CN109218515A - 用于检测用户接近的电子设备及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本公开各种实施例涉及一种使用放大器检测用户身体是否靠近电子设备的电子设备及其操作方法。根据本公开实施例的电子设备可以包括：天线，被配置为电子设备的外部的至少一部分；可变元件，具有指定范围内的电容；以及放大器，连接到可变元件，并且被配置为以指定比率放大可变元件的电压并输出经放大的电压，其中，可变元件的电容和指定比率可以被配置为使得天线的电压与经放大器放大的电压之间的差小于指定阈值。

Description

用于检测用户接近的电子设备及其操作方法
技术领域
本公开的各种实施例总体上涉及用于检测用户身体是否接近电子设备的电子设备和方法。
背景技术
诸如智能手机的便携式电子设备除了提供诸如拨打电话和收发短信之类的基本服务之外，还提供诸如游戏、消息服务、文本编辑、图像/视频再现和编辑之类的复杂功能和服务。要执行这些基本功和复杂功能，这些设备需要高性能的硬件。上述电子设备可以包括检测电子设备的各种状态的各种类型的传感器。例如，便携式电子设备可以包括被配置为检测设备是否被用户手持或被用户身体接近的传感器模块。
提出以上信息作为背景信息仅仅是为了辅助理解本公开。并未确定和断言上述任何内容是否可应用作关于本公开的现有技术。
发明内容
根据本公开的一个或多个实施例，电子设备可以包括至少一个电容器以检测用户身体是否靠近。所述至少一个电容器可以使用设置在电子设备外观的金属天线辐射器，金属天线辐射器可以用作被配置为检测用户身体是否靠近的感测构件。电子设备可以基于由用户身体接近金属天线辐射器而引起的电容变化来确定用户身体是否靠近。
此外，可能需要电子设备包括与所述至少一个电容器不同的单独的可变电容器，以检测由用户身体接近而引起的电容变化。单独的可变电容器的电容范围需要包括所述至少一个电容器的电容。并且电子设备中需要可变电容器的电容范围越大，电子设备中所需的可变电容器的安装空间就越大。这可能在电子设备的设计中导致限制或瓶颈。
本公开的各种实施例的一个方面在于提供一种用于感测超出可变电容器的电容范围的电容变化的设备和方法。
本公开所追求的技术主题和优点可以不限于上述技术主题，并且通过以下描述，本公开领域的技术人员可以清楚地理解未提及的其他技术主题。
根据本公开实施例的电子设备可以包括：天线，被配置为电子设备的外观的至少一部分；可变元件，具有指定范围内的电容；以及放大器，连接到可变元件，并且被配置为以指定比率放大可变元件的电压并输出经放大的电压，其中，可变元件的电容和指定比率可以被配置为使得天线的电压与经放大器放大的电压之间的差小于指定阈值。
根据本公开实施例的电子设备可以包括：天线；可变元件，具有指定范围内的电容；以及放大器，连接到可变元件，并且被配置为以指定比率放大可变元件的电压并输出经放大的电压，其中，可变元件的电容和指定比率可以被配置为使得天线的电压与经放大器放大的电压之间的差小于指定阈值。
根据本公开各种实施例的包括设置在电子设备外观的至少一部分上的天线在内的电子设备的操作方法可以包括：识别在预定时间间隔期间放大器的输出电压的变化率，所述放大器被配置为以指定比率放大具有指定范围内的电容的可变元件的电压；识别在所述预定时间间隔期间参考电容器的电压的变化率，所述参考电容器用作天线的等效电路；确定在所述预定时间间隔期间所识别的放大器的输出电压的变化率是否大于参考电容器的电压的变化率；以及根据确定在所述预定时间间隔期间所识别的放大器的输出电压的变化率大于参考电容器的电压的变化率，改变放大器的指定比率。
附图说明
根据结合附图的以下描述，本公开的特定实施例的上述和其它方面、特征以及优点将更清楚，在附图中：
图1是示出了根据本公开实施例的电子设备的透视图；
图2是示出了根据本公开实施例的电子设备的框图；
图3A是示出了根据本公开实施例的传感器模块的框图；
图3B是示出了根据本公开实施例的各种电压的变化的曲线图；
图4A是示出了根据本公开实施例的电子设备的视图；
图4B是示出了根据本公开实施例的传感器模块的框图；
图4C是示出了根据本公开实施例的当检测到用户身体接近时各种电压的变化的曲线图；
图5是示出了根据本公开实施例的包括在传感器模块中的检测电路的框图；
图6是示出了根据本公开实施例的包括在传感器模块中的放大器的框图；
图7是根据本公开实施例的电子设备配置放大器的放大率的流程图；
图8是根据本公开实施例的用于改变放大率的操作的流程图；以及
图9是根据本公开实施例的电子设备被配置为检测用户身体接近的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来描述本公开的各种实施例。实施例和其中使用的术语并不旨在将本文公开的技术限制为特定形式，并且应被理解为包括相应实施例的各种修改、等同物和/或替代方案。在描述附图时，相似的附图标记可以用于指定相似的元件。单数表述可以包括复数表述，除非它们在上下文中明显不同。在本公开中，表述“A或B”、“A或/和B中的至少一项”可以包括所列出项目的所有可能组合。表述“第一”、“第二”、“所述第一”或“所述第二”可以指代对应的组件，而不意味着重要性的顺序，并且仅用于将每个组件与其他组件区分开而不过度地限制组件。当一元件(例如，第一元件)被称为“(操作地或者通信地)耦接至”或“连接至”另一元件(例如，第二元件)时，该元件(例如，第一元件)可以直接连接至该另一元件(例如，第二元件)，或者可以经由又一元件(例如，第三元件)连接至该另一元件(例如，第二元件)。
根据情况，在硬件或软件方面，本公开中使用的表述“被配置为(适于)”可以与例如“适合于”、“具有...的能力”、“修改为”、“用于”、“能够”或“设计为”互换使用。在一些情况下，表述“被配置为...的设备”可以意味着该设备与其它设备或组件一起“能够...”。例如，短语“适于(或(被)配置为)执行A、B和C的处理器”可以意味着仅用于执行对应操作的专用处理器(例如，内置式处理器)，或可以通过执行存储在存储器设备中的一个或多个软件程序来执行对应操作的通用处理器(例如，中央处理单元(CPU)或应用处理器(AP))。
根据本公开各种实施例的电子设备可以包括以下至少一项：例如，智能电话、平板个人计算机(PC)、移动电话、视频电话、电子书阅读器(e-book阅读器)、台式PC、膝上型PC、上网本计算机、工作站、服务器、个人数字助手(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、MPEG-1音频层-3(MP3)播放器、移动医疗设备、相机和可穿戴设备。可穿戴设备可以包括以下至少一项：饰品类型(例如，手表、戒指、手环、脚环、项链、眼镜、隐形眼镜或头戴式设备(HMD))、衣料或服饰集成类型(例如，电子服饰)、身体附着类型(例如，皮肤贴或纹身)和生物植入类型。在一些实施例中，家用电器可以包括以下至少一项：例如，电视、数字视频盘(DVD)播放器、音频设备、冰箱、空调、吸尘器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气净化器、机顶盒、家庭自动控制面板、安全控制面板、媒体盒(例如，Samsung HomeSyncTM、Apple TVTM或Google TVTM)、游戏机(例如，XboxTM和PlayStationTM)、电子词典、电子钥匙、摄像机和电子相框。
在另一实施例中，电子设备可以包括以下至少一项：各种医疗设备(例如，各种便携式医疗测量设备(血糖监控设备、心率监控设备、血压测量设备、体温测量设备等)、磁共振血管造影(MRA)、磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)机、成像机器和超声波扫描机)、导航设备、全球导航卫星系统(GNSS)、事件数据记录器(EDR)、飞行数据记录器(FDR)、车辆信息娱乐设备、船用电子设备(例如，船用导航设备和罗盘)、航空电子设备、安全设备、车辆头单元、工业或家用机器人、无人驾驶飞机、金融机构的自动柜员机(ATM)、商店的销售点(POS)或物联网设备(例如，灯泡、各种传感器、洒水器设备、火警、恒温器、街灯、烤面包机、运动器材、热水箱、加热器、锅炉等)。根据一些实施例，电子设备可以包括家具或建筑物/结构的一部分、车辆、电子板、电子签名接收设备、投影仪、以及各种测量仪器(例如水表、电表、气表、和无线电波表等)中的至少一个。在各种实施例中，电子设备可以是柔性的，或可以是一个或更多个上述各种设备的组合。根据本公开的一个实施例的电子设备不限于上述设备。在本公开中，术语“用户”可指示使用电子设备的人或者使用电子设备的设备(例如，人工智能电子设备)。
