CN103189754A - 电容测量电路及电容测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电容测量电路及电容测量方法。电容测量电路及电容测量方法中，控制单元与检测信号的电平无关地根据指定的规则产生预定次数的控制代码，当判别为产生的控制代码所对应的检测信号的电平为正常时，变更控制代码而测量电容值。因此，测量出的电容值将几乎不受噪声的影响，能够输出为稳定的值。

Description

电容测量电路及电容测量方法

技术领域

本发明涉及一种电容测量电路及电容测量方法，尤其涉及能够降低噪声影响的电容测量电路及电容测量方法。

背景技术

电容测量电路（capacitance measurement circuit）是用于测量电容的电路，主要使用于测量各种电路或元件的电容。但是，最近随着各种便携式装置提供诸如触控垫、触控屏及接近检测传感器的用户接口，能够检测用户的接触及接近的电容测量电路的应用范围正逐渐扩大。

图1为示出现有的电容测量电路的一示例的图，公开于韩国专利公开第10-2009-0026791号。图1所示的电容测量电路1包括脉冲信号产生单元10、脉冲信号传输单元20、脉冲信号检测单元30以及控制单元40。

脉冲信号产生单元10根据从控制单元40传输的控制代码Ccode设置脉冲信号pul的脉冲宽度（pulse width），并产生具有所设置的脉冲宽度的脉冲信号pul。

脉冲信号产生单元10具备时钟信号产生器11、可变延迟链VDC、逆变器INV以及与门AND。脉冲信号产生器11产生时钟信号clk分别传输给可变延迟链VDC及与门AND的一个端子。可变延迟链VDC响应于从控制单元40输出的控制代码Ccode而可变地延迟时钟信号clk而输出延迟时钟信号dclk。逆变器INV对从可变延迟链VDC输出的延迟时钟信号dclk实施逆变。然后，被逆变的延迟时钟信号/dclk被传输到与门AND的另一个端子。与门AND使从时钟信号产生器11传输的时钟信号clk和经过可变延迟链VDC及逆变器INV传输的逆变延迟时钟信号/dclk进行逻辑乘，并产生具有对应于可变延迟链VDC的延迟时间的脉冲宽度的脉冲信号pul。可变延迟链VDC的延迟时间是对应于控制代码Ccode的时间。据此，脉冲信号pul的脉冲宽度也成为对应于控制代码Ccode的宽度。

由电阻R1和垫PAD构成的脉冲信号传输单元20中，当具有预定的静电容量的接触物体接触垫PAD时，脉冲信号pul因通过垫PAD而施加的接触物体的电容和电阻R1，导致脉冲信号pul的信号电平被降低。在此，延迟脉冲信号dpul是指脉冲信号pul经过电阻R1和垫PAD之后的脉冲。

此时，接触物体可以是具有预定电容的所有物体，具有代表性的例子为可积累较多电荷的人体。

脉冲信号检测单元30检测延迟脉冲信号dpul而输出检测信号det。因接触物体的电容而导致延迟脉冲信号dpul的信号电平下降至预定水平以下时，延迟脉冲信号dpul将不会被脉冲信号检测单元30检测出来。或者，来自控制单元40的控制代码Ccode在预定条件以下，导致脉冲信号pul的宽度变为预定值以下时，延迟脉冲信号dpul也不会被脉冲信号检测单元30检测出来。脉冲信号检测单元30具备T-触发器31及周期判别器32。T-触发器TFF响应于时钟信号clk而接收加延迟脉冲信号dpul，当延迟脉冲信号dpul传输到T-触发器TFF时，与时钟信号clk的上升沿或下降沿同步而触发输出信号，并且当延迟脉冲信号dpul没有传输到T-触发器TFF时，不会触发输出信号。周期判别器32判别T-触发器31的输出信号是否周期性地跳转，当T-触发器31的输出信号周期性地跳转时，输出高电平的检测信号det，而当T-触发器31的输出信号未周期性地跳转时，输出低电平的检测信号det。

控制单元40具备代码产生单元41，用以根据检测信号det输出对应于接触物体的电容值的控制代码Ccode。当接收低电平的检测信号det时，增加控制代码Ccode而输出出去；当接收高电平的检测信号det时减小控制代码Ccode而输出。而且，脉冲信号产生单元10的可变延迟链VDC响应于控制代码Ccode调整时钟信号clk的延迟时间而输出延迟时钟信号dclk。由此，通过控制代码Ccode调整自脉冲信号产生单元10输出的脉冲信号的宽度。

图2及图3为用于说明图1的电容测量电路的操作的图。参照图2及图3，电容测量电路1的控制单元40响应于检测信号det调整控制代码Ccode。即，当脉冲信号检测单元30输出的检测信号det为低电平时，控制单元40的代码产生单元41增加控制代码Ccode；当脉冲信号检测单元30输出的检测信号det为高电平时，减小控制代码Ccode。

可变延迟链VDC响应于控制代码Ccode可变地延迟时钟信号clk而输出延迟时钟信号dclk，脉冲信号产生单元10根据可变延迟链VDC延迟时钟信号clk的时间变更脉冲信号pul的宽度而输出脉冲信号pul。而且，脉冲信号检测单元30检测因经过脉冲信号传输单元20的垫PAD施加的电容而导致延迟的延迟脉冲信号dpul，并输出检测信号det。

即，根据通过垫PAD施加的电容确定脉冲信号pul能否以延迟脉冲信号dpul传输。即，当与通过垫PAD施加的电容相比，脉冲信号pul的脉冲宽度较小时，脉冲信号pul就无法以延迟脉冲信号dpul传输（即，脉冲信号检测单元30无法检测出延迟脉冲信号dpul）；当与通过垫PAD施加的电容相比，脉冲信号pul的脉冲宽度较大时，脉冲信号pul能够以延迟脉冲信号dpul传输（即，脉冲信号检测单元30能够检测出延迟脉冲信号dpul）。据此，脉冲信号检测单元30根据是否接收到延迟脉冲信号dpul（即，延迟脉冲信号dpul被检测与否）而输出检测信号det，控制单元40根据检测信号det改变控制代码Ccode的同时，检查检测信号det，由此可以测量通过垫PAD连接的电容。

图1的电容测量电路1中，代码产生单元41以1比特单位来增加/减小控制代码Ccode，因此因噪声变动的控制代码Ccode的变动幅度不太大。但是，在图1的电容测量电路1的实际操作中，即便控制代码Ccode以1比特单位增加/减小，但是因噪声导致控制代码Ccode持续地变动。对于这种控制代码Ccode的变动来说，即便控制单元40增设滤波器进行滤波，电容测量电路1也难以输出稳定的控制代码Ccode。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供一种能够减小噪声的影响的电容测量电路。

本发明的另一目的在于提供一种用于实现上述目的的电容测量方法。

技术方案

为实现上述目的的电容测量电路包括：脉冲信号产生单元，响应于控制代码而改变时钟信号的脉冲宽度以产生脉冲信号；脉冲信号传输单元，具备垫，响应于通过所述垫连接的电容而延迟所述脉冲信号而输出延迟脉冲信号；脉冲信号检测单元，响应于所述时钟信号而检测所述延迟脉冲信号，并输出检测信号；以及控制单元，根据指定的规则产生多次所述控制代码而施加到所述脉冲信号产生单元，判别响应于所产生的所述控制代码而施加的所述多个检测信号，以确定所述控制代码的变更与否。

为实现上述目的的控制单元的特征在于，产生n（n是自然数）次相同值的所述控制代码而施加到所述脉冲信号产生单元，并存储针对每一个产生所述n次的控制代码的所述检测信号的值，当存储的多个所述检测信号中1的数量为p（p是小于等于n的自然数）个以上时，减小所述控制代码而输出。

为实现上述目的的控制单元的特征在于，当所述存储的多个检测信号中0的数量为q（q为小于等于n的自然数）个以上时，增加所述控制代码而输出。

为实现上述目的的控制单元的特征在于，当所述控制代码的增加及减小重复指定次数以上时，将所述控制代码作为电容值输出。

为实现上述目的的控制单元的特征在于，产生顺序地增加的r个（r为自然数）控制代码而施加到所述脉冲信号产生单元，并顺序地存储针对每一个所述产生的r个控制代码的所述检测信号的值，当存储的多个所述检测信号中，具有值1的检测信号的后面存在具有值0的检测信号时，判断为包含噪声，从而重新输出所述顺序地增加的所述r个控制代码。

