[发明专利]一种检测电容容值变化的方法

说明书

一种检测电容容值变化的方法，有利于通过简单检测电路确定或判断电容容值的缓慢变化或给出电容容值缓慢变化的变化量信号，降低电容检测所用的充电电流精度要求，节省电容变化信息的存储器件，其特征在于，包括利用对待测电容充/放电，将待测电容的容值变化转换为待测时钟信号的频率变化，然后对所述待测时钟信号做差分时序检测，以确定或判断所述待测电容的容值变化。

技术领域

本发明涉及电容容值检测技术，特别是一种检测电容容值变化的方法，有利于通过简单检测电路确定或判断电容容值的缓慢变化或给出电容容值缓慢变化的变化量信号，降低电容检测所用的充电电流精度要求，节省电容变化信息的存储器件。

背景技术

在监控领域经常需要对缓慢变化进行信号检测，例如环境变化，涉及传感器电容的应用，也就是说需要对传感器电容容值的缓慢变化进行检测。通常的方案主要有两类，一类是通过对电容充电/放电，对应转换为时钟信号后，再用时钟信号，分别对电路内部的两个确定的电容进行充电/放电，然后在通过高精度的比较器，比较两个电容的充电最高的电压值，从而确定待测电容容值变化与否。本发明人认为，此方法的缺点是：1.待测电容变化非常缓慢，检测的时间就需要比较长的时间才能体现出变化差值，这样在规定时间内检测这个变化，相对就需要更高的检测精度。2.需要长时间对电路内部电容进行充电，而且还需要两个高度匹配的电容，电容容值要满足需求，成本非常高。3.还有因为不确定电容变化的方向，所以高精度比较器，也需要至少2个，才能完成比较。4.同时对电路内部电容充电的偏置电流，需要高度匹配，否则比较的数值先天就存在差值，会造成检测偏差。另一种检测方法是，通过对电容充电/放电后，对应将电容两端压差转换为时钟信号，电路内部对该时钟信号，分别进行两个时间段的计数，然后比较两个计数器的数值，从而确定电容变化。本发明人认为，此方法的缺点，就是成本较大，需要两个计数器，同时为满足缓慢变化，所以这两个计数器的存储深度都需要非常大，才能完成存储电容变化的信息。另外，因为计数器的位数较大，从而比较数值偏差时，需要的电路也就更多了，所以总的来说，就是成本过大。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种检测电容容值变化的方法，有利于通过简单检测电路确定或判断电容容值的缓慢变化或给出电容容值缓慢变化的变化量信号，降低电容检测所用的充电电流精度要求，节省电容变化信息的存储器件。

本发明技术方案如下：

一种检测电容容值变化的方法，其特征在于，包括利用对待测电容充/放电，将待测电容的容值变化转换为待测时钟信号的频率变化，然后对所述待测时钟信号做差分时序检测，以确定或判断所述待测电容的容值变化。

所述待测电容具有电容正端和电容负端，所述电容正端和电容负端通过控制开关连接，所述电容正端分别连接电流源和比较器的正向输入端，所述电流源连接电压输入端，所述比较器的负向输入端连接电路内部基准电压端，所述比较器的输出端连接第一逻辑电路输入端，第一逻辑电路输出端连接待测时钟信号节点，所述待测时钟信号节点连接所述控制开关的控制端，所述电容负端连接接地端。

所述待测时钟信号节点将待测时钟信号作为第一时钟信号输送到计数器中，利用电路内部的已知时钟信号作基准并作为第二时钟信号，对所述第二时钟信号进行N分频处理后得到计数开始信号、计数加减信号和复位信号，通过所述计数开始信号、计数加减信号和复位信号对所述第一时钟信号进行加/减计数，最终根据加/减计数器的剩余数值，判断所述待测电容的容值变化。

所述待测电容的容值变化判断方式如下：在一个计数周期结束时如果计数器内剩余数值超过预设值则待测电容容值发生了改变。

所述计数器在一个检测周期内对所述第一时钟信号进行分次计数，每次计数中通过采样获得时钟个数，并依次对时钟个数做加/减计数，使计数器内只存储差值。

所述分次计数为两次计数，其中一次为加计数，另一次为减计数。

所述采样是对所述第一时钟信号的时钟上升沿的采样。