化能够有效反映在输出信号的变化上。
6.现有技术进行寄生电容的补偿时，通常在电容传感芯片内部设置补偿电容模块，由于芯片面积有限，在芯片内部布置过多电容会导致版图布局布线非常困难且消耗过多面积，增加成本；通过片内电容和片外电容一起补偿的方法可以减小片内补偿电容面积，但增设了片外补偿电容，减少了电容传感芯片使用的方便性。因此在芯片面积受限，外部寄生电容又远大于补偿电容的情况且不采用片外补偿电容的情况下，现有技术的电容补偿效果还有待进一步的改善。


技术实现要素：

7.鉴于此，本技术提供一种电容传感装置及其电容检测方法、电子设备，以提高寄生电容补偿效果，从而提高电容检测的准确性。
8.本技术提供一种电容传感装置，包括：公共端，用于连接至传感电极；至少一个检测模块，所述检测模块包括放大器，所述放大器的第一输入端连接至所述公共端，第二输入端连接至固定电位端，且所述放大器的第一输入端和输出端之间连接有反馈电容；补偿模
块，包括补偿电容，所述补偿电容的第一端连接至所述放大器的第一输入端；控制模块，用于在单个检测周期内，控制所述补偿电容和所述反馈电容进行预充电后，再控制所述检测模块对所述公共端的电信号进行检测并输出传感信号，在检测过程中，基于预充电的电荷转移，使得所述补偿模块提供的有效补偿电容值大于所述补偿电容的实际电容值。
9.可选的，所述补偿电容包括若干并联的电容阵列，每个电容阵列的实际电容值可调，所述补偿电容的实际电容值为各电容阵列的实际电容值之和。
10.可选的，所述补偿电容至少包括两个具有不同电容调整精度的电容阵列。
11.可选的，还包括：信号处理模块，连接至所述检测模块的输出端，用于将所述检测模块输出的传感信号转换成数字传感信号并输出。
12.可选的，所述电容传感芯片包括：在预充电时，所述控制模块用于控制所述放大器的输出端连接至参考电压端，所述放大器的两个输入端均连接至固定电位端，以及，将所述传感电极和所述补偿电容的第一端均连接至电源电压或接地；在对所述公共端的电信号进行检测时，所述控制模块用于将所述放大器与参考电压端之间断开，以及将所述放大器的第一输入端与第二输入端之间断开，将所述公共端电连接至所述放大器的第一输入端，并切换所述补偿电容的第二端与地、与电源电压之间的连接关系。
13.可选的，所述控制模块包括：连接于补偿电容的第二端与地之间的第一开关、连接于所述补偿电容的第二端与电源电压之间的第二开关、连接于所述放大器的两个输入端之间的第三开关、连接于所述放大器的输出端与参考电压端之间的第四开关、连接于所述公共端和电源电压之间的第五开关、连接于所述公共端和地之间的第六开关，连接于所述公共端和所述放大器的第一输入端之间的第七开关。
14.可选的，所述参考电压端接地。
15.可选的，所述固定电位端的电压与所述电源电压的比为1：n或(n-1)：n；所述补偿模块提供的有效补偿电容值为所述补偿电容的实际电容值的n倍，n≥1。
16.可选的，包括：两个所述检测模块，分别为第一检测模块和第二检测模块，所述第一检测模块的放大器的第二输入端连接至第一固定电位端，所述第二检测模块的放大器的第二输入端连接至第二固定电位端。
17.可选的，所述控制模块用于控制两个所述检测模块依次输出传感信号。
18.可选的，所述第一固定电位端的电压与电源电压的比为(n-1)：n；所述第二固定电位端的电压与电源电压的比为1：n。
19.本技术还提供一种电容检测方法，包括：提供如上述任一项所述的电容传感装置；在单个检测周期内，控制所述补偿电容和所述反馈电容进行预充电，然后再控制所述检测模块对所述公共端的电信号进行检测并输出传感信号。
20.可选的，所述检测方法包括：进行预充电时：将所述放大器的输出端电连接至参考电压端，两个输入端均电连接至固定电位端；将所述公共端和所述补偿电容的第一端电连接至电源电压，或者将所述公共端和所述补偿电容的第一端均接地；对公共端的电信号进行检测时：将所述放大器与参考电压端之间断开，以及将所述放大器的两个输入端之间断开，将所述公共端电连接至所述放大器的第一输入端，切换所述补偿电容的第一端与地和电源电压之间的连接关系，并获取所述放大器的输出端的输出信号作为传感信号。
21.可选的，当所述电容传感装置内包括第一检测模块和所述第二检测模块时，分别