为实现上述目的的控制单元的特征在于，当所述存储的多个检测信号中，具有值0的检测信号后面存储的检测信号均具有值1时，将最先具有值1的检测信号所对应的控制代码作为电容值而输出。

为实现上述目的的控制单元的特征在于，产生顺序地减小的s（s为自然数）个控制代码并施加到所述脉冲信号产生单元，且顺序地存储针对每一个所述产生的s个控制代码的所述检测信号的值，当存储的多个所述检测信号中具有值0的检测信号后面存在具有值1的检测信号时，判断为包含噪声，从而重新输出所述顺序地减小的所述s个控制代码。

为实现上述目的的控制单元的特征在于，当所述存储的多个检测信号中，具有值1的检测信号后面存储的检测信号均具有值0时，将最先具有值0的检测信号所对应的控制代码作为电容值而输出。

为实现上述目的的控制单元的特征在于，在所述控制代码能够具有的最大值以内，交替产生多次的对应于所设置的第一范围的上限及下限的控制代码，并施加到所述脉冲信号产生单元，且顺序地存储针对每一个所述产生的控制代码的所述检测信号的值，当存储的多个所述检测信号中，所述检测信号针对对应于所述下限的所述控制代码具有值1，所述检测信号针对对应于所述上限的所述控制代码具有值0时，判断为包含噪声，从而重新输出重新交替多次的对应于所述第一范围的上限及下限的控制代码。

为实现上述目的的脉冲信号检测单元的特征在于，包括：多个放大器，用于将所述延迟脉冲信号分别放大为不同的增益而分别输出放大信号；以及多个触发器，其对应于每一个所述多个放大器而设置，用于分别锁存对应的所述放大信号而输出锁存信号。

为实现上述目的的所述控制单元的特征在于，检测所述多个锁存信号的变化而判别是否包含噪声。

为实现上述另一目的的电容测量方法包括如下步骤：响应于控制代码而改变时钟信号的脉冲宽度以产生脉冲信号；响应于通过垫连接的电容而延迟所述脉冲信号以输出延迟脉冲信号；响应于所述时钟信号而检测所述延迟脉冲信号以输出检测信号；以及产生多次所述控制代码而施加到脉冲信号产生单元，判别响应于所产生的所述控制代码而施加的所述多个检测信号，以确定所述控制代码的变更与否。

为实现上述另一目的的确定控制代码的变更与否的步骤的特征在于，包括如下步骤：产生n（n是自然数）次相同值的所述控制代码而施加到所述脉冲信号产生单元；存储针对每一个产生所述n次的控制代码的所述检测信号的值；以及当存储的多个所述检测信号中1的数量为p（p是小于等于n的自然数）个以上时，减小所述控制代码而输出。此时，所述确定控制代码的变更与否的步骤还可以具备步骤：当所述存储的多个检测信号中0的数量为q（q为小于等于n的自然数）个以上时，增加所述控制代码而输出。

为实现上述另一目的的确定控制代码的变更与否的步骤的特征在于，包括步骤：产生顺序地增加的r个（r为自然数）控制代码而施加到所述脉冲信号产生单元；顺序地存储针对每一个所述产生的r个控制代码的所述检测信号的值；以及当存储的多个所述检测信号中，具有值1的检测信号的后面存在具有值0的检测信号时，判断为包含噪声，从而重新输出所述顺序地增加的所述r个控制代码。

为实现上述另一目的的确定控制代码的变更与否的步骤的特征在于，包括步骤：产生顺序地减小的s（s为自然数）个控制代码，并施加到所述脉冲信号产生单元；顺序地存储针对每一个所述产生的s个控制代码的所述检测信号的值；以及当存储的多个所述检测信号中具有值0的检测信号后面存在具有值1的检测信号时，判断为包含噪声，从而重新输出所述顺序地减小的所述s个控制代码。

为实现上述另一目的的确定控制代码的变更与否的步骤的特征在于，包括步骤：在所述控制代码能够具有的最大值以内，交替产生多次的对应于所设置的第一范围的上限及下限的控制代码，并施加到所述脉冲信号产生单元；顺序地存储针对每一个所述产生的控制代码的所述检测信号的值；当存储的多个所述检测信号中，所述检测信号针对对应于所述下限的所述控制代码具有值1，所述检测信号针对对应于所述上限的所述控制代码具有值0时，判断为包含噪声，从而重新输出重新交替多次的对应于所述设置的范围的上限及下限的控制代码。

有益效果

因此，本发明的电容测量电路及电容测量方法中，控制单元与检测信号的电平无关地根据指定的规则产生预定次数的控制代码，当判别为对应于所产生的控制代码的检测信号的电平为正常时，变更控制代码而测量电容值，因此测量出的电容值几乎不受噪声的影响，能够以稳定的值输出。

附图说明

图1为示出现有的电容测量电路一示例的图。

图2及图3为用于说明图1的电容测量电路的操作的图。

图4为示出本发明提供的电容测量电路的一示例的图。

图5及图6为用于说明图4的电容测量电路的操作的图。

图7为示出图4的电容测量电路的电容测量方法的流程图。

图8为用于说明图7所示的电容测量方法的实施例的流程图。

图9为使得图4的电容测量电路能够输出噪声标志信号的流程图。

图10为示出图4的电容测量电路的电容测量方法的另一示例的流程图。

图11为示出图4的电容测量电路的电容测量方法的另一示例的流程图。

图12为示出本发明提供的电容测量电路的电容测量方法的另一示例的概念的图。

图13为示出本发明提供的电容测量电路的图。

图14为用于说明图13的脉冲信号检测单元检测延迟脉冲信号的过程的图。

图15为示出图13的电容测量电路的电容测量方法的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对于能够减小噪声影响的电容测量电路及电容测量方法进行如下的说明。

图4为示出本发明提供的电容测量电路的一示例的图，图5及图6为用于说明图4的电容测量电路的操作的图。

图4的电容测量电路100与图1相同，具备脉冲信号产生单元110、脉冲信号传输单元120、脉冲信号检测单元130以及控制单元140。在本发明的电容测量电路100中，脉冲信号产生单元110、脉冲信号传输单元120、脉冲信号检测单元130的工作方式与图1的电容测量电路1的脉冲信号产生单元10、脉冲信号传输单元20、脉冲信号检测单元30相同，因此不再单独进行说明。但是，如图5及图6所示，本发明的电容测量电路100的控制单元140与图1的控制单元40的不同之处在于，即使接收到高电平或低电平的检测信号det，也不会立刻变更控制代码Ccode。在本发明的电容测量电路100中，控制单元140被设置为：即便接收到高电平或低电平的检测信号det，也多次输出相同的控制代码Ccode。为此，控制单元140的代码产生单元141可以增设计时器。

而且，图4中举例示出，为了输出具有与控制代码Ccode对应的脉冲宽度的脉冲信号pul，脉冲信号产生单元110具备时钟信号产生器111、可变延迟链VDC、逆变器INV以及与门AND的情形，但响应于控制代码Ccode输出具有对应于控制代码Ccode的脉冲宽度的脉冲信号pul的脉冲信号产生单元110可以具有多种构成。即，用于产生脉冲信号pul的逻辑电路可以具有多种构成。

而且，图4中举例示出，为了根据延迟脉冲信号dpul的传输与否（即，延迟脉冲信号dpul能否被检测）输出检测信号det，脉冲信号检测单元130具备T-触发器131及周期判别器132的情形，但脉冲信号检测单元130还可以由其他触发器及/或其他逻辑电路构成。

进一步，为了便于说明，图4中举例示出为了根据控制代码Ccode延迟特定信号，并利用这种延迟时间输出表示控制代码Ccode是否具有接触于垫PAD的接触物体的电容所对应的值的检测信号det，电容测量电路100具备脉冲信号产生单元110、脉冲信号传输单元120以及脉冲信号检测单元130的情形，但为了执行相同的操作所述电路还可以变更为其他逻辑电路。例如，图4所示的实施例的根据控制代码Ccode检测通过PAD施加的接触物体的电容而输出检测信号det的电路（即，脉冲信号产生单元110、脉冲信号传输单元120以及脉冲信号检测单元130）可以用韩国专利公开第10-2007-0005472号或第10-2009-0026791号公开的其他电路替代。