图1是示出了根据本公开实施例的电子设备的斜视图。
参考图1，显示器101可以安装在电子设备100的正面上。被配置为输出音频(例如，通话期间对方的语音)的扬声器设备可以安装在显示器101的上侧。被配置为检测音频(例如，通话期间电子设备的用户的语音)的麦克风设备可以安装在显示器101的下侧。
根据实施例，电子设备100可以包括金属边框110。根据实施例，金属边框110可以沿电子设备100的外围设置，并可以被设置为延伸至电子设备100的背面的至少一个区域。根据实施例，金属边框110可以包括至少一个分割部分120。根据实施例，由相应的分割部分120划分的边框部分可以用作在至少一个频带中操作的天线辐射器。
根据实施例，金属边框110可以具有沿电子设备的外围的环形形状，并且可以限定电子设备100的全部厚度或部分厚度。根据实施例，当从前方观看电子设备时，金属边框110可以由右边框部分111、左边框部分112、上边框部分113和下边框部分114构成。这里，上述下边框部分114可以用作由一对分割部分120形成的边框部分。
根据实施例，天线器件可以设置在电子设备100的下侧或区域(区域A)中。根据实施例，下边框部分114可以用作主天线辐射器，因为下边框部分114通过一对分割部分120与其余的边框分开。根据实施例，取决于天线的馈送位置，下边框部分114可以用作在至少两个工作频带中操作的天线辐射器。根据实施例，右边框部分111或左边框部分112可以静电连接到下边框部分114，因此也有助于辐射性能。
根据实施例，除了用作天线辐射器，下边框部分114还可以用作感测构件。这是因为下边框部分114由金属材料制成。根据实施例，下边框部分114可以用作被配置为检测用户身体(例如，用户的身体)是否靠近的传感器模块的感测构件。根据实施例，下部边框部分114也可以与心电图传感器、通用触摸传感器、温度传感器(例如，用于温度传感器的探测器)或水下识别传感器(例如，泛洪识别传感器)结合使用。
根据实施例，本公开的天线器件的配置仅仅是示例，下边框部分114的上述功能可以替代地由上边框部分113执行，其中上边框部分113可以被另一对分割部分分开；或者，下边框部分114的上述功能可以与上边框部分113一起执行。并且，关于上述配置，如果下边框部分114包括左边框部分112和/或左边框部分112的至少一部分，则下边框部分114可以被形成在右边框部分111和/或左边框部分112的另一分割部分分开。
图2是示出了根据本公开实施例的电子设备的框图。
参考图2，天线230可以设置在电子设备100的下部区域(图1的区域A)的至少一部分中。在一个实施例中，天线230可以设置在电子设备100的外观的位于电子设备100的下部区域内的至少一部分中。在一个实施例中，天线230可以是参考图1描述的天线辐射器。也就是说，天线230可以是金属边框110的下边框部分114。
在另一实施例中，天线230可以是上边框部分113、右边框部分111和/或左边框部分112。
在一个实施例中，天线230可以电连接到至少一个电容器(C1(241)至C5(245))。在一个实施例中，可以形成连接天线230和地GND的至少一个电路径(例如，由图2的附图标记250表示的元件)。至少一个电容器(例如，由图2的附图标记241表示的元件)可以位于至少一个电路径250上。
在一个实施例中，至少一个电容器(C1(241)至C5(245))可用于改善天线230的辐射性能、扩大天线230可用的频带或防止对使用电子设备100的用户的电击。
在一个实施例中，传感器模块220可以基于由至少一个电容器(C1(241)至C5(245))引起的电容变化来检测电子设备100是否靠近用户身体。例如，传感器模块220可以是触摸传感器或抓握传感器。
在一个实施例中，传感器模块220可以基于设置在传感器模块220中的可变元件(例如，可变电容器)的电容和至少一个电容器(C1(241)至C5(245))的电容之间的差来确定用户身体是否靠近。可变元件的电容可以与至少一个电容器(C1(241)至C5(245))的电容同步，因此可变元件的电容可以用作用于检测至少一个电容器(C1(241)至C5(245))的电容变化的参考值。在一个实施例中，同步可变元件的电容和至少一个电容器(C1(241)至C5(245))的电容意味着将单独可变元件的电容配置为与至少一个电容器(C1(241)至C5(245))的等效电容相等的值，或者将单独可变元件的电容配置为与等效电容具有等于或低于预配置值的差的值。
在另一实施例中，当位于传感器模块220中的单独可变元件的电容不能与至少一个电容器(C1(241)至C5(245))的电容同步时(例如，由于可变元件有限的电容范围)，放大位于传感器模块220中的单独可变元件的电压可以实现同步。这是因为单独可变元件在给定的预定时间间隔期间的电压变化率对应于单独可变元件的电容值，并且当单独可变元件的电压被放大时，单独可变元件的电压变化率也被改变。因此，为了使位于传感器模块220中的单独可变元件的电压输出与至少一个电容器(C1(241)至C5(245))的电压输出同步，可以放大可变元件的电压，并且可变元件的放大后的电压可以与至少一个电容器(C1(241)至C5(245))的电压同步。
在本公开的各种实施例中，预定时间间隔期间的电压变化率可以意味着预定时间间隔内的电压变化率。
尽管未示出，但是传感器模块220可以包括总体上控制传感器模块220的操作的传感器模块IC。在一个实施例中，传感器模块IC可以设置在传感器模块220的外部。例如，传感器模块IC可以设置为控制电子设备的整体操作的通信处理器(CP)或应用处理器(AP)的一部分。
图3是示出了根据本公开实施例的传感器模块的框图。
参考图3A，传感器模块220可以包括检测电路310。
在一个实施例中，检测电路310可以是被配置为放大位于传感器模块220中的单独可变元件的电压的电路的至少一部分，从而同步位于传感器模块220中的单独可变元件的电压输出和至少一个电容器(C1(241)至C5(245))的电压输出。检测电路310可以在处理器350的控制下执行放大。在该实施例中，同步单独可变元件的电压输出和至少一个电容器(C1(241)至C5(245))的电压输出的原因在于，使得系统可以使用单独可变元件的电压输出作为检测至少一个电容器(C1(241)至C5(245))的电容变化的参考值。放大单独可变元件的电压的另一原因在于，当电压不被放大并且位于传感器模块220中的单独可变元件的电容范围不包括至少一个电容器(C1(241)到C5(245))的电容时，不可能使单独可变元件的电容与至少一个电容器(C1(241)到C5(245))的电容同步。因此，电压放大可以使电压输出同步。然而，当单独可变元件的电压没有被放大并且指定给单独可变元件的电容范围包括至少一个电容器(C1(241)至C5(245))的电容时，同步不是问题，并且下面描述的放大器340的放大率可以被配置为1。
处理器350可以包括微处理器或任意合适类型的处理电路，例如一个或多个通用处理器(例如，基于ARM的处理器)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑器件(PLD)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、图形处理单元(GPU)、视频卡控制器等。此外，应认识到，当通用计算机访问用于实现本文中示出的处理的代码时，代码的执行将该通用计算机变换为用于执行本文中示出的处理的专用计算机。附图中提供的功能和步骤中的某些可以以硬件、软件或者两者的结合来实现，并且可以全部或部分地在计算机的编程指令内执行。除非使用短语“用于...的装置”来明确陈述元素，否则不应按照35U.S.C.112(f)的规定来解释本文权利要求中的元素。此外，本领域技术人员理解并认识到：“处理器”或“微处理器”可以是要求保护的本公开中的硬件。在最宽合理解释下，所附权利要求是符合35U.S.C.§101的法定主题。