获取两个检测模块输出的第一传感信号和第二传感信号；将所述第一传感信号和所述第二传感信号进行差分运算，对差分运算后的模拟信号进行处理后得到数字传感信号。
22.本技术还提供一种电子设备，包括：如上述任一项所述的电容传感装置。
23.本技术上述电容传感装置以及电容检测方法，在不增加实际补偿电容面积的基础上，实现电容补偿倍增效果，特别是在外部寄生电容较大的情况下，利用较小面积的内部补偿电容，就能够实现对寄生电容的补偿。进一步的，通过调整固定电位端与电源电压之间的比例，能够实现补偿电容的倍增，根据比例的调整，调整有效补偿电容值与补偿电容值之间的比例。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1是本技术一实施例的电容传感装置的结构示意图；
26.图2a是本技术一实施例的补偿模块的结构示意图；
27.图2b是本技术一实施例的补偿模块内的电容阵列的结构示意图；
28.图3是本技术一实施例的电容传感装置的结构示意图；
29.图4是本技术一实施例的电容检测方法的流程示意图；
30.图5是本技术一实施例的电容补偿倍增方法的流程示意图。
具体实施方式
31.下面结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而非全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
32.请参考图1，为本发明一实施例的电容传感装置的等效电路示意图。
33.所述电容传感装置10包括公共端pad、至少一个检测模块102、补偿模块101以及控制模块。
34.所述公共端pad，用于连接传感电极。传感电极与被测物体之间形成待测电容cx，通过检测待测电容cx的变化得到传感信号，所述传感信号与传感电极和被测物体之间的距离成正比。所述公共端pad可以为电容传感芯片100的引脚，所述传感电极通常为电路板上的金属电极板。
35.所述检测模块102包括放大器amp，所述放大器amp的第一输入端in1连接至所述公共端pad，第二输入端in2连接至固定电位端a，且所述放大器amp的第一输入端in1和输出端vout之间连接有反馈电容cv；所述运算放大器amp和所述反馈电容cv构成积分放大器，用于将传感电容cx的传感电极cx上的电荷进行积分放大输出模拟传感信号vout；
36.补偿模块101，包括补偿电容cb，所述补偿电容cb的第一端连接至所述放大器amp的第一输入端；
37.控制模块1001，连接所述补偿模101以及所述检测模块102，用于在单个检测周期内，控制所述补偿电容cb和所述反馈电容cv进行预充电后，再控制所述检测模块102对所述公共端pad的电信号进行检测并输出传感信号，在检测过程中，基于预充电的电荷转移，使得所述补偿模块101提供的有效补偿电容值大于所述补偿电容的实际电容值。
38.该实施例中，所述电容传感装置100的各个模块集成于一芯片上，作为电容传感芯片。在其他实施例中，所述电容传感装置100内的各个模块也可以分别设置于不同的芯片内。
39.本发明的实施例中，图1所示的电容传感装置中，所述补偿模块101能够提供大于所述补偿电容的实际电容值的有效补偿电容，在不增加实际补偿电容面积的基础上，实现电容补偿倍增效果，特别是在外部寄生电容较大的情况下，利用较小面积的内部补偿电容，就能够实现对寄生电容的补偿。
40.在一些实施例中，在预充电时，所述控制模块1001用于控制所述放大器amp的输出端连接至参考电压端vref，所述放大器amp的两个输入端均连接至固定电位端va，以及，将所述传感电极和所述补偿电容cb的第一端均连接至电源电压vcc或接地gnd；在对所述公共端pad的电信号进行检测时，所述控制模块1001用于将所述放大器amp与参考电压端vref之间断开，以及将所述放大器amp的第一输入端in1与第二输入端in2之间断开，将所述公共端pad电连接至所述放大器pad的第一输入端，并切换所述补偿电容cb的第二端与地、与电源电压之间的连接关系。