图5示出响应于控制代码Ccode而宽度被改变的脉冲信号pul和检测信号det的变化。如图5所示，由于控制单元140多次产生相同的控制代码Ccode，因此脉冲产生单元110多次输出相同宽度的脉冲信号pul。本发明中作为一示例，将产生相同的控制代码Ccode的次数设置为4次。

参照图5，与检测信号det的电平无关地，控制单元140输出4次相同的控制代码Ccode。响应于以相同的值施加的控制代码Ccode，脉冲信号产生单元110输出4次具有相同的宽度的脉冲信号pul。当通过垫PAD施加了电容时，脉冲信号传输单元120对脉冲信号pul实施延迟并将延迟脉冲信号dpul传输至脉冲信号检测单元130，该脉冲信号检测单元130响应于时钟信号clk检测延迟脉冲信号dpul而输出检测信号det。控制单元140接收检测信号det，并且针对基于相同的控制代码Ccode以相同的宽度产生的脉冲信号pul，确认检测信号det是否均以相同的电平施加。图5中，为了便于说明，检测信号det为低电平（逻辑-低）时附加地示出为“0”，检测信号det为高电平（逻辑-高）时附加地示出为“1”，并以群来表示针对具有相同宽度的脉冲信号pul的检测信号det。在此，检测信号det的值为“1”时，表示延迟脉冲信号dpul被脉冲信号检测单元130检测出的情形，检测信号det为“0”时，表示延迟脉冲信号dpul没有被脉冲信号检测单元130检测出的情形。

若对于以相同的宽度产生的脉冲信号pul，检测信号det均施加为“0”时，可以确认通过垫PAD施加的电容大于控制代码Ccode所表示的电容。而且，表示没有流入噪声。因此，控制单元140将控制代码Ccode增加1比特而输出4次。如图5所示，在脉冲信号pul的宽度增加到2时，若有噪声流入，则检测信号det发生变化。若通过垫PAD施加有相同大小的电容，则对于具有相同宽度的脉冲信号pul，检测信号det应具有相同的电平。因此，对于具有相同宽度的脉冲信号pul，当检测信号det的电平发生变化时，可以判断为有噪声流入。对此，控制单元140不改变控制代码Ccode而再次输出4次。即，输出4次具有与之前相同的宽度的脉冲信号pul。而且，对于脉冲信号pul，若检测信号det以相同的电平输出，则此时为没有噪声流入的正常状态。若检测信号det均相同地施加为“0”，则控制单元140再次将控制代码Ccode增加1比特之后输出4次。

即，控制单元140输出4次相同的控制代码Ccode，当对应于控制代码Ccode的检测信号det均以相同的电平施加时，判断为没有噪声的正常状态，从而改变控制代码Ccode。而且，当对应于控制代码Ccode的检测信号det没有均以相同的电平施加时，判断为有噪声流入的非正常状态，重新施加4次相同的控制代码Ccode而确认是否为正常状态。

在图5中示出脉冲信号pul的宽度为2和6时有噪声流入的状态，据此，控制单元140输出两回每回4次的使脉冲信号pul的宽度变为2的控制代码Ccode和使脉冲信号pul的宽度变为6的控制代码Ccode。之后，当脉冲信号pul的宽度为7时，检测信号det均相同地施加为“1”。这表示控制代码Ccode正指当前施加的电容值。据此，控制单元140将控制代码Ccode减小1比特而输出4次。之后，当脉冲信号pul的宽度重复6和7时，控制单元140将控制代码Ccode作为电容值CV而输出至外部。

图6中的控制代码Ccode1表示在没有噪声的状态下从控制单元140输出的控制代码的变化，控制代码Ccode2表示在噪声不规则地输入的状态下从控制单元140输出的控制代码的变化。而且，图示的控制代码Ccode3用于将图2中示出的现有的电容测量电路1中输出的控制代码与控制代码Ccode1和Ccode2进行比较。如图5所示的本发明的电容测量电路100中，脉冲信号产生单元110响应于从控制单元140输出的控制代码Ccode1和Ccode2而输出4次（每回）具有相同的宽度的脉冲信号pul。据此，即便是没有噪声流入的正常状态，电容测量电路100开始测量电容的第一时间t1至输出对应于电容大小的控制代码Ccode1的时间t3为现有的电容测量电路1输出对应于所连接的电容大小的控制代码Ccode3为止的时间t2的四倍。即，图4的电容测量电路100用于测量电容大小的时间长于图1的电容测量电路1测量电容大小的时间。而且，当输入有噪声n1～n5时，如上所述，由于控制单元重新输出相同的控制代码Ccode2，因此测量电容大小所需的时间将超过现有所需时间的四倍。如控制代码Ccode2所示，当有很小的噪声n1和n4输入时，由于噪声n1和n4不会对检测信号det的电平造成影响，因此接收到均相同的电平的检测信号det的控制单元140将改变控制代码Ccode2。但是，当有能够改变检测信号det的电平的程度的噪声n2、n3及n5输入时，由于控制单元140重新输出具有相同电平的控制代码Ccode2，因此用于测量电容值的时间将增加。但是，现有的电容测量电路1在输入有能够改变检测信号det的电平的程度的噪声n2、n3、n5时，控制代码Ccode2发生变更，从而用于测量电容值的时间增加。因此，在存在噪声的环境中，还有可能发生图4的电容测量电路100测量电容值所需的时间超过四倍的图1的电容测量电路1测量电容值的时间的情况。

虽然图4的电容测量电路100具有测量时间变长的缺点，但是所测量的电容大小所对应的控制代码Ccode1、Ccode2受到噪声的影响极小，因此电容值CV输出为非常稳定的值。即，即便不单独配备滤波器也能够稳定且准确地测量出电容值CV（电容值CV可以是与控制单元140输出的控制代码相同或相应于所述控制代码的值）。

如上所述，产生具有相同宽度的脉冲信号pul，并输出多次相同的控制代码Ccode，以利用脉冲信号pul测量通过垫PAD施加的电容的方式可以称为等价脉冲宽度代码（Equal Pulse Width Code，以下称为EPW）方式。

上述的说明中代码产生单元141配备计时器，但计时器可以单独设置在代码产生单元141的外部。而且，控制单元输出相同的控制代码Ccode的次数可以有多种设置方式，这可以由用户设置。

而且，上述说明中，对于多次输出的相同的控制代码Ccode，仅在检测信号det均具有相同的值的情况下变更控制代码Ccode，但作为变更控制代码Ccode的条件，可以单独指定检测到相同值的检测信号det的次数。例如，如上所述，在相同的控制代码Ccode输出4次的电容测量电路100中，若控制单元140接收到3次以上的相同值的检测信号det，则控制单元140可对于剩余的1次判断为输入有较小的噪声而进行忽略，并变更控制代码Ccode。补充一下，作为变更控制代码Ccode的条件，还可分别设定接收具有“0”值的检测信号det的次数和接收具有“1”值的检测信号的次数。而且，不仅对于图5及图6所示的控制代码Ccode逐渐增加的情况，对于控制代码Ccode逐渐减小的情况也可以适用相同的方式。

图7为示出图4的电容测量电路的电容测量方法的流程图。

参照图4至图7，电容测量电路100开始执行电容测量操作（S111）。电容测量电路100在操作初期初始化控制代码Ccode（S112）。控制代码Ccode的初始化值可以根据环境而设置为多种，作为一示例，可以设置为“0”。

控制代码Ccode被初始化后，控制单元140初始化相同的控制代码Ccode产生的次数n（n为0以上的整数）（S113）。然后，脉冲信号产生单元110响应于控制代码Ccode输出具有预定宽度的脉冲信号pul（S114）。然后，脉冲信号检测单元130响应于通过脉冲信号传输单元120延迟而被施加的延迟脉冲信号dpul，输出检测信号det。控制单元140判别检测信号det具有值“1”还是值“0”并存储该值（S115）。

然后，判别相同的控制代码Ccode产生的次数n是否小于最大产生次数Max_n（Max_n是自然数）（S116）。若控制代码Ccode产生次数n小于最大产生次数Max_n，则使产生相同的控制代码Ccode的次数n增加1（S117）。然后，再次产生对应于相同的控制代码Ccode的脉冲信号(S114)。但是，若相同控制代码Ccode的产生次数n不小于最大产生次数Max_n，则控制单元140从判别的检测信号det中计算0的数量及1的数量（S118）。