在一个实施例中，单独可变元件可以是可变元件330，并且至少一个电容器(C1(241)至C5(245))的等效电容在图3A中示为参考电容器320。
在一个实施例中，检测电路310可以是以下电路的一部分：该电路被配置为检测在相同时间点同步的两个元件的电压之间的差。两个同步元件可以是可变元件330和参考电容器320。
在一个实施例中，检测电路310可以包括第一输入节点352、第二输入节点354和输出节点356。在一个实施例中，第一输入节点352可以连接到参考电容器320，并且第二输入节点354可以通过放大器340连接到可变元件330。在一个实施例中，放大器340的输出电压Vcref”可以与输入到检测电路的第二输入节点354的输入电压Vcref”相同。
在一个实施例中，检测电路310的输出节点356可以连接到处理器350。在一个实施例中，处理器350可以是参考图2描述的传感器模块IC，并且被示出为设置在传感器模块220的外部。然而，在另一实施例中，处理器350可以设置在传感器模块220中。
在一个实施例中，处理器350可以连接到检测电路310的输出节点356，因此可以基于输出节点356输出的输出信号来执行操作。例如，处理器350可以是参考图2描述的传感器模块IC。在一个实施例中，基于从检测电路310的输出节点356输出的输出信号，处理器350可以确定是否可以在无需改变放大器340的放大率的情况下使可变元件330的电容与参考电容器320的电容同步。例如，处理器350可以通过比较预定时间间隔期间放大器340的输出电压Vcref”的变化率与参考电容器320的电压Vcref的变化率，来确定是否无需放大即可实现同步。
处理器350比较输出电压Vcref”与电压Vcref的变化率的原因在于，输出电压Vcref”与电压Vcref周期性地变化(增加或减小)，并且变化率取决于对应元件的电容。例如，施加到参考电容器320两端的电压Vcref可以根据处理器350的控制周期性地增加或减小。这是因为处理器350被配置为周期性地执行对存储在参考电容器320中的电荷进行释放(例如，放电)以及将外部电荷存储在参考电容器320中(例如，充电)的操作。通过周期性地对存储在参考电容器320中的电荷进行充电或放电，处理器350可以检测用户身体是否靠近。在另一示例中，可以根据参考电容器320的电容来确定在预定时间间隔期间参考电容器320的电压Vcref的变化率，或者确定电压增加或减小的比率(例如，图3(b)中Vcref的斜率)。参考电容器320的电容在时间上恒定，因此在预定时间间隔期间参考电容器320的电压Vcref的变化率可以是恒定的。
例如，当处理器350接收到对在预定时间间隔期间输出电压Vcref”的变化率大于在相同预定时间间隔期间电压Vcref的变化率加以指示的输出信号时，处理器350可以确定可变元件330的电容不能与参考电容器320的电容同步。然后，处理器350可以确定放大器340的新放大率，以便使可变元件330的电压输出与参考电容器320的电压输出同步。接下来，处理器350可以将新确定的放大率的信号发送到放大器340。在另一示例中，当处理器350从检测电路310的输出节点356接收到对在预定时间间隔期间输出电压Vcref”的变化率小于在相同预定时间间隔期间电压Vcref的变化率加以指示的输出信号时，处理器350可以确定可变元件330的电容可以与参考电容器320的电容同步而无需放大。然后，处理器350可以确定可变元件330的电容Cref’，以使放大器340的输出电压Vcref”与施加到参考电容器320两端的电压Vcref同步。接下来，处理器350可以将确定的电容Cref’的信号发送到可变元件330。
在一个实施例中，参考电容器320是连接到检测电路310的第一输入节点352的电容器，并且可以是具有固定或恒定(即，不随时间变化)电容值的电容器。例如，参考电容器320的电容可以等效于直接或间接连接到图2所示的天线230的电容器(C1(241)至C5(245))的电容。
在一个实施例中，可变元件330可以通过放大器340连接到检测电路310的第二输入节点354。在一个实施例中，可变元件330可以是可变电容器(即，电容可以随时间变化)。
在一个实施例中，可变元件330可以是具有可在预定范围内变化的电容值的可变电容器。例如，可变元件330可以具有10nF至30nF的电容值范围。
在一个实施例中，可变元件330可以是由彼此连接(通过串联连接和/或并联连接)的一个或多个可变元件形成的电容器组或者电容阵列。
在一个实施例中，可变元件330的电容值范围可以取决于可变元件330的物理结构。例如，可变元件330的电容值范围的上限可以取决于传感器模块220内部的物理或空间限制。在一个实施例中，可变元件330的电容值范围的上限可以小于参考电容器320的电容值。
在一个实施例中，放大器340可以设置在可变元件330和检测电路310的第二输入节点354之间。例如，放大器340可以串联连接到可变元件330和第二输入节点354。
在一个实施例中，施加到可变元件330两端的电压Vcref’可以根据施加到参考电容器320两端的电压Vcref而周期地变化(增加或减小)。在一个实施例中，电压Vcref'改变的变化周期可以与电压Vcref改变的变化周期相同。放大器340的输出电压Vcref”是通过以恒定比率放大电压Vcref'而获得的电压，在下文将给出详细描述。因此，放大器340的输出电压Vcref”的变化周期也可以与电压Vcref的变化周期相同。
在一个实施例中，可以基于可变元件330的电容来确定在预定时间间隔期间可变元件330的电压Vcref’的变化率、或者电压增加或减小的比率(例如，图3(b)中Vcref’的斜率)。并且，由于可变元件330的电容具有指定范围内的电容值，所以在预定时间间隔期间可变元件330的电压Vcref’的变化率可以是另一指定范围内的值。
在一个实施例中，为了检测用户身体是否靠近，位于传感器模块220内部的可变元件330的电容需要与参考电容器320的电容同步。然而，在可变元件330的电容值范围不包括参考电容器320的电容值的情况下，如果不进行放大，则可变元件330的电容不能与参考电容器320的电容同步。因此，本公开的各种实施例提出了一种通过以预定放大率放大可变元件330的电压来使可变元件330的电压输出与参考电容器320的电压输出同步的方法。这是因为在预定时间间隔期间可变元件330的电压的变化率对应于可变元件330的电容值，并且当可变元件330的电压被放大时，在预定时间间隔期间可变元件330的电压的变化率也被改变。
在一个实施例中，放大器340可以是通过预定放大率(增益)或根据本公开实施例确定的放大率对放大器340的输入电压进行放大，然后输出放大后的电压的元件。放大器340可以由处理器350控制。
在一个实施例中，放大器340的输入电压可以是施加到可变元件330两端的电压Vcref’，并且放大器340的输出电压可以是施加到检测电路310的第二输入节点354的电压Vcref”。也就是说，放大器340可以是以下电路的至少一部分：该电路被配置为以指定比率放大施加到可变元件330两端的电压Vcref’，然后将放大后的电压输出到检测电路310的第二输入节点354。
在一个实施例中，放大器340可以是至少一个反相运算放大器电路、至少一个非反相运算放大器电路或其组合。
将参考图6给出关于放大器340的详细描述。
图3B是示出了施加到参考电容器320两端的电压Vcref(360)的变化、施加到可变元件330两端的电压Vcref’(380)的变化、施加到检测电路的第二输入节点的电压或放大器的输出电压Vcref”(370)的变化的曲线图，其中x轴是时间。