41.图1所示的实施例中，所述控制模块1001包括：连接于补偿电容cb的第二端与地gnd之间的第一开关k1、连接于所述补偿电容cb的第二端与电源电压vcc之间的第二开关k2、连接于所述放大器amp的两个输入端之间的第三开关k3、连接于所述放大器amp的输出端与参考电压端vref之间的第四开关k4、连接于所述公共端pad和电源电压vcc之间的第五开关k5、连接于所述公共端pad和地gnd之间的第六开关k6，连接于所述公共端pad和所述放大器amp的第一输入端in1之间的第七开关k7。
42.可以通过控制第一开关k1和第二开关k2的通断状态，切换所述补偿电容cb与所述地gnd、电源电压vcc之间的连接关系。例如断开第一开关k1，闭合第二开关k2，使得所述补偿电容cb的第一端连接至电源电压vcc；断开第二开关k2，闭合第二开关k1，使得所述补偿电容cb的第一端接地。
43.上述描述中开关的断开和闭合指的是开关处于断路和导通状态，其中各个开关均是指具有开关特性的元器件，图示中仅为等效电路示意，并非实际的开关结构。所述开关可以是mos晶体管、三极管或者二极管具有开关特性的元器件，可以通过与该器件对应的方式控制开关的通断状态。本领域的技术人员可以根据实际电路设计的需要选择合适的开关结构，在此不作赘述。
44.所述补偿电容cb为等效电容的示意，所述补偿电容cb具体由特定的电路结构实现，可以是单个电容，或多个并联电容。在本发明的一个实施例中，所述补偿电容cb包括若干并联的电容阵列，每个电容阵列的实际电容值可调，所述补偿电容cb的实际电容值为各电容阵列的实际电容值之和。
45.请参考图2a，为本发明一实施例的补偿电容cb的结构示意图。
46.该实施例中，所述补偿电容cb包括多个电容阵列201，以及连接所述电容阵列的控
制单元202。
47.请参考图2b为本发明一实施例的电容阵列201的结构示意图。
48.所述电容阵列201内包括多个并联的电容c1～cn，每个电容的一端连接至所述第一输入端in1，另一端分别连接至开关k，通过控制开关k的通断状态，控制每个电容阵列201接入电路的实际电容值。所述控制单元202则用于控制各个开关k的通断状态。所述补偿电容cb为各个电容阵列201接入电路的实际电容值之和。
49.在一些实施例中，所述补偿电容cb至少包括两个具有不同电容调整精度的电容阵列，例如包括一个调整精度较低的第一电容阵列，所述第一电容阵列内各并联的电容的容值较大，接入电路的实际电容值的调整精度较小，可以快速将补偿电容值调整至目标值附近；还包括一个调整精度较高的第二电容阵列，接入电路的实际电容值的调整精度较小，可以实现高精度的调整，使得最终的补偿电容进一步接近于目标值。
50.在一个实施例中，所述固定电位端a的电压va与所述电源电压vcc的比为1：n，例如1：1、1：2等；或者，所述固定电位端a的电压va与所述电源电压vcc的比为(n-1)：n；例如1：2、2：3等，所述补偿模块101提供的有效补偿电容值为所述补偿电容的实际电容值的n倍，n≥1。当电路中待补偿的寄生电容为cp，可以通过调整所述补偿模块101的等效电容值cb，使得在可调整范围内，cb等于或尽可能接近于cp/n。
51.所述公共端pad与电源电压vcc之间通过第五开关k5连接，与地端gnd之间通过第六开关k6连接，通过控制所述第五开关k5和第六开关k6的通断状态，可以切换所述传感电极接地或者连接至电源电压vcc。
52.所述公共端pad，与所述运算放大器amp的第一输入端in1之间连接有第七开关k7，在对所述公共端pad的电信号进行检测时，将第一开关k7导通，使得所述公共端pad连接至所述运算放大器amp的第一输入端in1，使得所述检测模块102连接至所述传感电容cx。
53.该实施例中，所述电容传感装置还包括信号处理模块103，该实施例中，所述信号处理模块103采用模数转换器adc，所述信号处理模块103的输入端连接至所述检测模块102的输出端vout，用于将所述检测模块102输出的模拟传感信号vout转换成数字传感信号dout并输出。在其他实施例中，所述信号处理模块103也可以通过外部电路结构实现，无需集成在所述电容传感装置100内。
54.请参考图3，为本发明另一实施例的电容传感装置的等效电路结构示意图。