控制单元140判断对于相同控制代码Ccode具有值“1”的检测信号det的数量是否在p（p为小于或等于Max_n的自然数）个以上或具有值“0”的检测信号det的数量是否在q（q为小于或等于Max_n的自然数）个以上（S150）。在此，p是为了设置用于变更控制代码Ccode的具有值“1”的检测信号det被施加的次数而指定的值，q是为了设置用于变更控制代码Ccode的具有值“0”的检测信号det被施加的次数而指定的值。

若对于相同的控制代码Ccode的具有值“1”的检测信号det的数量为p个以上，则控制单元140判断为控制代码Ccode大于通过垫PAD施加的电容的大小所对应的值，据此减小控制代码Ccode而输出。相反，若对于相同的控制代码Ccode的具有值“0”的检测信号det的数量为q个以上，则控制单元140判断为控制代码Ccode没有达到通过垫PAD施加的电容的大小所对应的值，据此增加控制代码Ccode而输出（S160）。

但是，若具有值“1”的检测信号det的数量不多于p个，且具有值“0”的检测信号det的数量不多于q个，则控制单元140判断为存在过噪声，据此不改变控制代码Ccode，并初始化控制代码Ccode的产生次数n，用以重新产生具有相同宽度的脉冲信号pul（S113）。

而且，控制单元140判断控制代码Ccode是否重复（S170）。即，控制单元140可以判断具有预定的值（例如，k）的控制代码Ccode和具有另一个预定的值（例如，k+1）的控制代码Ccode是否交替地重复产生。在图7的实施例中，控制代码Ccode每回产生Max_n次的相同的值。结果，在S170步骤中，控制单元140产生Max_n次的具有预定值（例如，k）的控制代码Ccode，并产生Max_n次的具有另一个预定值（例如，k+1）的控制代码Ccode，且可以判断这种操作是否重复产生。

在S170步骤的判断结果，控制代码Ccode重复时，控制单元140判断为控制代码Ccode具有通过垫PAD施加的电容的值所对应的值，并将控制代码Ccode作为电容值CV输出（S180）（例如，如上所述，在控制代码Ccode以k和k+1重复产生时，控制单元140可以将k或k+1或者基于k和k+1的任意的其他值作为电容值输出）。但是，若控制代码Ccode不重复，则控制单元140判断为控制代码Ccode没有达到通过垫PAD施加的电容的值所对应的值，由此初始化控制代码Ccode产生的次数n用以响应于增加或减小的控制代码Ccode而产生脉冲信号pul（S113）。

图7中，p和q可以设置为与输出相同控制代码Ccode的最大次数Max_n相同，当p和q设置为与输出相同控制代码Ccode的最大次数Max_n相同时，如图5和图6所示，对于相同的控制代码Ccode，只有在检测信号det均具有相同的“1”或“0”的值时，才调整控制代码Ccode。

而且，图7中，举例示出控制单元140通过判断控制代码Ccode重复与否而将控制代码Ccode作为电容值输出的情形，但还可以通过判断检测信号det是否以“0”和“1”重复输出而将控制代码Ccode作为电容值输出。

图8为用于说明图7的流程图的S150步骤及S160步骤的具体实施例的图。

图8中，S111步骤至S118步骤、S170步骤及S180步骤与在图7中说明的步骤相同，因此可以参照图7的说明。只是在S112步骤中，不仅控制代码Ccode，检测信号det也可能被初始化。

在S118步骤中，控制单元140从判别的检测信号det中计算出0的数量和1的数量之后，判断之前的检测信号det是否为0（S119）。本实施例中，控制单元140每回重复产生Max_n次相同的控制代码Ccode。对于每回产生Max_n次的相同的控制代码Ccode，不仅在检测信号det全部为0时且在具有值“0”的检测信号det的数量达到预定数量以上时，控制单元140也可判断为之前的检测信号det为0。而且，对于每回产生Max_n次的相同的控制代码Ccode，在具有值“1”的检测信号det的数量达到预定数量以上时，控制单元140可以判断为之前的检测信号det为“1”。

若之前的检测信号为0，则控制单元140判断具有值“1”的检测信号det的数量是否达到p1（p1为小于或等于Max_n的自然数）个以上（S120）。

在S120步骤判断的结果，若具有值“1”的检测信号det的数量小于p1个，则判断具有值“0”的检测信号det的数量是否达到q2（q2为小于或等于Max_n的自然数）个以上（S121）。

在S121步骤判断的结果，若具有值“0”的检测信号det的数量达到q2个以上，则控制单元140增加控制代码Ccode（S122），并初始化n（S113）。

在S121步骤判断的结果，若具有值“0”的检测信号det的数量小于q2个，则控制单元140判断为存在过噪声，不变更控制代码Ccode而初始化n（S113）。

在S120步骤判断的结果，若具有值“1”的检测信号det的数量达到p1个以上，则控制单元140减小控制代码Ccode（S123），并判断控制代码Ccode是否重复（S170）。而且，此时检测信号det从“0”变为“1”。

在S119步骤判断的结果，若之前的检测信号det不是“0”，即，之前的检测信号det是“1”，则控制单元140判断具有值“0”的检测信号det的数量是否达到q1（q1为小于或等于Max_n的自然数）个以上（S124）。

在S124步骤判断的结果，若具有值“0”的检测信号det的数量小于q1，则控制单元140判断具有值“1”的检测信号det的数量是否达到p2（p2为小于或等于Max_n的自然数）个以上（S125）。

在S125步骤判断的结果，若具有值“1”的检测信号det的数量达到p2个以上，则控制单元140减小控制代码Ccode（S126），并初始化n（S113）。

在S125步骤判断的结果，若具有值“1”的检测信号det的数量小于p2，则控制单元140判断为存在过噪声，据此不改变控制代码Ccode而初始化n（S113）。

在S124步骤判断的结果，若具有值“0”的检测信号det的数量达到q1个以上，则控制单元140增加控制代码Ccode（S127），并判断控制代码Ccode是否重复（S170）。

图8中，p1及p2是与图7中说明的p性质相同的值，p1和p2可以是相同的值，也可以是不同的值。而且，q1和q2是与图7中说明的q性质相同的值，q1和q2可以是相同的值，也可以是不同的值。

而且，图8所示的部分步骤可以被省略。

例如，在S112步骤中，当控制代码Ccode被初始化为最小值（例如，0），且检测信号det被初始化为“0”时，可以省略图8的S119步骤、S123步骤、S124步骤至S127步骤以及S170步骤。此时，在S118步骤中，控制单元140在经判别的检测信号det中计算0的数量和1的数量之后，判断具有值“1”的检测信号det的数量是否在p1个以上（S120）。在S120步骤判断的结果，当具有值“1”的检测信号det的数量达到p1个以上时，控制单元140可将此时的控制代码Ccode作为电容值CV输出（S180）。在S120步骤判断的结果，当具有值“1”的检测信号det的数量小于p1个时，控制单元140判断具有值“0”的检测信号det的数量是否达到q2个以上（S121）。在S121步骤判断的结果，当具有值“0”的检测信号det的数量达到q2个以上时，控制单元140在增加控制代码Ccode之后（S122），初始化n（S113）；在S121步骤判断的结果，当具有值“0”的检测信号det的数量小于q2个时，控制单元140不改变控制代码Ccode而初始化n（S113）。

而且，作为另一示例，在S112步骤中，控制代码Ccode被初始化为最大值，且检测信号det被初始化为“1”时，可以省略图8的S119步骤、S120步骤至S123步骤、S127步骤及S170步骤。此时，在S118步骤中，控制单元140在经判别的检测信号det中计算0的数量及1的数量之后，判断具有值“0”的检测信号det的数量是否在q1个以上（S124）。在S124步骤判断的结果，当具有值“0”的检测信号det的数量达到q1个以上时，控制单元140将此时的控制代码Ccode作为电容值CV而输出（S180）。在S124步骤判断的结果，当具有值“0”的检测信号det的数量小于q1个时，控制单元140判断具有值“1”的检测信号det的数量是否达到p2个以上（S125）。在S125步骤判断的结果，当具有值“1”的检测信号det的数量达到p2个以上时，控制单元140减小控制代码（S126），并初始化n（S113）。在S125步骤判断的结果，当具有值“1”的检测信号det的数量小于p2个时，控制单元140不改变控制代码Ccode而初始化n（S113）。