参考图3B，施加到参考电容器320两端的电压Vcref 360可以在预定时间间隔(已知为一个周期)内随时间变化(例如，增加或减小)。在一个实施例中，电压Vcref 360随时间变化的原因可以在于，处理器350被配置为周期性地对存储在参考电容器320中的电荷执行充电或放电的操作。通过周期性地对存储在参考电容器320中的电荷进行充电或放电，处理器350可以检测用户身体是否靠近。
在一个实施例中，在该周期期间电压Vcref 360的增加率或减小率可以彼此基本相同。
在一个实施例中，电压Vcref 360的变化周期可以基于参考电容器320的电容、电子设备100的源、和/或识别时间，在该识别时间内接近电子设备的用户可以识别出在电子设备中执行与用户接近相对应的功能。在附图中，仅示出了电压Vcref 360的变化的两个周期，但是电压Vcref 360可以在电子设备开启(例如，激活或睡眠状态)时连续地或持续地变化。
在一个实施例中，施加到检测电路310的第二输入节点354的电压Vcref”370和施加到可变元件330两端的电压Vcref’380可以改变，并且电压Vcref”370和电压Vcref’380的变化周期可以与电压Vcref 360的变化周期相同。备选地，变化周期的差可以小于预定阈值。
在一个实施例中，电压Vcref 360和电压Vcref’380随时间变化(增加或减小)的比率可以取决于参考电容器320的电容Cref或可变元件330的电容Cref'。例如，考虑到可变元件330的物理设计限制(例如，电子设备内部电路板的安装空间的限制)，假设参考电容器320的电容Cref大于可变元件330的电容Cref’。因此，在相同时间间隔期间，施加到参考电容器320两端的电压Vcref 360的变化可以小于施加到可变元件330两端的电压Vcref'380的变化。也就是说，具有较小电容值的可变元件330在相同时间间隔期间具有较大的充电或放电电荷量。因此，在预定时间间隔期间参考电容器320的电压Vcref 360的变化率小于(即，更平缓)在预定时间间隔期间可变元件330的电压Vcref’380的变化率。
在一个实施例中，可变元件330是被指定为具有预定范围内的电容值的可变电容器，因此可变元件330的电压Vcref’380的变化率可以在指定范围内。在一个实施例中，放大器340的输出电压Vcref”370是通过以指定比率放大电压Vcref’380而获得的电压，因此放大器340的输出电压Vcref”370的变化量也可以落入指定范围内。
在一个实施例中，施加到检测电路310的第二输入节点354的电压Vcref”370是放大器340的输出电压，因此不管可变元件330的物理限制如何，调整放大器340的放大率可以使参考电容器320的电压Vcref 360的变化率包括在电压Vcref”370的指定变化率范围内。因此，可变元件330的电容可以被配置为允许施加到第二输入节点354的电压Vcref”370跟随电压Vcref 360或与电压Vcref 360同步。
在一个实施例中，在预定时间间隔期间参考电容器320的电压Vcref 360的变化率包括在施加到第二输入节点354的电压Vcref”370的指定变化率范围内的状态下，可以确定可变元件330的电容以使电压Vcref”370跟随Vcref 360或与电压Vcref 360同步。例如，可变元件330的电容可以被配置为使电压Vcref”370的变化率与电压Vcref 360的变化率相同。备选地，可变元件330的电容可以被配置为使得电压Vcref”370的变化率在相对于电压Vcref 360的变化率的预定阈值内。
在一个实施例中，可变元件330的电容可以在电子设备的制造期间配置，并且可以存储在电子设备的存储器中。例如，可以在电子设备100作为产品发布前的制造期间配置可变元件330的电容。
图4A是示出了根据本公开实施例的电子设备的视图。
图4B是示出了根据本公开实施例的传感器模块的框图。
图4C是示出了根据本公开实施例的当检测到用户身体接近时各种电压的变化的曲线图。
图4A示出了用户身体接近电子设备的示例。例如，图4A示出了用户握着电子设备的状态。根据另一实施例，用户身体可以在用户佩戴电子设备时接近电子设备。
在一个实施例中，用户可以直接握住设置在电子设备外部的金属边框110的一部分。备选地，用户可以操纵不同于他或她的身体的单独物体(例如，支架)，使得物体握住金属边框110的一部分。
参考图4B，类似于图3A，参考电容器320可以是图2所示的至少一个电容器(C1(241)至C5(245))的等效电容器。
接近感应电容器Cprox可以是由于用户身体接近而在传感器模块220的电路中虚拟形成(或识别)的虚拟电容器。这是因为当带电物体和人体彼此接触时，人体可以存储电荷或释放电荷，因此人体可以被视为电容器。
在一个实施例中，由用户身体接近而导致的接近感应电容器420可以被传感器模块220的电路虚拟地识别。例如，当电子设备接近用户身体时，在反映参考电容器320的检测电路310的等效电路中，参考电容器320和接近感应电容器420可以被表示为彼此连接。这是因为设置在电子设备100外部的金属边框110是接近用户身体的部分，并且参考电容器320再次表示直接/间接连接到金属边框110的至少一个电容器(C1(241)至C5(245))的等效电容器。例如，接近感应电容器Cprox可以并联连接到参考电容器Cref。
在一个实施例中，当用户身体靠近时输入到检测电路310的第一输入节点352的电压可以不同于当用户身体未靠近时输入到检测电路310的第一输入节点352的电压。具体地，当用户身体靠近时输入到检测电路310的第一输入节点352的电压可以是施加到作为参考电容器320和接近感应电容器420的等效电容器两端的电压。作为参考电容器320和接近感应电容器420的等效电容器的电容值可以大于参考电容器320的电容。等效电容器的电容值也可以大于接近感应电容器420的电容。这是因为参考电容器320和接近感应电容器420彼此并联连接。因此，当用户身体靠近时输入到检测电路310的第一输入节点352的电压Vcref+cprox的变化率可以比用户身体未靠近时输入到检测电路310的第一输入节点352的电压Vcref的变化率小。
在一个实施例中，如图4A所示，检测电路310可以包括两个输入节点(第一输入节点352和第二输入节点354)和一个输出节点356，第一输入节点352可以连接到参考电容器320和接近感应电容器420，并且第二输入节点354可以通过放大器340连接到可变元件330。
在一个实施例中，检测电路310可以检测输入到检测电路310的第一输入节点352的电压(没有用户身体接近的情况下由Vcref表示，存在用户身体接近的情况下由Vcref+cprox表示)与输入到第二输入节点的电压Vcref”之间的差，然后可以通过输出节点356输出指示检测到的差的输出信号。
处理器350连接到检测电路310的输出节点356，然后可以接收检测电路310的输出信号。处理器350可以基于检测电路310的输出信号来确定用户身体是否靠近。在一个实施例中，可变元件330可以处于其电容已经与参考电容器320的电容同步的状态。因此，如图3B和图4C所示，当用户身体未靠近时，输入到检测电路310的第二输入节点354的电压Vcref”可以与输入到第一输入节点的电压Vcref同步。然后，检测电路310的输出信号可以指示输入到第一输入节点352的电压(没有用户身体接近的情况下由Vcref表示，存在用户身体接近的情况下由Vcref+cprox表示)与输入到第二输入节点354的电压Vcref”之间的差。因此，处理器350可以基于检测电路310的输出信号来确定用户身体是否靠近。
例如，当输入到检测电路310的不同输入节点352和354的电压之间的差等于或大于预定阈值时，处理器350可以确定电子设备100靠近用户身体。在另一实施例中，当输入到检测电路310的不同输入节点352和354的电压之间的差小于预定阈值时，处理器350可以确定电子设备100未靠近用户身体。
