CN111220853B - 比率度量自电容代码转换器 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及比率度量自电容代码转换器。描述了用于将自电容转换成数字值的电路、系统和方法。一对电荷转移电路，每个包括死区开关网络、传感器电容器或调制电容器以及可以耦合到比较器的积分电容器，该比较器被配置为产生代表其中一个电荷转移电路的传感器电容器的电容的比特流输出。

Description

比率度量自电容代码转换器
本申请是申请日为2017年3月10日，申请号为201780036328.0，发明名称为“比率度量自电容代码转换器”的申请的分案申请。
相关申请
本申请是于2016年6月30日提交的第15/199,559号美国非临时专利申请的国际申请，其要求于2016年4月29日提交的第62/329,937号美国临时申请的权益，这两个申请通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及感测系统，更具体地，涉及可配置成测量自电容或将自电容转换成表示电容的数字值的电容感测系统。
背景
电容感测系统可感测电极上生成的电信号，该电信号反映电容的变化。电容的这种变化可指示触摸事件(即，对象与特定电极的接近)。电容式感测元件可用于替代机械按钮、旋钮和其它类似的机械用户接口控制。电容式感测元件的使用允许消除复杂的机械式开关和按键，提供了在恶劣条件下可靠操作。此外，电容式感测元件广泛应用于现代客户应用中，在现有产品中提供新的用户界面选项。电容式感测元件的范围可以从单个按钮到以电容式感测阵列的形式布置的用于触摸感测表面的大量按钮。
电容式感测元件阵列通过测量电容式感测元件的电容并寻找电容的增量(变化)来工作，该电容的增量指示导电对象的触摸或存在。当导电对象(例如，手指、手或其他对象)与电容式感测元件接触或非常接近时，电容改变并且检测到导电对象。电容式触摸感测元件的电容变化可通过电路来测量。电路将所测量的电容式感测元件的电容转换为数字值。
有两种典型的电容类型：1)互电容，其中电容感测电路有权访问电容器的两个电极；2)自电容，其中电容感测电路仅有权访问电容器的一个电极，其中第二电极连到DC电压电平或寄生耦合到接地。触摸面板有(1)和(2)两种类型的电容分布式负载，并且一些触摸解决方案唯一地或者以其各种感测模式的混合形式来感测两种电容。
发明内容
本公开提供以下方面：
1)一种电容代码转换器，包括：
第一电荷转移电路，所述第一电荷转移电路包括传感器电容器和第一积分电容器；
第二电荷转移电路，所述第二电荷转移电路包括调制电容器和第二积分电容器；
比较器电路，所述比较器电路耦合到所述第一电荷转移电路和所述第二电荷转移电路，所述比较器被配置为输出比特流；以及
数字转换器，所述数字转换器被配置为将所述比特流转换成表示所述传感器电容器的电容的数字值。
2)根据1)所述的电容代码转换器，其中，所述第二电荷转移电路的时钟源从所述比较器的所述比特流输出和系统时钟获得。
3)根据1)所述的电容代码转换器，其中，所述数字转换器包括数字滤波器，所述数字滤波器被配置为降低对所述数字转换器的输入的采样率。
4)根据1)所述的电容代码转换器，其中，所述第一电荷转移电路和所述第二电荷转移电路分别包括第一复位开关和第二复位开关，所述第一复位开关和第二复位开关被配置为分别对所述第一积分电容器和所述第二积分电容器放电。
5)根据1)所述的电容代码转换器，其中，所述第一电荷转移电路和所述第二电荷转移电路包括死区开关网络。
6)根据1)所述的电容代码转换器，其中，所述第一电荷转移电路由系统时钟进行时钟控制。
7)根据1)所述的电容代码转换器，其中，所述调制电容器在第一模式中包括能够由所述电容代码转换器测量的传感器电容器，以及在第二模式中包括被配置为所述调制电容器的所述传感器电容器。