图9是能够使图4的电容测量电路输出噪声标志信号的流程图。

使用上述的EPW方式的电容测量电路100连续输出Max_n（例如，4）次相同的控制代码，当接收到对于相同的控制代码Ccode具有相同的值的检测信号det时，变更控制代码Ccode。但是，当没有接收到具有相同的值的检测信号det时，判断为存在噪声，据此重新输出Max_n（例如，4）次相同的控制代码。但是，在噪声较多的环境中，有可能不会连续接收到具有相同的值的检测信号det。此时，电容测量电路100中，控制代码Ccode无法达到对应于所施加的电容大小的水平，测量时间将持续增加。据此，图9中，电容测量电路100在噪声较多的状态下，显示用于表示当前是噪声状态的噪声标志，以能够初始化或中止测量电容操作。

电容测量电路100开始进行电容测量操作（S211）。在操作初期，电容测量电路100首先初始化表示重复次数的重复信号Iter（Iter是0以上的整数）和控制代码Ccode（S212）。在S212步骤中，检测信号det也可被初始化为特定的值。

S213步骤至S227步骤、S270步骤及S280步骤与图7至图8中说明的S113步骤至S127步骤、S170步骤及S180步骤相同，因此不再单独说明。

当在S225步骤判断的结果，具有值“1”的检测信号det的数量小于p2个时，或者当在S221步骤判断的结果，具有值“0”的检测信号det的数量小于q2个时，控制单元140判断重复信号Iter是否大于所设置的最大重复次数Max_Iter(Max_Iter为自然数)（S230）。若重复信号Iter大于最大重复次数Max_Iter，则因持续包含的噪声，以相同的值每回输出4次的控制代码Ccode已输出与设置的最大重复次数一样多的次数，且没有具备对应于所施加的电容的值，因此激活表示电容测量失败的噪声标志（N_flag）而输出S232，并执行S212步骤进行初始化。相反，若重复信号Iter不大于所设置的最大重复信号Max_Iter，则增加重复信号Iter（S231），并初始化控制代码Ccode所产生的次数n，以重新产生具有相同的宽度的脉冲信号pul（S213）。

据此，当根据图9所示的方法的电容测量电路因噪声持续流入而难以测量所施加的电容时，激活噪声标志N_flag而向外部通知当前处于噪声状态，并可以初始化电容测量操作。图9中，举例示出激活噪声标志N_flag（S232）之后初始化电容测量操作的情形，但本发明的电容测量电路100还可以在激活噪声标志N_flag之后中止电容测量操作。此时，本发明的电容测量电路100还可以待机至用户的单独的操作为止。

图7至图9中，为了便于说明，举例说明了以脉冲信号的宽度由最小开始增加的情形，但是对于脉冲信号由最大开始减小的情形也可以适用本发明的概念。

图10是示出图4的电容测量电路的电容测量方法的另一示例的流程图。

使用上述的EPW方式的电容测量电路100连续输出多次相同的控制代码，并判别检测信号det而变更控制代码Ccode。因此，相比于图1所示的现有的电容测量电路能够稳定地测量电容的大小，不过测量速度慢。据此，在图10中，施加连续增加的控制代码Ccode，并判别对应于各个控制代码Ccode而输出的检测信号det的值是否遵循设定的规则，由此能够判别是否包含噪声。由于施加连续增加的控制代码Ccode，因此区别于EPW方式，可称为增加脉冲宽度代码（Increasing Pluse Width Code，以下称为IPW）方式。

为说明IPW方式的概念，参照图2进行说明。在没有噪声的状态下，即便顺序地增加控制代码Ccode，检测信号det均输出值“0”，且当控制代码Ccode具有对应于所连接的电容的大小的值时，检测信号det才会以值“1”输出。而且，当控制代码Ccode具有大于对应于所施加的电容的大小的值时，检测信号det也会输出值“1”。因此，与EPW方式类似地，当控制单元140使用输出与检测信号det的值无关地连续增加的控制代码Ccode的IPW方式时，对于连续增加的控制代码Ccode，连续被施加的检测信号det被判定为值“1”之后具有“0”的值时，可判别为包含噪声。

例如，假设控制单元140输出连续增加的3个控制代码Ccode，并判断针对每个控制代码Ccode的检测信号det的情形，在没有噪声的正常状态下，被施加到控制单元140的检测信号det可以是“111”、“011”、“001”、“000”。但是，若检测信号det以“010”、“100”、“101”、“110”施加到控制单元140，则由于检测信号det在施加值“1”之后施加了值“0”，因此可判别为包含噪声。而且，在包含噪声时，可以与EPW方式相同地，输出与之前相同的连续增加的3个控制代码Ccode，由此重新测量。

参照图10说明IPW方式，电容测量电路100执行电容测量操作（S311）。电容测量电路100的操作初期初始化控制代码Ccode（S312）。之后，控制单元140初始化产生连续增加的控制代码Ccode的次数r（r是0以上的整数）（S313）。然后，脉冲信号产生单元110响应于控制代码Ccode产生具有预定宽度的脉冲信号pul而输出（S314）。而且，脉冲信号检测单元130响应于通过脉冲信号传输单元120延迟而施加的延迟信号dpul，输出检测信号det。控制单元140判别检测信号det具有值“1”还是值“0”并存储起来（S315）。

然后，判别连续增加的控制代码Ccode产生的次数r是否小于所设置的最大产生次数Max_r(Max_r是自然数)（S316）。若控制代码Ccode产生的次数r小于最大产生次数Max_r，则分别使产生相同控制代码Ccode的次数r和控制代码Ccode增加1（S317）。然后，产生对应于所增加的控制代码Ccode的脉冲信号（S314）。但是，当连续产生控制代码Ccode的次数r不小于最大产生次数Max_r时，根据上述的规则判别是否包含噪声（S318）。判别的结果，当判断为包含噪声时，由于需要对连续增加的控制代码Ccode重新测量，因此从增加的控制代码Ccode中减除连续产生控制代码Ccode的次数r（S319），重新对连续产生控制代码Ccode的次数r进行初始化（S313）。从增加的控制代码Ccode中减除连续产生控制代码Ccode的次数r时，由于控制代码Ccode产生的次数具有与最大产生次数Max_r相同的值，因此即使从增加的控制代码Ccode减除最大产生次数Max_r也出现相同的结果。

另外，当判断为不包含噪声时，控制单元140判别检测信号det是否均为具有值“1”（S320）。上述噪声判别规则中，当检测信号具有值“1”之后具有值“0”，则可以判别为包含噪声。但是，例如，当检测信号det应输出“011”、“001”、“000”的情况下，由于噪声的关系输出“111”时，上述的噪声判别规则将无法正确地判别噪声的包含与否。据此，将控制代码Ccode减少1,（S321），并重新初始化控制代码Ccode产生的次数r（S313）。

而且，当检测信号det并不是都具有值“1”时，控制单元140判别检测信号det是否均具有值“0”（S322）。这与判别检测信号det是否均具有值“1”类似，是为了正确地判别是否包含噪声。由此，使控制代码Ccode加1（S323），重新初始化控制代码Ccode产生的次数r（S313）。

另外，当检测信号det均具有值“1”或均不具有值“0”，时，可判断为不包含噪声，且将检测信号det最初输出“1”时的控制代码Ccode判别为具有对应于所连接的电容大小的值的控制代码Ccode。据此，可以将相关控制代码Ccode作为电容值CV向外部输出（S324）。目前为止，为便于说明，在S321和S323中对控制代码Ccode的增减设置为+/-1，但也可以以+/-r或其他值增减控制代码Ccode。

相比使用EPW方式的电容测量电路，上述的使用IPW方式的电容测量电路能够更快速地输出电容值CV。

图11是示出图4的电容测量电路的电容测量方法的另一示例的流程图。

与图10的IPW方式不同，图11是以减小脉冲宽度代码（decreasing pulsewidth code，以下称为DPW）方式输出连续减小的控制代码Ccode的方式。在使用DPW方式的电容测量电路中，当控制单元140输出连续增加的3个控制代码Ccode，并判别针对各个控制代码Ccode的检测信号det时，在没有噪声的正常状态下被施加到控制单元140的检测信号det可以是“111”、“100”、“110”、“000”。但是，若检测信号det以“010”、“011”、“101”、“001”施加，则由于检测信号施加了值“0”之后施加了值“1”，因此可以判别为包含噪声。