在一个实施例中，处理器350可以周期性地基于检测电路310的输出信号确定用户身体是否靠近。在一个实施例中，处理器350检测用户身体是否靠近的周期可以与传感器模块220的电容器(例如，参考电容器320和可变元件330)的充电/放电周期相同。备选地，所述周期可以短于传感器模块220的电容器的充电/放电周期。例如，处理器350可以根据图4C所示的与电容器的电压变化周期相同的周期来确定用户身体是否靠近。在另一实施例中，处理器350可以基于施加到参考电容器320两端的电压是最小值时的时间点来确定用户身体是否靠近。这是因为，当施加到参考电容器320两端的电压是最小值时，输入到检测电路310的不同输入节点352和354的电压之间的差440最大，因此在这个时间点，可以更容易地完成对用户身体是否靠近的检测。
在一个实施例中，处理器可以根据处理器何时检测用户身体是否靠近来确定用于检测用户身体是否靠近的不同阈值。例如，在每当施加到参考电容器320两端的电压是最小值时执行对用户身体是否靠近的检测时，处理器350可以将用于检测用户身体是否靠近的阈值配置为相对较高。在另一示例中，在另一时间检测用户身体是否靠近时，处理器350可以将阈值配置为相对较低。这是因为，当施加到参考电容器320两端的电压是最小值时，输入到检测电路310的不同输入节点352和354的电压之间的差440最大。
图4B至图4C的其他方面与图3A和图3B中的相应方面相同或相似，因此将省略其说明。
图5是示出了根据本公开实施例的包括在传感器模块中的检测电路的框图。
参考图5，检测电路310可以包括第一检测电路510和第二检测电路520。根据一个实施例，第一检测电路510和第二检测电路520可以共享两个输入节点和一个输出节点，所述两个输入节点可以是检测电路310的输入节点352和354，并且所述一个输出节点可以是检测电路310的输出节点356。
在一个实施例中，第一检测电路510可以是以下电路的至少一部分：该电路将位于传感器模块220内的可变元件330的电压输出配置为与参考电容器320的电压输出同步。例如，第一检测电路510可以是以下电路的至少一部分：该电路将施加到检测电路310的第二输入节点354的电压Vcref”配置为跟随输入到检测电路310的第一输入节点352的电压Vcref，或者将所述电压Vcref”配置为与所述电压Vcref同步。
在一个实施例中，可以在位于传感器模块220中的可变元件330的电压输出与参考电容器320的电压输出不同步的状态下，激活第一检测电路510。例如，可以在施加到检测电路310的第二输入节点354的电压Vcref”与输入到检测电路310的第一输入节点352的电压Vcref不同步的情况下，激活第一检测电路510。
在一个实施例中，可以选择性地激活第一检测电路510和第二检测电路520。换句话说，在一个实施例中，当第一检测电路510被激活时，第二检测电路520可以被停用，并且当第二检测电路520被激活时，第一检测电路510可以被停用。这是因为，第一检测电路510是将位于传感器模块220中的可变元件330的电压输出配置为与参考电容器320的电压输出同步的电路，并且第二检测电路520是当位于传感器模块220中的可变元件330的电压输出已经与参考电容器320的电压输出同步时，检测用户身体是否靠近的电路。
在一个实施例中，第一检测电路510可以包括在预定时间间隔期间检测输入到检测电路310的第一输入节点352的电压Vcref的变化率和施加到第二输入节点354的电压Vcref”的变化率的电路。然后，第一检测电路510可以通过输出节点356输出一输出信号，该输出信号指示在预定时间间隔期间第二输入节点354的电压Vcref”的变化率是否等于或大于在预定时间间隔期间第一输入节点352的电压Vcref的变化率。
在一个实施例中，第二检测电路520可以包括以下电路的至少一部分：该电路在可变元件330的电压输出已经与参考电容器320的电压输出同步的状态下，检测施加到检测电路310的两个不同输入节点352和354的电压之间的差。该差可以用来确定用户身体是否靠近。在一个实施例中，施加到检测电路310的第二输入节点354的电压Vcref”可以是放大器340的输出电压；施加到检测电路310的第一输入节点352的电压可以是：当没有用户身体接近时，施加到参考电容器320两端的电压Vcref，或者是当存在用户身体接近时，施加到作为参考电容器320和接近感应电容器420的等效电容器两端的电压Vcref+cprox。
在一个实施例中，可变元件330的电压输出与参考电容器320的电压输出同步。因此，施加到检测电路310的第二输入节点354的电压Vcref”可以与施加到参考电容器320两端的电压Vcref同步。因此，当没有用户身体接近时，第二检测电路520可以确定输入到不同输入节点352和354的电压之间不存在差。在另一实施例中，当存在用户身体接近时，第二检测电路520可以将非0值确定为输入到不同输入节点352和354的电压之间的差。
在一个实施例中，第二检测电路520可以通过输出节点356输出指示检测到的差的输出信号。
在一个实施例中，可以在可变元件330的电压输出已经与参考电容器320的电压输出同步的状态下激活第二检测电路520。例如，可以在可变元件330的电容与参考电容器320的电容同步时激活第二检测电路520。
在一个实施例中，处理器350可以基于从第一检测电路510或第二检测电路520输出的输出信号来执行特定操作，或者可以向电子设备100的另一元件发送允许该另一元件执行特定操作的信号。
在一个实施例中，处理器350可以通过输出节点356从第一检测电路510接收信号，该信号指示在预定时间间隔期间第二输入节点354的电压Vcref”的变化率是否等于或大于在预定时间间隔期间第一输入节点352的电压Vcref的变化率。
在一个实施例中，当信号指示电压Vcref”的变化率等于或大于电压Vcref的变化率时，处理器350可以确定可变元件330的电压输出不能与参考电容器320的电压输出同步，除非处理器350改变放大器340的放大率。然后，处理器350可以确定放大器340的新放大率。
在一个实施例中，处理器350可以将放大器340的放大率改变为根据基于当前放大率确定的比例而改变的比率或值。例如，当当前放大率为2(即，增益为2)时，处理器350可以通过将当前放大率乘以预配置的比例(例如，增加10％)来将放大率改变为2.2。
在一个实施例中，处理器350可以反复地改变放大器340的放大率，直到输出电压Vcref”的变化率变成等于或小于电压Vcref的变化率。
在一个实施例中，处理器350可以基于可变元件330的指定电容范围的代表值来确定放大器340的放大率，并且将参考图8给出详细描述。
在一个实施例中，当信号指示电压Vcref”的变化率等于或小于电压Vcref的变化率时，处理器350可以确定可变元件330的电压输出可以与参考电容器320的电压输出同步。例如，当处理器保持放大器340的当前放大率时，处理器350可以确定可变元件330的电压输出可以与参考电容器320的电压输出同步。处理器350可以确定指定电容范围内的可变元件330的电容与参考电容器320的电容同步。例如，处理器350可以确定可变元件330的指定电容范围内的可变元件330的电容，以使放大器340的输出电压Vcref”与施加到参考电容器320两端的电压Vcref同步。
在一个实施例中，处理器350可以从第二检测电路520接收指示检测电路310的两个输入电压之间的差的输出信号，然后基于接收到的输出信号检测用户身体是否靠近。
在一个实施例中，检测电路310的两个输入电压可以是：当电子设备100靠近用户身体时由参考Vcref”和Vcref+cprox指示的电压，以及当电子设备100未靠近用户身体时由参考Vcref”和Vcref指示的电压。
在一个实施例中，处理器350可以确定检测电路310的两个输入电压之间的差是否等于或大于预配置的阈值，并且当该差等于或大于预配置的阈值时可以确定电子设备100靠近用户身体。在另一实施例中，当检测电路310的两个输入电压之间的差小于预配置的阈值时，处理器350可以确定电子设备100未靠近用户身体。
图6是示出了根据本公开实施例的包括在传感器模块中的放大器的框图。
参考图6，放大器340可以包括具有两个输入节点652和654以及一个输出节点656的运算放大器电路。在一个实施例中，放大器340可以是反相放大器运算放大器电路。
在一个实施例中，包括在放大器中的运算放大器的两个输入节点652和654可以包括非反相节点654和反相节点652。在一个实施例中，非反相节点654接地，并且输入电压可以施加到反相节点652。