8)根据1)所述的电容代码转换器，其中，所述第一积分电容器和所述第二积分电容器中的至少一个设置在包括所述电容代码转换器的集成电路上。
9)根据1)所述的电容代码转换器，其中，所述第一积分电容器和所述第二积分电容器中的至少一个设置在包括所述电容代码转换器的集成电路的外部。
10)根据1)所述的电容代码转换器，其中，所述数字转换器包括耦合到所述比较器的输出端的抽取器，所述抽取器被配置为对系统时钟的时钟周期的数量计数。
11)一种系统，包括：
至少一个电极，所述至少一个电极包括能够通过导电对象接近所述电极而改变的电容；以及
电容测量电路，所述电容测量电路包括:
第一电荷转移电路，所述第一电荷转移电路耦合到所述至少一个电极和第一积分电容器；
第二电荷转移电路，所述第二电荷转移电路包括调制电容器和第二积分电容器；
比较器，所述比较器耦合到所述第一电荷转移电路和所述第二电荷转移电路，所述比较器被配置为输出比特流；以及
数字转换器，所述数字转换器被配置为将所述比特流转换成表示传感器电容器的电容的数字值。
12)根据11)所述的系统，其中，所述至少一个电极包括：
第一电极，所述第一电极被配置为包括能够响应于导电对象接近所述第一电极而变化的电容；以及
第二电极，所述第二电极包括响应于导电对象接近所述第一电极而不变化的电容。
13)根据12)所述的系统，其中，所述第二电极在第一模式中是所述第二电荷转移电路的调制电容器，并且在第二模式中是所述第一积分电路的传感器电容器。
14)根据11)所述的系统，其中，所述第二电荷转移电路的时钟源从所述比较器的所述比特流输出和系统时钟获得。
15)根据11)所述的系统，其中，所述第一电荷转移电路和所述第二电荷转移电路分别包括第一复位开关和第二复位开关，所述第一复位开关和第二复位开关被配置为分别对所述第一积分电容器和所述第二积分电容器放电。
16)根据11)所述的系统，其中，所述第一积分电容器和所述第二积分电容器中的至少一个设置在包括所述电容代码转换器的集成电路的外部。
17)一种测量电容的方法，包括：
通过多个第一电荷转移操作在第一积分电容器上累积电荷；
通过多个第二电荷转移操作在第二积分电容器上累积电荷；
从第一累积的电荷和第二累积的电荷的比较中产生比特流；以及
将所述比特流转换成表示传感器电容的数字值，所述传感器电容用于所述第一电荷转移操作。
18)根据17)所述的方法，其中，所述多个第一电荷转移操作包括：
在第一阶段中在所述传感器电容上累积电荷；以及
在第二阶段中将所述电荷从所述传感器电容转移到积分电容器。
19)根据17)所述的方法，其中，所述第二电荷转移操作包括：
在第一阶段中在调制电容上累积电荷；以及
在第二阶段中将所述电荷从所述调制电容转移到积分电容器。
20)根据17)所述的方法，其中，所述第一电荷转移操作和所述第二电荷转移操作包括复位操作。
附图说明
图1图示了根据一个实施例的电容测量系统。
图2图示了根据一个实施例的比率度量电容代码转换器(ratiometriccapacitance to code converter)。
图3图示了根据一个实施例的比率度量电容代码转换器的电压波形。
图4图示了根据一个实施例的不同比例的传感器、调制和积分电容的累积的电压波形。
图5图示了根据一个实施例的具有不同时钟源的比率度量电容代码转换器。
详细描述
图1图示了电容感测系统100，该电容感测系统可以结合本申请提出的比率度量电容代码转换器。系统100可以包括耦合到感测电路110的至少一个电容感测电极101。在一个实施例中，感测电路110可以包括集成到单个设备中的电路。在另一实施例中，感测电路110的各个组件可以分布在几个分立组件之间。为了便于解释，这里将感测电路110描述为单个集成电路设备。感测电极101可以通过输入端105耦合到感测电路110。输入端105可以耦合到接收信道120的输入端。接收信道120可以被配置为诸如利用所提出的比率度量电容代码转换器将电容转换成数字值。接收信道120可以耦合到外部组件125，这对于转换可能是必要的。外部组件可以通过输入端106耦合到感测电路110。接收信道120可以耦合到判定逻辑130和MCU 140。