图11中，当连续减小的控制代码产生的次数s（s是0以上的整数）小于最大产生次数Max_s(Max_s为自然数)时（S416），使控制代码产生的次数s加1，并使控制代码Ccode减1（S417）。而且，由于控制代码Ccode连续地减小，因此判别为检测信号det中包含噪声（S418）时，在控制代码Ccode上加上控制代码产生的次数s（S419）。并且，与IPW方式不同，在DPW方式中，将检测信号det最初输出值“0“时的控制代码Ccode判别为具有对应于所施加的电容的大小的值的控制代码Ccode，据此可将相关控制代码Ccode作为电容值CV向外部输出(S424)。

其他的构成与图10相同，因此不再单独说明。

而且，虽然没有图示，在IPW方式及DPW方式中也可以如同图9指定最大重复次数Max_Iter而激活噪声标志。

图12为示出本发明提供的电容测量电路的电容测量方法的其他示例的概念的图。

图12所示的电容测量方法是为确认通过垫PAD施加的电容是否存在于特定范围之内而重复施加相关范围的上限及下限的值所对应的控制代码的方式，可以称为交替脉冲宽度代码（alternative pulse width code，以下称为APW）方式。

作为APW方式的一示例，图12中示出电容测量电路100能够输出4比特的电容值CV的情形。电容测量电路100的输出4比特的电容值CV的控制单元140产生作为相当于下位一半范围的控制代码Ccode的“0000”及“1000”并以指定的次数重复输出。在此，重复输出“0000”及“1000”的控制代码Ccode的方式与EPW方式类似，都是为了判断是否包含噪声。作为一示例，图12示出特定范围的下限及上限所对应的控制代码被施加2次的情形。如果通过垫PAD连接的电容的大小大于对应于所接收的控制代码Ccode的范围，则对于重复的控制代码Ccode，检测信号det将会以“0000”输出。而且，若电容的大小小于对应于所接收的控制代码Ccode的范围，则对于重复的控制代码Ccode，检测信号det会以“1111”输出。而且，若电容的大小包含于所接收的控制代码Ccode所对应的范围之内，则对于重复的控制代码Ccode，检测信号det将会以“0101”输出。据此，当检测信号det以不是“0000”、“0101”、“1111”的其他值输出时，可以判断为包含噪声。

当检测信号det表示为“0000”或“1111”时，控制单元140判断为所连接的电容的大小与控制代码Ccode的范围不对应，因此可产生与剩余的范围对应的控制代码Ccode而输出。此时，控制单元140可以产生剩余范围的一半所对应的控制代码Ccode而输出。另外，当检测信号det表示为“0101”时，控制单元140判断为所施加的电容的大小与控制代码Ccode的范围对应。但是，为了准确地测量电容大小，可以产生与相关控制代码Ccode的范围的一半对应的控制代码Ccode而输出。即，直到能够输出与连接的电容的大小对应的电容值CV为止，可以逐渐减小控制代码Ccode的范围而输出电容值CV。

上述的方式是分治算法（divide and conquer algorithm），已是公知的方式。但是本发明的APW方式不限于分治算法，在控制单元140将控制代码Ccode重复输出为特定范围所对应的值，并判别所连接的电容的大小是否包含于相关范围的方式中均可适用。

关于利用APW方式测量电容值CV的方法的流程图可以与图10所示的IPW方式及图11所示的DPW方式类似地适用，因此不单独示出。而且，还可以指定最大重复次数Max_Iter而激活噪声标志。

图13为示出本发明的另一示例的电容测量电路的图，图14为用于说明图13的脉冲信号检测单元检测延迟脉冲信号的过程的图。

图13的电容测量电路200与图4的电容测量电路相同地具备脉冲信号产生单元210、脉冲信号传输单元220、脉冲信号检测单元230及控制单元240。但是，图13所示的电容测量电路200中，脉冲信号检测单元230的构成与图4的电容测量电路100的脉冲信号检测单元130不同。

图13中，脉冲信号检测单元230可以具备多个放大器AMP1～AMP3及多个触发器DF1～DF3。触发器DF1～DF3可以是D-触发器，也可以是其他的触发器。多个放大器AMP1～AMP3分别具有互不相同的增益。即，各个放大器AMP1～AMP3分别以不同的增益放大从脉冲信号传输单元220传输的延迟脉冲信号dpul，并将放大信号a1～a3输出至对应的触发器DF1～DF3。图13中，第一放大器AMP1将延迟脉冲信号dpul放大为能够检测1/4电平而输出第一放大信号a1，第二放大器AMP2将延迟脉冲信号dpul放大为能够检测2/4电平而输出第二放大信号a2，第三放大器AMP3将延迟脉冲信号dpul放大为能够检测3/4电平而输出第三放大信号a3。而且，触发器DF1～DF3分别锁存由对应的放大器输出的放大信号a1～a3而输出锁存信号q1～q3。在此，锁存信号q1～q3是对应于图4的检测信号det的信号。但是，由于锁存信号q1～q3是锁存放大信号a1～a3而输出的信号，因此结论上锁存信号q1～q3是检测由脉冲信号传输单元220传输的延迟脉冲信号dpul的电平的信号。相对于检测信号det直接检测延迟脉冲信号dpul，锁存信号q1～q3放大延迟脉冲信号dpul而锁存，因而可表示出延迟脉冲信号dpul的电平。假设检测信号det通常是检测延迟脉冲信号dpul的1/2电平而输出的信号，则可以判断为第二锁存信号q2是对应于检测信号det的信号。

接触物体接触垫PAD而向脉冲信号传输单元220施加了电容时，由脉冲信号产生单元210施加的脉冲信号pul在脉冲信号传输单元220中被接触物体的电容和电阻R1延迟而输出为如图14所示的逐渐增加的形态的延迟脉冲信号dpul。在此，延迟脉冲信号dpul的时间常数根据电阻R1和通过垫PAD施加的接触物体的电容确定。

在脉冲信号检测单元230中，第一放大器AMP1和第一触发器DF1检测延迟脉冲信号dpul所能具有的最大电平的1/4电平而输出第一锁存信号q1，第二放大器AMP2和第二触发器DF2检测延迟脉冲信号dpul所能具有的最大电平的1/2电平而输出第二锁存信号q2，第三放大器AMP3和第三触发器DF3检测延迟脉冲信号dpul所能具有的最大电平的3/4电平而输出第三锁存信号q3。由于延迟脉冲信号dpul表现为如同图14所示的形态，因此施加到控制单元240的锁存信号将会以第一锁存信号q1、第二锁存信号q2以及第三锁存信号q3的顺序跳转为“1”。由于第一至第三锁存信号表示延迟脉冲信号dpul的电平，因此可以用多电平代码（multi level code，MLC）表现第一至第三延迟信号，且多电平代码MLC可以以q3、q2、q1的二进制代码表现。

如上所述，由于延迟脉冲信号dpul逐渐增加，若不存在噪声，则多电平代码MLC（q3q2q1）将会以“000”→“001”→“011”→“111”的顺序变化。若多电平代码不是以上述顺序变化，则电容测量电路200可以判别为多电平代码MLC中包含噪声。

延迟脉冲信号dpul的时间常数及脉冲信号pul的脉冲宽度与图14所示相同时，图13的脉冲信号检测单元230输出的多电平代码MLC（q3q2q1）将会以“000”→“001”→“011”→“111”的顺序变化。虽然延迟脉冲信号dpul的时间常数与图14所示的相同，但是若脉冲信号pul的脉冲宽度小于图14所示的脉冲宽度，则图13的脉冲信号检测单元230输出的多电平代码MLC（q3q2q1）将会以“000”→“001”→“001”→“001”或者以“000”→“000”→“000”→“000”的顺序变化。

图15为示出图13的电容测量电路的电容测量方法的流程图。

电容测量电路200开始执行电容测量操作（S511）。电容测量电路200在操作初期首先初始化表示重复次数的重复信号Iter（Iter是0以上的整数）和控制代码Ccode（S512）。此时，控制代码Ccode可以被初始化为最小值（例如，0）。而且，脉冲信号产生单元210响应于控制代码Ccode输出具有预定的宽度的脉冲信号pul（S513）。之后，脉冲信号检测单元230检测通过脉冲信号传输单元220延迟而施加的延迟脉冲信号dpul的电平，并产生多电平代码MLC（S514）。