在一个实施例中，放大器340的施加到放大器的反相节点652的输入电压可以是施加到可变元件330两端的电压Vcref’，并且放大器340的输出到放大器340的输出节点656的输出电压可以是施加到检测电路310的第二输入节点354的电压Vcref”。
在一个实施例中，放大器的反相节点652可以连接到至少两个无源元件(R1 620和R2 630)。在附图中，仅将R2 630示为可变电阻器，但是R1 620和/或R2 630都可以是可变电阻器。例如，R1 620和R2 630中的至少一个可以是可变电阻器，其在处理器350的控制下具有在指定范围内可变的电阻值。在一个实施例中，R1 620可以位于反相节点652和可变元件330之间，并且R2 630可以位于R1 620和放大器340的输出节点650之间。
在一个实施例中，根据运算放大器的虚短和虚开原理，放大器340的输出电压Vcref”可以是通过将施加到可变元件330两端的电压Vcref’以基于至少两个无源元件(R1620和R2 630)的值确定的比率放大而获得的电压。在一个实施例中，基于至少两个无源元件(R1 620和R2 630)的值确定的比率可以是通过将R2除以R1而获得的值。例如，当R2＝2*R1时，比率被确定为2(即，增益2)。因此，可以将放大器340的输出电压Vcref”确定为施加到可变元件330两端的电压Vcref’的两倍。
在一个实施例中，可以通过处理器350的控制来改变放大器340的放大率。这是因为，放大器340的放大率基于至少两个无源元件(R1620和R2 630)的值来确定，并且这两个无源元件(R1 620和R2 630)中的至少一个是可变电阻器，其值可以通过处理器350的控制来改变。
在一个实施例中，当在预定时间间隔期间放大器的输出电压Vcref”的变化率等于或大于在预定时间间隔期间检测电路310的第一输入节点352的电压Vcref的变化率时，可以通过处理器350的控制来改变放大器340的放大率。
在一个实施例中，可以通过处理器350的控制来反复地改变放大器340的放大率，直到输出电压Vcref”的变化率变成等于或小于电压Vcref的变化率。因此，可以将放大器340的放大率配置为使输出电压Vcref”的变化率等于或小于电压Vcref的变化率。
根据本公开实施例的电子设备可以包括：天线，被配置为电子设备的外观的至少一部分；可变元件，具有指定范围内的电容；以及放大器，连接到可变元件，并且被配置为以指定比率放大可变元件的电压并输出经放大的电压，其中，可变元件的电容和指定比率可以被配置为使得天线的电压与放大器的输出电压之间的差小于指定阈值。
根据一个实施例，天线的电压可以是用作天线的等效电路的参考电容器的电压，所述参考电容器具有与连接到天线的至少一个电容器相对应的电容。
根据一个实施例，电子设备还可以包括检测电路，所述检测电路可以包括连接到天线的第一输入端口和连接到放大器的第二输入端口，并且所述检测电路可以被配置为：识别输入到第一输入端口和第二输入端口的至少两个输入电压以及所述至少两个输入电压之间的差；以及输出对所述至少两个输入电压之间的差加以指示的输出信号。
根据一个实施例，所述至少两个输入电压中的一个输入电压可以是经放大器放大的电压，以及所述至少两个输入电压中的另一个输入电压可以是：当电子设备未靠近用户身体时参考电容器的电压、或者当电子设备靠近用户身体时作为参考电容器和由于用户身体接近而虚拟形成的电容器的等效电容器的电压。
根据一个实施例，电子设备还可以包括处理器，处理器可以被配置为：从检测电路获得所述输出信号，以及当包括在所述输出信号中的所述至少两个输入电压之间的差满足指定条件时，输出与用户身体接近电子设备相对应的信号。
根据一个实施例，所述指定条件可以是所述至少两个输入电压之间的差等于或大于预配置的阈值的条件。
根据一个实施例，可以基于参考电容器的电容值来配置预配置的阈值。
根据一个实施例，处理器还可以被配置为：当在预定时间间隔期间经放大器放大的电压的变化率大于在所述预定时间间隔期间参考电容器的电压的变化率时，改变所述指定比率，使得放大器以改变后的指定比率放大可变元件的电压。
根据一个实施例，放大器还可以被配置为：反复地改变所述指定比率，直到在所述预定时间间隔期间经放大器放大的电压的变化率小于在所述预定时间间隔期间参考电容器的电压的变化率。
根据一个实施例，处理器还可以被配置为：当在所述预定时间间隔期间经放大器放大的电压的变化率小于在所述预定时间间隔期间参考电容器的电压的变化率时，在所述指定范围内改变可变元件的电容，使得参考电容器的电压与经放大器放大的电压之间的差小于所述指定阈值。
根据一个实施例，可以基于可变元件的指定范围的代表值和参考电容器的电容值中的至少一个来确定改变后的指定比率。
根据一个实施例，当可变元件的电容被确定为代表值时，指定比率可以是用于使经放大器放大的电压与参考电容器的电压同步所采用的比率。
根据一个实施例，参考电容器和可变元件的各自的电压可以被配置为周期性地改变。
根据一个实施例，检测电路可以周期性地识别至少两个输入电压和所述至少两个输入电压之间的差，并且识别周期可以与参考电容器和可变元件的变化周期相同或者可以是比所述变化周期短的周期。
根据本公开实施例的电子设备可以包括：天线；可变元件，具有指定范围内的电容；以及放大器，连接到可变元件，并且被配置为以指定比率放大可变元件的电压并输出经放大的电压，其中，可变元件的电容和指定比率可以被配置为使得天线的电压与经放大器放大的电压之间的差小于指定阈值。
根据一个实施例，电子设备还可以包括检测电路，所述检测电路可以包括连接到天线的第一输入端口和连接到放大器的第二输入端口，并且所述检测电路可以被配置为：识别输入到第一输入端口和第二输入端口的至少两个输入电压以及所述至少两个输入电压之间的差；以及输出指示所述差的输出信号。
根据一个实施例，天线的电压可以是用作天线的等效电路的参考电容器的电压，参考电容器具有与连接到天线的至少一个电容器相对应的电容；所述至少两个输入电压中的一个输入电压可以是放大器的输出电压，以及所述至少两个输入电压中的另一个输入电压可以是：当电子设备未靠近用户身体时参考电容器的电压、或者当电子设备靠近用户身体时作为参考电容器和由于用户身体接近而虚拟形成的电容器的等效电容器的电压。
图7是根据本公开实施例的电子设备配置放大器的放大率的流程图。
在操作710，处理器350可以识别在预定时间间隔期间放大器340的输出电压Vcref”和参考电容器320的电压Vcref相应的变化率。在一个实施例中，处理器350可以识别相应的变化率，以便确定可变元件330的电压输出是否可以与参考电容器320的电压输出同步。在一个实施例中，可以在放大器340的输出电压Vcref”不跟随或不同步于施加到参考电容器320两端的电压Vcref的状态下执行操作710。
在一个实施例中，处理器350可以通过识别包括在充电间隔中(或包括在放电间隔中)的两个不同时间点处的电压值来识别相应的变化率。
在一个实施例中，处理器350可以确定所识别的变化率的绝对值。例如，当所识别的变化率对应于负值(即，在放电间隔中确定变化率)时，处理器350可以确定所识别的变化率的绝对值。
在操作720，处理器350可以确定所识别的在预定时间间隔期间放大器340的输出电压Vcref”的变化率是否大于所识别的在预定时间间隔期间参考电容器320的电压Vcref的变化率。在一个实施例中，当差等于或大于预配置的值时，处理器350可以确定输出电压Vcref”的变化率大于输出电压Vcref的变化率。
当确定所识别的输出电压Vcref”的变化率大于所识别的电压Vcref的变化率时，在操作730，处理器350可以改变放大率。
在一个实施例中，放大率可以意味着放大器340的放大率，即，R2 630和R1 620的比率。因此，处理器可以通过改变R2 630和R1 620中的至少一个值来改变放大器340的放大率。
在一个实施例中，处理器350可以改变放大器340的放大率，以使输出电压Vcref”的指定变化率范围的下限变成小于电压Vcref的变化率。例如，处理器350可以改变放大器340的放大率，以使输出电压Vcref”的指定变化率范围的下限变成以预定比例(例如，0.8倍)小于电压Vcref的变化率。