判定逻辑130可以被配置为处理接收信道120的输出，以确定表示电容的数字值的变化是否与触摸或其他动作相关联。判定逻辑130还可以被配置为跟踪基线或背景电容值以用于触摸检测。MCU 140可用于基于系统或应用需求来配置接收信道120。接收信道120和MCU 140的配置可以在启动时、运行期间或基于主机生成的命令的一些中断。MCU 140还可以被配置为执行类似于判定逻辑130的功能，并用于做出关于电容感测电极101上的对象的存在的判定，或者用于基线或背景电容跟踪。MCU 140和判定逻辑130可以耦合到存储单元150，以用于存储与触摸检测相关联的值。存储单元150还可以存储由MCU 140执行的程序文件和命令。必要时，MCU 140也可以通过输入端107耦合到外部组件。MCU 140还可以耦合到通信接口160，通信接口160可以用于向主机180或另一外部设备输出状态。通信接口160还可以被配置为从外部设备接收命令。
图2图示了电容代码转换器200的实施例，该电容代码转换器200可以实现为图1的感测电路110的接收信道120。电容代码转换器200可以包括第一电荷转移电路210，该第一电荷转移电路210包括传感器电容器212(参见图1的电容感测电极101)。传感器电容器212可以具有交替耦合到源电压和积分电容器216的第一板。传感器电容器212可以具有耦合到接地电势的第二板。传感器电容器212通过死区开关213和214在源电压和积分电容器216之间交替。死区开关213和214可以由时钟信号Fclk进行时钟控制。在第一阶段中，当开关213闭合时，在传感器电容器212上产生电压电势。在第二阶段中，当开关214闭合时，在第一阶段期间在传感器电容器212上累积的电荷被转移到积分电容器216。
电容代码转换器200包括第二电荷转移电路220，该第二电荷转移电路220包括调制电容器222。调制电容器222可以具有交替耦合到积分电容器226和源电压的第一板。调制电容器222可以具有耦合到接地电势的第二板。调制电容器222通过死区开关223和224在源电压和积分电容器226之间交替。死区开关223和224可以由积分三角调制器(∑-△调制器，sigma-delta modulator)230的输出进行时钟控制。开关223和224可以将调制电容器222耦合到积分电容器226，并且当调制电容器222耦合到积分电容器226和源电压时，源电压处于相反的相位。也就是说，在第一阶段中，当开关224闭合时，调制电容器222耦合到积分电容器226，将调制电容器222上累积的电荷转移到积分电容器226。在第二阶段中，当开关223闭合时，调制电容器222耦合到源电压，允许电荷在调制电容器222上累积。
积分电容器216和226的可以耦合到比较器232的输入端。在一个实施例中，积分电容器216耦合到比较器232的反相输入端。本领域普通技术人员将理解，积分电容器226可以替代地耦合到反相输入端。当比较器232比较积分电容器216和226上的电压时，产生比特流输出238。比特流输出238可以是比较器232和来自控制块244的控制时钟通过锁存器234同步的输出。
比较器232的比特流输出可以由抽取器(decimator)和控制逻辑240数字化。比特流输出238还可用于通过与门236向电荷转移电路220提供时钟频率，与门236可具有耦合到Fclk的第二输入端。