55.该实施例中，所述电容传感装置100包括两个所述检测模块，分别为第一检测模块1021和第二检测模块1022。该实施例中，所述第一检测模块1021和所述第二检测模块1022具有相同的电路结构。所述控制模块1001用于控制两个所述检测模块依次输出传感信号。
56.所述第一检测模块1021的运算放大器amp的第二输入端in2连接至第一固定电位端a。所述第二检测模块1022的运算放大器amp’的第二输入端in2’连接至第二固定电位端a’，输出端与第一输入端in1’之间连接有反馈电容cv’。
57.所述控制模块1001还包括连接于放大器amp’的两个输入端之间的开关k3’以及，连接放大器amp’的第一输入端in1’与公共端pad之间的开关k7’连。
58.所述第一固定电位端a的电压v
a1
与电源电压vcc的比为(n-1)：n；所述第二固定电位端a’的电压v
a2
与电源电压vcc的比为1：n。
59.本发明的实施例还提供一种上述实施例的电容检测方法。
60.请参考图4，为所述电容检测方法的结构示意图。
61.步骤s101：提供电容传感装置。
62.步骤s102:在单个检测周期内，控制所述补偿电容和所述反馈电容进行预充电，然后再控制所述检测模块对所述公共端的电信号进行检测并输出传感信号。
63.在一个实施例中，步骤s102进一步包括：进行预充电时：将所述放大器的输出端电连接至参考电压端，两个输入端均电连接至固定电位端；将所述公共端和所述补偿电容的第一端电连接至电源电压，或者将所述公共端和所述补偿电容的第一端均接地；对公共端的电信号进行检测时：将所述放大器与参考电压端之间断开，以及将所述放大器的两个输入端之间断开，将所述公共端电连接至所述放大器的第一输入端，切换所述补偿电容的第一端与地和电源电压之间的连接关系，并获取所述放大器的输出端的输出信号作为传感信号。
64.以下，以图1所示实施例的电容传感装置具体描述上述电容检测方法。
65.采用如图1所述的电容传感装置100，将所述公共端pad电连接至所述传感电容cx的传感电极。通过控制所述电容传感装置100内的各个开关实现如下检测步骤：
66.进行预充电时：将所述运算放大器amp的输出端电连接至参考电压vref端，两个输入端in1和in2均电连接至固定电位端a；将所述公共端pad连接电源电压vcc，并将所述补偿电容cb的第一端电连接至电源电压vcc。
67.具体的，为实现上述控制，针对图1中所示的电容传感装置，第一阶段时，导通第二开关k2，第四开关k4、第三开关k3以及第五开关k5，断开第一开关k1、第六开关k6和第七开关k7。
68.固定电位端a的电位为v
a1
，第一阶段时，电路总电荷为
69.q＝v
cccx
+(v
a1-v
cc
)cb+(v
a1-v
ref
)cv。
70.对公共端的电信号进行检测时：将所述运算放大器amp与参考电压vref端之间断开，以及将所述运算放大器amp的第一输入端in1与第二输入端in2之间断开，将所述公共端pad电连接至所述第一输入端in1，切换所述补偿电容cb的第一端与地gnd和电源电压vcc之间的连接关系，即将所述补偿电容cb的第一端切换至连接地gnd，并获取所述放大器amp的输出端的输出信号作为传感信号vout1。
71.具体的，对公共端的电信号进行检测时时，导通第七开关k7和第一开关k1，断开第五开关k5、第六开关k6、第二开关k2、第三开关k3以及第四开关k4。
72.由于放大器amp输入端的虚短效应，第一输入端in1的电位和第二输出端in2电位相同均为va1，此时电路总电荷为
73.q
′
＝v
a1
(c
x
+cb)+(v
a1-v
out1
)cv74.基于电荷守恒，q＝q’75.则，
[0076][0077]
其中c
x
＝c
p
+δc，c
p
为外部固定寄生电容值，δc为物体接近时c
x
上的电容变化量。
[0078]
将a点电压v
a1
与电源电压vcc以(n-1)：n的比例设置，
[0079][0080]
相应地，当补偿电容cb的n倍接近于寄生电容c
p
时，
[0081][0082]
如此则可以在理论上实现补偿电容cb面积不变的情况下，能够提供n倍于补偿电容值的有效补偿电容。当然，在实际应用中n不会取较大值，因为较大的n值会大大减小补偿电容的精度，在一些实施例中，n的范围为2～3。