在一个实施例中，处理器350可以反复地改变放大器340的放大率，直到输出电压Vcref”的变化率等于或小于电压Vcref的变化率。在一个实施例中，处理器350可以将放大器340的放大率改变为以比例改变的值。例如，当当前放大率为2时，处理器350可以通过将当前放大率乘以预配置的比例(例如，增加10％)来将放大率改变为2.2倍。
当确定所识别的输出电压Vcref”的变化率等于或小于所识别的电压Vcref的变化率时，在操作740，处理器350可以配置放大率。也就是说，处理器350可以将当前放大率配置为放大器340的放大率。在一个实施例中，处理器350可以将经配置的放大器340的放大率存储在存储器中。
在一个实施例中，配置放大器340的放大率的操作可以是使在预定时间间隔期间施加到参考电容器320两端的电压Vcref的变化率被包括在预定时间间隔期间放大器340的输出电压Vcref”的变化率范围之内的操作。
在一个实施例中，当放大率没有改变时，处理器350可以将默认值配置为放大率。在一个实施例中，默认值可以是基于在执行图7的操作之前确定的R1 620和R2 630的放大率。
在一个实施例中，当放大率被至少改变一次时，处理器350可以将先前改变的值配置为放大率。例如，当放大率初始为2然后被改变为2.2时，处理器350可以将作为先前改变的值的2.2配置为放大率。
尽管未示出以下描述，处理器350可以在操作740配置放大率，然后可以配置可变元件330的电容Cref’以使放大器340的输出电压Vcref”跟随或同步于施加到参考电容器320两端的电压Vcref。
在一个实施例中，可以在可变元件330的电压输出被配置为与参考电容器320的电压输出同步之前，执行图7所示的用于配置放大器340的放大率的操作。
图8是示出了根据本公开实施例的改变放大率的操作的流程图。
图8是图7中由处理器改变放大率的操作730的具体流程图。
在操作810，处理器350可以确定可变元件330的电容值范围的代表值。在一个实施例中，电容值范围的代表值可以是包括在电容值范围中的值。在一个实施例中，电容值范围的代表值可以是通过将可变元件330的电容值范围的上限和下限除以预定比率而获得的值。例如，当预定比率是1：1时，电容值范围的代表值可以是上限和下限的平均值。
在操作820，处理器350可以基于参考电容器320的电容Cref和确定的代表值来确定放大率。
在一个实施例中，当所确定的代表值被确定为可变元件330的电容时，处理器350可以确定放大率，使得当施加到可变元件330两端的电压Vcref’被放大时，经放大的电压Vcref’跟随施加到参考电容器320两端的电压Vcref。例如，假设可变元件330的电容值范围是10nF至20nF，可变元件330的当前电容值是12nF，参考电容器320的电容是30nF，并且电容值范围的代表值被确定为15nF。处理器350可以将放大率配置为2，以使放大器340的输出电压Vcref”经放大之后跟随施加到参考电容器320两端的电压Vcref。
尽管未示出以下描述，处理器350可以确定放大率，使得处理器350放大施加到可变元件330两端的电压Vcref’，同时将可变元件330的当前电容保持原样。在这种情况下，经放大的电压Vcref”跟随施加到参考电容器320两端的电压Vcref。
图9是根据本公开实施例的电子设备被配置为检测用户身体接近的流程图。
在操作910，处理器350可以识别用户身体接近的检测周期是否已经到达。在一个实施例中，处理器350可以基于可变元件330或参考电容器320的充电/放电周期来执行操作910。例如，用户身体接近的检测周期可以与传感器模块220的电容器(例如，参考电容器320和可变元件330)的充电或放电周期相同。因此，当参考电容器320的充电周期已经到达时，处理器350可以识别用户身体接近的检测周期也已经到达。例如，处理器350可以在参考电容器320和/或可变元件330完全放电的每个时间点检测用户身体是否靠近。选择充电周期这一时间点的原因在于，当电子设备100靠近用户身体时，输入到检测电路310的两个输入节点352和354的电压Vcref”和Vcref+cprox之间的差在电容器完全放电时达到最大。
在操作920，处理器350可以对检测电路310的两个输入电压之间的差进行检测。在一个实施例中，检测电路310的两个输入电压可以是：当电子设备100靠近用户身体时由参考标记Vcref”和Vcref+cprox指示的电压，以及当电子设备100未靠近用户身体时由参考标记Vcref”和Vcref指示的电压。
在操作930，处理器350可以识别检测到的差是否等于或大于预配置的阈值。
在一个实施例中，预配置的阈值可以根据参考电容器320的电容Cref而不同。例如，当参考电容器320的电容Cref是相对较大的值时，施加到参考电容器320两端的电压Vcref的斜率相对平缓。因此，当电子装置100靠近用户身体时，当电容器完全放电时检测电路310的两个输入电压之间的差可以相对较小。因此，用于检测用户身体接近的阈值可以被配置为相对较低。在另一示例中，当参考电容器320的电容Cref是相对较小的值时，施加到参考电容器320两端的电压Vcref的斜率相对陡峭。因此，当电子装置100靠近用户身体时，当电容器完全放电时检测电路310的两个输入电压之间的差可以相对较大。因此，用于检测用户身体接近的阈值可以被配置为相对较高。
当确定检测到的差等于或大于预配置的阈值时，在操作940，处理器350可以输出与用户身体接近相对应的信号。
在一个实施例中，当确定检测到的差等于或大于预配置的阈值时，处理器350可以确定电子设备100靠近用户身体并且向电子设备中包括的另一元件发送与该接近相对应的信号。
可以在可变元件330的电压输出已经与参考电容器320的电压输出同步的状态下执行图9的操作。也就是说，可以在放大器的输出电压Vcref”跟随或同步于施加到参考电容器两端的电压Vcref的状态下执行图9的操作。
根据本公开实施例的被配置为检测用户接近的电子设备的操作方法可以包括：识别在预定时间间隔期间放大器的输出电压的变化率，所述放大器被配置为以指定比率放大具有指定范围内的电容的可变元件的电压；识别在预定时间间隔期间参考电容器的电压的变化率，所述参考电容器用作天线的等效电路；确定在所述预定时间间隔期间所识别的放大器的输出电压的变化率是否大于在所述预定时间间隔期间参考电容器的电压的变化率；以及响应于确定所识别的在所述预定时间间隔期间放大器的输出电压的变化率大于在所述预定时间间隔期间参考电容器的电压的变化率，改变放大器的所述指定比率。
根据一个实施例，改变放大器的指定比率可以包括：反复地改变放大器的所述指定比率，直到所识别的在所述预定时间间隔期间放大器的输出电压的变化率小于在所述预定时间间隔期间参考电容器的电压的变化率。
根据一个实施例，所述操作方法还可以包括：当在所述预定时间间隔期间放大器的输出电压的变化率小于在所述预定时间间隔期间参考电容器的电压的变化率时，在所述指定范围内改变可变元件的电容，使得参考电容器的电压与放大器的输出电压之间的差小于指定阈值。
根据一个实施例，可以基于可变元件的指定范围的代表值和参考电容器的电容值中的至少一个来改变指定比率。
根据一个实施例，当可变元件的电容被确定为代表值时，改变后的指定比率是用于使放大器的输出电压与参考电容器的电压同步所采用的比率。
根据一个实施例，所述操作方法还可以包括：当参考电容器的电压和放大器的输出电压之间的差小于所述指定阈值时，识别放大器的输出电压、参考电容器的电压、以及放大器的输出电压与参考电容器的电压之间的差；以及当所识别的电压之间的差满足指定条件时，输出与用户身体接近电子设备相对应的信号，其中，当电子设备靠近用户身体时，参考电容器的电压可以是作为参考电容器和当电子设备靠近用户身体时由于用户身体接近而虚拟形成的电容器的等效电容器的电压。
