[发明专利]电容式感测系统和方法

摘要

一种电容式感测系统根据使用具有低分辨率r的ADC产生具有较高分辨率R的数字信号的方法来运行。使用三角形调制信号或锯齿形调制信号来调制待数字化的模拟信号，以便获得经调制的模拟信号，使用ADC来对该经调制的模拟信号进行采样。由此，产生数字样本。对N(>1)个连续的数字样本取平均。三角形信号或锯齿形信号被选择为具有至少近似地与ADC的量化步长的整数倍L(其中，L≥1)相对应的峰到峰幅度。此外，对于具有N个样本的每个序列，锯齿形信号或三角形信号具有多个(M个)周期。将M和N选择为使得M>1并且M≠N，并且使得R＝r*N/(k*gcd(N,M)*L)，其中，gcd(M,N)是N和M的最大公约数，并且其中，如果调制信号是锯齿形调制信号，则k＝2，而如果调制信号是三角形调制信号，则k＝4。

主权项

1.一种用于确定感测电极与接地对电极之间的电容的电容式感测系统，所述电容式感测系统包括：参考电容器，所述参考电容器操作地耦合在电源与地之间，复用器，所述复用器操作地连接到所述感测电极，以便使所述感测电极在地与测量节点之间交替地连接，所述测量节点位于所述参考电容器与所述电源之间，以及评估单元，所述评估单元操作地耦合到所述测量节点，所述评估单元用于将所述测量节点上的模拟信号转换成具有第一最大幅度分辨率R的数字信号，其特征在于，所述评估单元包括：调制电路，所述调制电路操作地耦合到模拟信号输入并且被配置为使用三角形调制信号或锯齿形调制信号来调制所述模拟信号，模数转换器(ADC转换器)，所述模数转换器具有第二最大幅度分辨率和量化步长，所述第二最大幅度分辨率在以下被表示为r，所述模数转换器操作地连接到所述调制电路并且被配置为对所述经调制的模拟信号进行采样并产生数字样本，以及处理器，所述处理器操作地连接到所述模数转换器，以便接收所述数字样本，并且所述处理器被配置为对多个所述数字样本取平均，所述多个数字样本在以下被表示为N个数字样本，其中N>1；其中，所述调制电路被配置为使得所述三角形调制信号或锯齿形调制信号具有至少近似地与所述模数转换器的所述量化步长的整数倍相对应的峰到峰幅度，以使得对于具有N个样本的每个序列，所述调制模拟信号具有多个周期，所述整数倍在以下被表示为L，其中L≥1，所述多个周期在以下被表示为M个周期，将M和N选择为使得M>1并且M≠N，并且使得R＝r*N/(k*gcd(N,M)*L)，其中，gcd(M,N)表示N和M的最大公约数，并且其中，如果调制信号是锯齿形调制信号，则k＝2，而如果调制信号是三角形调制信号，则k＝4。