[0083]
例如，n＝2时，v
a1
＝v
cc
/2，
[0084][0085]
当补偿电容cb的2倍接近于寄生电容c
p
时，
[0086][0087]
在没有物体靠近，即可变电容δc＝0时，放大器amp的输出信号v
out1
在v
ref
附近。
[0088]
当vref值设为0，即参考电压端接地时，可变电容δc＝0时，运算放大器amp的输出信号v
out1
在0附近；此时当有物体接近时，可变电容δc发生的变化能够有效反映在输出信号v
out1
的变化上。
[0089]
针对图1所示的电容传感装置，本发明的实施例还提供另一种电容检测方法，具体如下：
[0090]
采用如图1所述的电容传感装置100，将所述公共端pad电连接至所述传感电容的传感电极。通过控制所述电容传感装置100内的各个开关实现如下检测步骤：
[0091]
进行预充电时：将所述运算放大器amp的输出端电连接至参考电压vref端，两个输入端in1和in2均电连接至固定电位端a；将所述公共端pad接地gnd，并将所述补偿电容cb的第一端电连接至地gnd。
[0092]
具体的，导通第六开关k6、第一开关k1、第三开关k3以及第四开关k4，断开第五开关k5、第七开关k7以及第二开关k2。
[0093]
该实施例中，固定电位端a的电压为v
a2
，此时电路总电荷:
[0094]
q＝v
a2
cb+(v
a2-v
ref
)cv；
[0095]
对公共端的电信号进行检测时：将所述运算放大器amp与参考电压vref之间断开，以及将所述运算放大器amp的第一输入端in1与第二输入端in2之间断开，将所述公共端pad电连接至所述第一输入端in1，切换所述补偿电容cb的第一端与地gnd和电源电压vcc之间的连接关系，即将所述补偿电容cb的第一端切换至连接电源电压vcc，并获取所述放大器amp的输出端的输出信号作为传感信号vout2。
[0096]
具体的，导通第七开关k7、第二开关k2，断开第一开关k1、第三开关k3、第四开关k4、第五开关k5以及第六开关。此时电路总电荷:
[0097]q′
＝(v
a2-v
cc
)cb+v
a2cx
+(v
a2-v
out2
)cv[0098]
由于电荷守恒，q＝q’,则
[0099][0100]
其中c
x
＝c
p
+δc，c
p
为外部固定寄生电容值，δc为物体接近时c
x
上的电容变化量。
[0101]
该实施例中，将固定电位端a点电压v
a2
与电源电压v
cc
以1：n的比例设置，
[0102][0103]
相应地，当补偿电容cb的n倍接近于寄生电容c
p
时，
[0104][0105]
如此则可以在理论上实现补偿电容cb面积不变的情况下，而实际提供的有效补偿电容值为补偿电容cb的n倍。当然，实际应用中n不会取较大值，因为较大的n值会大大减小补偿电容的精度。在一些实施例中，n的范围为2～3。
[0106]
例如，若n＝2,v
a2
＝v
cc
/2
[0107][0108]
当补偿电容cb的2倍接近于寄生电容cp时，
[0109][0110]
在可变电容δc＝0时，放大器amp的输出信号v
out2
在v
ref
附近。当v
ref
值设为0，即参考电压端接地，且可变电容δc＝0时，放大器amp的输出信号v
out2
在0电压附近，此时当有物体接近时，可变电容δc发生的变化能够有效反映在输出信号的变化上。
[0111]
本发明的实施例，还提供一种采用图3所示的电容传感装置的电容检测方法。
[0112]
具体的，该实施例中，对所述第一检测模块1021和第二检测模块1022分别执行上述预充电和对公共端信号进行检测的操作，获取第一传感信号v
out1
和第二传感信号v
out2
；将第一传感信号v
out1
和第二传感信号v
out2
进行差分运算，将差分运算后的模拟信号进行模数转换，输出数字传感信号d
out
。
[0113]
具体的，第一检测模块1021先开始共工作，预充电阶段时，导通第二开关k2，第四开关k4、第三开关k3以及第五开关k5，断开第一开关k1、第六开关k6和第七开关k7；第二阶段时，导通第七开关k7和第一开关k1，断开第五开关k5、第六开关k6、第二开关k2、第三开关k3以及第四开关k4。