控制单元240确认生成的多电平代码MLC的变化而判别是否包含噪声（S515）。当多电平代码MLC中未包含噪声时，若多电平代码MLC均输出为0，则控制单元240判断为控制代码Ccode没有达到通过垫PAD连接的电容的大小所对应的值，据此增加控制代码Ccode而输出（S519）。但是，若多电平代码MLC中包含有1，则判别中间的二进制码（bit）是否为1（S517）。即，判别第二锁存信号q2是否为1。如上所述，由于第二锁存信号q2可以被判断为对应于检测信号det的信号，因此作为多电平代码MLC的中间二进制码的第二锁存信号为1时，控制单元240判断为控制代码Ccode达到通过垫PAD连接的电容的大小所对应的值，将控制代码Ccode作为电容值输出（S518）。

另外，控制单元240确认多电平代码MLC的跳转顺序，若多电平代码MLC中包含噪声，则使重复信号Iter加1（S520）。然后，判别增加的重复信号Iter是否大于所设置的最大重复信号Max_Iter(Max_Iter是自然数)（S521）。若重复信号Iter大于所设置的最大重复信号Max_Iter，则激活表示电容测量失败的噪声标志N_flg而输出（S522）。相反，若重复信号Iter不大于所设置的最大重复信号Max_Iter，则重新产生具有相同的宽度的脉冲信号pul（S513）。EPW方式、IPW方式、DPW方式及APW方式通过多次产生控制代码Ccode，调节脉冲信号pul的宽度，由此判别是否包含噪声，但多电平代码MLC仅产生一次脉冲信号pul也能够确认是否包含噪声。

上述的多电平代码MLC不仅可以适用于图2的现有的电容测量方法，还可以多样地适用于EPW方式、IPW方式、DPW方式及APW方式等方式中。

虽然上述说明中参照本发明的优选实施例进行了说明，但是相关技术领域熟练的技术人员在不脱离本发明的思想及领域的范围下，可以对本发明进行多种修改及变更。

产业上的可利用性

本发明涉及电容测量电路及电容测量方法，特别是可以在与能够减小噪声影响的电容测量电路相关的产业之中有效地利用。

Claims (47)

1.一种电容测量电路，包括：

脉冲信号产生单元，产生具有对应于控制代码的脉冲宽度的脉冲信号；

脉冲信号传输单元，具备垫，根据通过所述垫施加的电容而延迟所述脉冲信号而作为延迟脉冲信号输出；

脉冲信号检测单元，检测所述延迟脉冲信号而输出检测信号；以及

控制单元，根据指定的规则产生多次所述控制代码而施加到所述脉冲信号产生单元，判别所产生的各个所述控制代码所对应的多个所述检测信号，以确定所述控制代码的变更与否。

2.根据权利要求1所述的电容测量电路，其特征在于，所述控制单元产生n次相同值的所述控制代码而施加到所述脉冲信号产生单元，并存储分别针对产生n次的控制代码的所述检测信号的值，

其中，n是自然数。

3.根据权利要求2所述的电容测量电路，其特征在于，当所述存储的多个检测信号中0的数量为q个以上时，所述控制单元增加所述控制代码而输出，

其中，q为小于等于n的自然数。

4.根据权利要求2所述的电容测量电路，其特征在于，当所述存储的多个检测信号中1的数量为p个以上时，所述控制单元减小所述控制代码而输出，

其中，p为小于等于n的自然数。

5.根据权利要求2所述的电容测量电路，其特征在于，当所述存储的多个检测信号中0的数量为q个以上时，所述控制单元增加所述控制代码而输出，

当所述存储的多个检测信号中1的数量为p个以上时，所述控制单元减小所述控制代码而输出，

当所述控制代码的增加及减小重复指定次数以上时，所述控制单元将所述控制代码作为电容值输出，

其中，q为小于等于n的自然数，

p为小于等于n的自然数。

6.根据权利要求2所述的电容测量电路，其特征在于，当所述存储的多个检测信号中1的数量小于p个或0的数量小于q时，所述控制单元判断为存在噪声，据此不改变所述控制代码，将相同的控制代码重新产生n次而施加到所述脉冲信号产生单元，

其中，p为小于或等于n的自然数，

q为小于或等于n的自然数。

7.根据权利要求6所述的电容测量电路，其特征在于，所述控制单元在重新产生n次相同的所述控制代码而施加到所述脉冲信号产生单元时，增加重复次数，当所述重复次数大于所设置的最大重复次数时，激活噪声标志。

8.根据权利要求7所述的电容测量电路，其特征在于，当所述重复次数大于所设置的最大重复次数时，所述控制单元初始化所述控制代码及所述重复次数。

9.根据权利要求1所述的电容测量电路，其特征在于，所述控制单元产生顺序地增加的r个控制代码而施加到所述脉冲信号产生单元，并顺序地存储针对每一个所述产生的r个控制代码的所述检测信号的值，当存储的多个所述检测信号中，具有值1的检测信号的后面存在具有值0的检测信号时，判断为包含噪声，从而重新输出所述顺序地增加的所述r个控制代码，

其中，r为自然数。

10.根据权利要求9所述的电容测量电路，其特征在于，所述控制单元为，

当所述顺序地增加的所述r个控制代码施加到所述脉冲信号产生单元时，增加重复次数，当

当所述重复次数大于所设置的最大重复次数时，激活噪声标志并输出。

11.根据权利要求10所述的电容测量电路，其特征在于，当所述重复次数大于所设置的最大重复次数时，所述控制单元初始化所述控制代码及所述重复次数。

12.根据权利要求9所述的电容测量电路，其特征在于，当所述存储的多个检测信号均具有值1时，所述控制单元减小所述控制代码而输出。

13.根据权利要求9所述的电容测量电路，其特征在于，当所述存储的多个检测信号均具有值0时，所述控制单元增加所述控制代码而输出。

14.根据权利要求9所述的电容测量电路，其特征在于，当所述存储的多个检测信号中，具有值0的检测信号后面存储的检测信号均具有值1时，所述控制单元将最先具有值1的检测信号所对应的控制代码作为电容值而输出。

15.根据权利要求1所述的电容测量电路，其特征在于，所述控制单元产生顺序地减小的s个控制代码并施加到所述脉冲信号产生单元，且顺序地存储针对每一个所述产生的s个控制代码的所述检测信号的值，当存储的多个所述检测信号中具有值0的检测信号后面存在具有值1的检测信号时，判断为包含噪声，并且重新输出所述顺序地减小的所述s个控制代码，

其中，s为自然数。

16.根据权利要求15所述的电容测量电路，其特征在于，所述控制单元为，

当所述顺序地减小的所述s个控制代码被施加到所述脉冲信号产生单元时，增加重复次数，

当所述重复次数大于所设置的最大重复次数时，激活噪声标志并输出。

17.根据权利要求16所述的电容测量电路，其特征在于，当所述重复次数大于所设置的最大重复次数时，所述控制单元初始化所述控制代码及所述重复次数。

18.根据权利要求15所述的电容测量电路，其特征在于，当所述存储的多个检测信号均具有值1时，所述控制单元减小所述控制代码而输出。

19.根据权利要求15所述的电容测量电路，其特征在于，当所述存储的多个检测信号均具有值0时，所述控制单元增加所述控制代码而输出。

20.根据权利要求15所述的电容测量电路，其特征在于，当所述存储的多个检测信号中，具有值1的检测信号后面存储的检测信号均具有值0时，所述控制单元将最先具有值0的检测信号的所对应的控制代码作为电容值而输出。

21.根据权利要求1所述的电容测量电路，其特征在于，所述控制单元为，

在所述控制代码能够具有的最大值以内，交替产生多次的对应于所设置的第一范围的上限及下限的控制代码，并施加到所述脉冲信号产生单元，且顺序地存储针对每一个所述产生的控制代码的所述检测信号的值，

当存储的多个所述检测信号中，所述检测信号针对对应于所述下限的所述控制代码具有值1，所述检测信号针对对应于所述上限的所述控制代码具有值0时，判断为包含噪声，并且重新输出重新交替多次的对应于所述第一范围的上限及下限的控制代码。

22.根据权利要求21所述的电容测量电路，其特征在于，所述控制单元在将对应于所述第一范围的上限及下限的控制代码重新交替多次而重新施加到所述脉冲信号产生单元时，增加重复次数，当所述重复次数大于所设置的最大重复次数时，激活噪声标志而输出。

23.根据权利要求22所述的电容测量电路，其特征在于，当所述重复次数大于所设置的最大重复次数时，所述控制单元初始化所述控制代码及所述重复次数。

24.根据权利要求21所述的电容测量电路，其特征在于，当所述存储的多个检测信号均具有值1时，所述控制单元在具有相比所述第一范围更小的值的范围内交替产生多次的对应于上限及下限的所述控制代码并施加到所述脉冲信号产生单元。