电容代码转换器200的操作具有复位阶段，其中积分电容器216和226分别由开关217和227复位到接地电势。本领域普通技术人员将理解，复位到接地仅仅是一个实施例。在各个其他实施例中，复位开关217和227可以被配置为将积分电容器复位到不是零电势的电压。在积分电容器216和226复位到接地之后，开关217和227打开，并且电荷开始从传感器电容器212和调制电容器222转移。积分电容器216和226具有通过分别从传感器电容器212和调制电容器222重复的电荷转移而累积在其上的电荷。基于来自积分电容器216和调制积分电容器226的输入，比较器232的比特流输出的占空比(DC)由下式给出：
Figure BDA0002397218550000071
占空比输出取决于传感器电容器212和参考电容器(调制电容器222和积分电容器216和226，其中Cint1是积分电容器216，Cint2是积分电容器226)之间的电容关系。在一个实施例中，参考电容器可以是传感器，但是被配置为用于测量其他传感器电容器的参考电容器。只要参考电容器(分立或片上电容器或传感器电容器)的电容值在被测试传感器电容器的测量期间保持相对恒定，电容代码转换器200就如预期的那样工作。如果未被测试的传感器电容器用作调制电容器222，则被测试的传感器电容器212和调制电容器222的温度系数将相似，从而提供温度不敏感性。这种温度不敏感性在触摸唤醒和低功率应用中可能特别有用。
在一个实施例中，每个积分电容器216和226的电容值显著大于其各自的传感器电容器212或调制电容器222。积分电容器216和226的值可以是传感器电容器212和调制电容器222的电容的1000倍。
由于积分电容器216和226的电荷转移周期的数量限定了电容代码转换器200的分辨率，所以数字计数器对电荷转移周期的数量(开关213/214和223/224的操作)进行计数，并且当达到所需的电荷转移周期的数量时终止测量周期。值得注意的是，电容代码转换器200的输出不依赖于时钟频率Fclk，而仅依赖于期望测量计数的时钟脉冲数。此外，电容代码转换器200的输出不依赖于电源电压(VDD)。这种架构允许使用扩频、随机、伪随机或固定频率时钟定序器。Fclk可以是这些时钟类型中的任何一种。
当比较器232的输出由抽取器和控制逻辑240处理时，代表传感器电容器212上电容的数字值RawData可以由下式给出：
RawData＝DC·0RES，
其中NRES是测量时间期间的Fclk周期的数量。在一个实施例中，NRES是根据二的次数来选择的：
NRES＝2n-1，
其中n是全体正整数。限定对外部噪声的抗噪性的平均激励电流Is1_avg由下式给出：
Is1_avg＝Vswing_avg·Fclk·Cs1，
其中Vswing_avg是在测量间隔内积分电容器216上的电压和电荷转移电路210的电源电压之间的平均差值。
抽取器和逻辑块240可以包括抽取器242和模块244。抽取器242可以是数字滤波器，其被配置为降低从锁存器234的输出端接收的输入的采样速率，并将所降低的数据速率提供作为抽取器和逻辑块240的输出。
图3图示了电容代码转换器200的各个节点处的电压波形。在电荷转移电路210的操作期间，传感器电容器212上的电压根据波形312增加。注意，这是指数增加，但是本领域的普通技术人员将理解，电荷转移电路210可以被配置为当与积分电容器216共享电荷时产生线性响应。随着电荷在积分电容器216和调制电容器226上累积，每个电容器上的电压如波形316和326所示增加。Fclk将时钟信号提供给电荷转移操作以及比较器232，该比较器232生成比特流输出波形332，比特流输出波形332被转换成用于确定传感器电容器212的状态的数字值。
如上关于图2所述，传感器电容器212和调制电容器222分别与积分电容器216和226的比例电容决定了电容代码转换器200的有效分辨率和外部噪声抗扰度。成比例地更大的积分电容器可以提供更高的分辨率和噪声抗扰度。关于噪声抗扰度，Vswing的平均值越大，抗扰度就越大。Vswing是在每个电荷转移周期的积分电容器上的电压和电源电压之间的差值。