[0114][0115]
第一检测模块1021工作完毕后，第二检测模块1022开始工作，进入第一检测模块1022的预充电过程，导通第六开关k6、第一开关k1、第三开关k3以及第四开关k4，断开第五开关k5、第七开关k7以及第二开关k2；第二阶段时，导通第七开关k7、第二开关k2，断开第一开关k1、第三开关k3、第四开关k4以及第五开关k5。根据电荷守恒，
[0116][0117]
在其他实施例中，也可以时先由第二检测模块1022工作，随后由第一检测模块1021工作；或者两个检测模块的预充电过程分别依次完成后，再分别对公共端的电信号进行检测。
[0118]
两路电压信号相减就可以得到被后级信号处理模块103的模数装换器adc量化的电压差信号，此时
[0119][0120]
该实施例中，所述信号处理模块103具有两个输入端，用于实现对输入的两路模拟信号进行差分运算后的模数转换。
[0121]
由上式可知，作为直流信号的参考电压vref已被抵消，检测模块102的输出信号与参考电压vref无关，因此参考电压vref可以取0-vcc中的任意值而不影响后续信号处理模块103中adc的采样量化。
[0122]
当v
a2
＝v
cc
/n且v
a1
＝(n-1)v
cc
/n时，
[0123][0124]
例如，当n＝2时，v
a1
＝vcc/2且v
a2
＝v
cc
/2时，
[0125][0126]
相应地，当补偿电容cb的n倍接近于寄生电容cp时，
[0127][0128]
由此可见，当v
a1
与v
a2
按比例设置时，可以实现补偿电容cb面积不变时，补偿电容值n倍增加的情况，且此时不需要考虑vref电压值。
[0129]
本发明的实施例还提供一种寄生电容补偿倍增方法。
[0130]
请参考图4，为本发明一实施例的寄生电容补偿倍增方法的流程示意图。
[0131]
所述寄生电容补偿倍增方法包括如下步骤：
[0132]
步骤s201:提供电容传感装置。
[0133]
所述电容传感装置的结构如前述实施例中所述，在此不作赘述。
[0134]
步骤s202:设置所述固定电位端的电压与电源电压之间的比值为n-1：n，或1:n，其中n≥1。
[0135]
较佳的，n的取值范围可以为2～3。较佳的，n为整数。
[0136]
当所述电容传感装置仅包括一个检测模块时，所述固定电位端电压与电源电压的比值为(n-1)：n，或1:n。
[0137]
在具有两个检测模块时，其中一个检测模块连接到的固定电位电压与电源电压比值为n-1：n；另一个检测模块连接到的固定电位电压与电源电压比值为1：n。
[0138]
步骤s203:在传感电容未产生电容变化时，获取实时电容传感装置输出的传感信
号。
[0139]
传感电容cx未产生变化时，cx＝cp，cp为集成电容，即未有物体靠近传感电极。获取补偿电容的初始补偿电容值为0时输出的传感信号d
out
，此的传感信号d
out
与寄生电容值c
p
对应。
[0140]
步骤s204:根据所述传感信号的1/n倍大小，调整补偿电容值，使得电容传感装置输出的传感信号等于零或最接近于零。
[0141]
传感信号d
out
除以n，代表需要的补偿电容对应的传感信号dout/n。根据补偿电容值对应的传感信号dout/n，按照补偿模块内电容补偿精度从大到小，在若干可配置的电容值范围内依次调整补偿电容值，使得电容传感装置输出的传感信号等于零或最接近于零，从而获得合适的补偿电容值cb。
[0142]
上述实施例中的电容传感装置以及相应的电容检测方法，能够实现补偿电容的倍增，提供n倍于补偿电容值的有效补偿电容值，在不增加实际补偿电容面积的基础上，实现有效补偿电容的倍增，提高电容补偿效果，特别是在外部寄生电容较大的情况下，利用较小面积的内部补偿电容，就能够实现对寄生电容的补偿。
[0143]
本技术的实施例还提供一种电子设备，包括上述任一实施例中所述的电容传感装置。所述电子设备包括手机、平板电脑、智能终端等。
[0144]
以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。