25.根据权利要求21所述的电容测量电路，其特征在于，当所述存储的多个检测信号均具有值0时，所述控制单元在具有相比所述第一范围更大的值的范围内交替产生多次的对应于上限及下限的所述控制代码并施加到所述脉冲信号产生单元。

26.根据权利要求21所述的电容测量电路，其特征在于，当所述存储的多个所述检测信号中对应于与下限对应的控制代码的所述检测信号具有值0，且所述存储的多个所述检测信号中对应于与上限对应的控制代码的所述检测信号具有值1时，所述控制单元在所述第一范围内交替产生多次的对应于相比所述第一范围更窄的范围的上限及下限的控制代码并施加到所述脉冲信号产生单元。

27.根据权利要求26所述的电容测量电路，其特征在于，当对应于所述上限及下限的所述控制代码的值的差最小时，所述控制单元将所述控制代码作为电容值而输出。

28.根据权利要求1所述的电容测量电路，其特征在于，所述脉冲信号产生单元包括：

时钟信号产生器，用于产生时钟信号；

可变延迟链，使所述时钟信号延迟所述控制代码所对应的延迟时间，并输出延迟时钟信号；

逻辑计算单元，响应于所述时钟信号和所述延迟时钟信号而产生具有所述延迟时间所对应的脉冲宽度的所述脉冲信号。

29.根据权利要求1所述的电容测量电路，其特征在于，所述脉冲信号传输单元连接在所述脉冲信号产生单元和所述脉冲信号检测单元之间，还具有与通过所述垫施加的电容一起抑制所述脉冲信号的传输的电阻。

30.根据权利要求28所述的电容测量电路，其特征在于，所述脉冲信号检测单元包括：

触发器，响应于所述时钟信号而产生根据所述延迟脉冲信号触发的输出信号；以及

周期判别器，响应于所述时钟信号而判别所述触发器的输出信号的周期，并输出所述检测信号。

31.根据权利要求1所述的电容测量电路，其特征在于，所述脉冲信号检测单元包括：

多个放大器，将所述延迟脉冲信号以分别不同的增益进行放大，并分别输出放大信号；以及

多个触发器，与每一个所述多个放大器对应地设置，用于锁存分别对应的所述放大信号而输出锁存信号。

32.根据权利要求31所述的电容测量电路，其特征在于，所述控制单元检测所述多个锁存信号的变化而判别噪声存在与否。

33.一种电容测量方法，包括以下步骤：

产生具有对应于控制代码的脉冲宽度的脉冲信号；

响应于通过垫施加的电容而延迟所述脉冲信号，并输出延迟脉冲信号；

检测所述延迟脉冲信号而输出检测信号；以及

产生多次所述控制代码而施加到脉冲信号产生单元，判别所产生的各个所述控制代码所对应的所述多个检测信号，以确定所述控制代码的变更与否。

34.根据权利要求33所述的电容测量方法，其特征在于，确定所述控制代码的变更与否的步骤包括：

产生n次相同值的所述控制代码而施加到所述脉冲信号产生单元；以及

存储针对每一个产生所述n次的控制代码的所述检测信号的值，

其中，n是自然数。

35.根据权利要求34所述的电容测量方法，其特征在于，确定所述控制代码的变更与否的步骤还包括：

当所述存储的多个检测信号中0的数量为q个以上时，增加所述控制代码而输出，

其中，q为小于等于n的自然数。

36.根据权利要求34所述的电容测量方法，其特征在于，确定所述控制代码的变更与否的步骤还包括：

当所述存储的多个检测信号中1的数量为p个以上时，减小所述控制代码而输出，

其中，p为小于等于n的自然数。

37.根据权利要求34所述的电容测量方法，其特征在于，确定所述控制代码的变更与否的步骤还包括：

当所述存储的多个检测信号中0的数量为q个以上时，增加所述控制代码而输出，当所述存储的多个检测信号中1的数量为p个以上时，减小所述控制代码而输出；以及

当所述控制代码的增加及减小重复指定次数以上时，将所述控制代码作为电容值输出，

其中，q为小于等于n的自然数，p为小于等于n的自然数。

38.根据权利要求34所述的电容测量方法，其特征在于，确定所述控制代码的变更与否的步骤还包括：

当所述存储的多个检测信号中1的数量小于p个或0的数量小于q个时，判断为存在噪声，据此不改变所述控制代码，将相同的控制代码重新产生n次而施加到所述脉冲信号产生单元，

其中，p为小于或等于n的自然数，q为小于或等于n的自然数。

39.根据权利要求33所述的电容测量方法，其特征在于，确定所述控制代码的变更与否的步骤还包括：

产生顺序地增加的r个控制代码而施加到所述脉冲信号产生单元；

顺序地存储针对每一个所述产生的r个控制代码的所述检测信号的值；

当存储的多个所述检测信号中，具有值1的检测信号的后面存在具有值0的检测信号时，判断为包含噪声，从而重新输出所述顺序地增加的所述r个控制代码，

其中，r为自然数。

40.根据权利要求39所述的电容测量方法，其特征在于，确定所述控制代码的变更与否的步骤还包括：

当所述存储的多个检测信号均为值1时，减小所述控制代码而输出；以及

当所述存储的多个检测信号均为值0时，增加所述控制代码而输出。

41.根据权利要求39所述的电容测量方法，其特征在于，确定所述控制代码的变更与否的步骤还包括：

当所述存储的多个检测信号中，具有值0的检测信号后面存储的检测信号均具有值1时，将最先具有值1的检测信号所对应的控制代码作为电容值而输出。

42.根据权利要求33所述的电容测量方法，其特征在于，确定所述控制代码的变更与否的步骤包括：

产生顺序地减小的s个控制代码，并施加到所述脉冲信号产生单元；

顺序地存储针对每一个所述产生的s个控制代码的所述检测信号的值；以及

当存储的多个所述检测信号中具有值0的检测信号后面存在具有值1的检测信号时，判断为包含噪声，从而重新输出所述顺序地减小的所述s个控制代码，

其中，s为自然数。

43.根据权利要求42所述的电容测量方法，其特征在于，确定所述控制代码的变更与否的步骤还包括：

当所述存储的多个检测信号均为值1时，减小所述控制代码而输出；以及

当所述存储的多个检测信号均为值0时，增加所述控制代码而输出。

44.根据权利要求42所述的电容测量方法，其特征在于，确定所述控制代码的变更与否的步骤包括：

当所述存储的多个检测信号中，具有值1的检测信号后面存储的检测信号均具有值0时，将最先具有值0的检测信号所对应的控制代码作为电容值而输出。

45.根据权利要求33所述的电容测量方法，其特征在于，确定所述控制代码的变更与否的步骤包括：

在所述控制代码能够具有的最大值以内，交替产生多次的对应于所设置的第一范围的上限及下限的控制代码，并施加到所述脉冲信号产生单元；

顺序地存储针对每一个所述产生的控制代码的所述检测信号的值；

当存储的多个所述检测信号中，所述检测信号针对对应于所述下限的所述控制代码具有值1，所述检测信号针对对应于所述上限的所述控制代码具有值0时，判断为包含噪声，从而重新输出重新交替多次的对应于所述第一范围的上限及下限的控制代码。

46.根据权利要求45所述的电容测量方法，其特征在于，确定所述控制代码的变更与否的步骤还包括：

当所述存储的多个检测信号的值均为1时，在具有相比所述第一范围更小的值的范围内交替产生多次的对应于上限及下限的所述控制代码并施加到所述脉冲信号产生单元；

当所述存储的多个检测信号的值均为0时，在具有相比所述第一范围更大的值的范围内交替产生多次的对应于上限及下限的所述控制代码并施加到所述脉冲信号产生单元；

当所述存储的多个所述检测信号中对应于与下限对应的控制代码的所述检测信号具有值0，且所述存储的多个所述检测信号中对应于与上限对应的控制代码的所述检测信号具有值1时，在所述第一范围内交替产生多次的对应于相比所述第一范围更窄的范围的上限及下限的控制代码并施加到所述脉冲信号产生单元。

47.根据权利要求46所述的电容测量方法，其特征在于，确定所述控制代码的变更与否的步骤包括：

当所述上限及所述下限所对应的所述控制代码的值的差最小时，将所述控制代码作为电容值而输出。

Images