上述存储器可以是计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以包括硬盘、软盘、磁介质(例如，磁带)、光学记录介质(例如，CD-ROM、DVD)、磁光介质(例如，光磁软盘)、内部存储器等。存储在计算机可读存储介质上的指令可以包括由编译器制作的代码或可由解释器执行的代码。根据各种实施例的模块或编程模块可以包括上述元件中的一个或多个，或还可以包括其他附加元件，或可以省略上述元件中的一些。由根据各种实施例的模块、可编程模块或其他元件执行的操作可以顺序地、并行地、可重复地或者按照探索性的方式执行。至少一些操作可以根据另一顺序来执行，可以被省略，或者还可包括其它操作。
本说明书和附图中所公开的实施例仅用于方便描述和帮助全面理解本公开，而不是为了限制本公开的范围。因此，应理解，除了本文公开的实施例之外，从本公开的技术构思得到的所有修改或者改变的形式落入本公开的范围内。
根据各种实施例，电子设备可以放大可变电容器的电压，以使具有有限范围的电容的可变电容器覆盖超出限制范围的电容，从而可以确定用户身体是否靠近。
本公开上述实施例的某些方面可以实现为硬件、固件或作为存储在诸如CD ROM、数字多功能盘(DVD)、磁带、RAM、软盘、硬盘或磁光盘等记录介质上的软件或计算机代码来执行，或在网络上下载的原始存储在远程记录介质或非暂时机器可读介质上并存储在本地记录介质上的计算机代码来执行，使得本文所述方法可以使用通用计算机经由存储在记录介质上的这种软件来呈现，或经由专用处理器或可编程或专用硬件(例如ASIC或FPGA)来呈现。本领域技术人员应理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括存储组件，例如RAM、ROM、闪存等，其可以存储或接收软件或计算机代码，这些软件或计算机代码在被计算机、处理器或硬件访问和执行时实现本文所述的处理方法。

Claims (20)

1.一种电子设备，包括：
天线，被配置为电子设备的外观的至少一部分；
可变元件，被配置为具有指定范围内的电容；以及
放大器，连接到可变元件，并且被配置为以指定比率放大可变元件的电压并输出放大后的电压，
其中，可变元件的电容和指定比率被配置为使得天线的电压与经放大器放大的电压之间的差小于指定阈值。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，天线的电压是用作天线的等效电路的参考电容器的电压，所述参考电容器具有与连接到天线的至少一个电容器相对应的电容。
3.根据权利要求2所述的电子设备，还包括检测电路，所述检测电路包括连接到天线的第一输入端口和连接到放大器的第二输入端口，其中，所述检测电路被配置为：
识别输入到第一输入端口和第二输入端口的至少两个输入电压以及所述至少两个输入电压之间的差；以及
输出对所述至少两个输入电压之间的差加以指示的输出信号。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述至少两个输入电压中的一个输入电压是经放大器放大的电压，以及
所述至少两个输入电压中的另一个输入电压是：当电子设备未靠近用户身体时参考电容器的电压、或者当电子设备靠近用户身体时作为参考电容器和由于用户身体接近而虚拟形成的电容器的等效电容器的电压。
5.根据权利要求4所述的电子设备，还包括处理器，其中，所述处理器被配置为：
从检测电路获得所述输出信号，以及
当包括在所述输出信号中的所述至少两个输入电压之间的差满足指定条件时，输出与用户身体接近电子设备相对应的信号。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其中，所述指定条件是所述至少两个输入电压之间的差等于或大于预配置的阈值的条件。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其中，所述预配置的阈值是基于参考电容器的电容值配置的。
8.根据权利要求5所述的电子设备，其中，所述处理器还被配置为：当在预定时间间隔期间经放大器放大的电压的变化率大于在所述预定时间间隔期间参考电容器的电压的变化率时，改变所述指定比率，使得放大器以改变后的指定比率放大可变元件的电压。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中，放大器还被配置为：反复地改变所述指定比率，直到在所述预定时间间隔期间经放大器放大的电压的变化率小于在所述预定时间间隔期间参考电容器的电压的变化率。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其中，处理器还被配置为：当在所述预定时间间隔期间经放大器放大的电压的变化率小于在所述预定时间间隔期间参考电容器的电压的变化率时，在所述指定范围内改变可变元件的电容，使得参考电容器的电压与经放大器放大的电压之间的差小于所述指定阈值。
11.根据权利要求8所述的电子设备，其中，基于可变元件的所述指定范围的代表值和参考电容器的电容值中的至少一个来确定改变后的指定比率。
12.一种电子设备，包括：
天线；
可变元件，被配置为具有指定范围内的电容；以及
放大器，连接到可变元件，并且被配置为以指定比率放大可变元件的电压并输出放大后的电压，
其中，可变元件的电容和指定比率被配置为使得天线的电压与经放大器放大的电压之间的差小于指定阈值。
13.根据权利要求12所述的电子设备，还包括检测电路，所述检测电路包括连接到天线的第一输入端口和连接到放大器的第二输入端口，其中，所述检测电路被配置为：
识别输入到第一输入端口和第二输入端口的至少两个输入电压以及所述至少两个输入电压之间的差；以及
输出对所述至少两个输入电压之间的差加以指示的输出信号。
14.根据权利要求13所述的电子设备，其中：
天线的电压是用作天线的等效电路的参考电容器的电压，所述参考电容器具有与连接到天线的至少一个电容器相对应的电容；
所述至少两个输入电压中的一个输入电压是经放大器放大的电压；以及
所述至少两个输入电压中的另一个输入电压是：当电子设备未靠近用户身体时参考电容器的电压、或者当电子设备靠近用户身体时作为参考电容器和由于用户身体接近而虚拟形成的电容器的等效电容器的电压。
15.一种电子设备的操作方法，所述电子设备被配置为检测用户是否靠近，所述操作方法包括：
识别在预定时间间隔期间放大器的输出电压的变化率，所述放大器被配置为以指定比率放大可变元件的电压，所述可变元件被配置为具有指定范围内的电容；
识别在所述预定时间间隔期间参考电容器的电压的变化率，所述参考电容器用作天线的等效电路；
确定在所述预定时间间隔期间所识别的放大器的输出电压的变化率是否大于在所述预定时间间隔期间参考电容器的电压的变化率；以及
响应于确定在所述预定时间间隔期间所识别的放大器的输出电压的变化率大于在所述预定时间间隔期间参考电容器的电压的变化率，改变放大器的所述指定比率。
16.根据权利要求15所述的操作方法，其中，所述放大器的所述指定比率包括：反复地改变放大器的所述指定比率，直到在所述预定时间间隔期间所识别的放大器的输出电压的变化率小于在所述预定时间间隔期间参考电容器的电压的变化率。
17.根据权利要求16所述的操作方法，还包括：当在所述预定时间间隔期间放大器的输出电压的变化率小于在所述预定时间间隔期间参考电容器的电压的变化率时，在所述指定范围内改变可变元件的电容，使得参考电容器的电压与放大器的输出电压之间的差小于指定阈值。
18.根据权利要求15所述的操作方法，其中，基于可变元件的所述指定范围的代表值和参考电容器的电容值中的至少一个来改变所述指定比率。
19.根据权利要求18所述的操作方法，其中，当可变元件的电容被确定为所述代表值时，改变后的指定比率是使放大器的输出电压与参考电容器的电压同步的比率。
20.根据权利要求17所述的操作方法，还包括：
当参考电容器的电压和放大器的输出电压之间的差小于所述指定阈值时，识别放大器的输出电压、参考电容器的电压、以及放大器的输出电压与参考电容器的电压之间的差；以及
当所识别的电压之间的差满足指定条件时，输出与用户的用户身体和电子设备的接近相对应的信号，
其中，当电子设备靠近用户身体时，参考电容器的电压是作为参考电容器和由于用户身体接近而虚拟形成的电容器的等效电容器的电压。
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