图4图示了传感器与积分电容比为1:10(410)和1:100(420)的示例Vswing值。相对于传感器电容器，积分电容器越小，积分电容器两端随着每个电荷转移周期的电压增加越大。例如，如果转换测量窗口使用十个电荷转移周期，则每个周期的平均Vswing值更大。
图5图示了电容代码转换器500的另一实施例，其类似于图2的电容代码转换器200，但是其中调制电容器电荷转移电路220的时钟频率Fmod大于传感器电容器电荷转移电路210的时钟频率Fsw。在该实施例中，Fmod可以由下式给出：
Fmod＝N·FSW，
其中N是正整数。因此，电容代码转换器500的占空比输出由下式给出：
Figure BDA0002397218550000101
相对于Fsw，增加Fmod允许更小的调制电容器(212和222)，这可以允许它们更容易地集成在芯片上。
本文所述的实施例可用于电容感测系统的互电容感测阵列的各种设计中，或用于自电容感测阵列中。在一个实施例中，电容感测系统检测在阵列中被激活的多个感测元件，并且可分析在邻近感测元件上的信号模式以将噪声与实际信号分离。如获得本公开的益处的本领域普通技术人员将认识到的是，本文所描述的实施例不限于特定的电容感测解决方案，而且也可与包括光感测解决方案的其他感测解决方案一起使用。
在以上的描述中，阐述了许多细节。然而，对于获得本公开的益处的本领域中的普通技术人员将明显的是，本发明的实施例可在没有这些特定细节的情况下进行实践。在一些实例中，众所周知的结构和设备以框图形式示出而不是详细地示出，以免使本说明书模糊。
详细描述的一些部分依据对计算机存储器内的数据位的操作的算法和符号表示来呈现。这些算法描述和表示是数据处理领域的那些技术人员所使用的手段，以最有效地向本领域的其他技术人员传达他们工作的实质。算法在此处并且通常被设想为产生期望结果的自我一致的步骤序列。这些步骤是需要对物理量进行物理操作的那些步骤。通常，虽然不是必须的，但是这些量采用能够被存储、传递、组合、比较和以其他方式操纵的电或磁信号的形式。主要出于习惯用法的原因，将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、术语、数字等等已被证明有时是方便的。
然而，应当记住，所有的这些和类似的术语与适当的物理量相关联并且仅仅是应用于这些量的方便标记。除非特殊地说明，否则如从上文讨论中所明显看出的，应认识到，在整个说明书中，使用诸如“加密”、“解密”、“存储”、“提供”、“源于”、“获得”、“接收”、“验证”、“删除”、“执行”、“询问”、“通信”等等的术语的讨论指的是计算系统或者类似的电子计算设备的动作和处理，其中计算系统或者类似的电子计算设备将在计算系统的寄存器和存储器内表征为物理(例如，电子)量的数据操作和转换为在计算系统存储器或寄存器或者其他这样的信息存储、转换或者显示设备内类似表征为物理量的其他数据。
单词“示例”或“示例性”在本文中用于意指充当示例、实例或例证。本文中被描述为“示例”或“示例性”任何方面或设计没有必要解释为与其他方面或设计相比是优选或者有利的。此外，单词“示例”或“示例性”的使用旨在以具体的方式来提出概念。如在本应用中所使用的，术语“或者”旨在表示包括性的“或者”而不是排除性的“或者”。也就是说，除非另外指出的，或者从上下文中清楚，否则“X包括A或者B”旨在表示自然包括性的排列中的任一个。也就是说，如果X包括A；X包括B；或者X包括A和B两者，那么“X包括A或者B”在任何前述的实例中被满足。另外，如在本应用和所附权利要求书中被使用的冠词“一个(a)”以及“一个(an)”，除非另外指出或者从上下中清晰地指向单个形式，否则通常应当被解释为意味着“一个或更多个(one or more)”。此外，术语“实施例”或者“一个实施例”或者“实现”或者“一种实现”自始至终都不旨在意味着相同的实施例或实现，除非有这样的描述。
本文所描述的实施例还可涉及用于执行本文中的操作的装置。该装置可出于所需的目的而被特别构造，或者它可包括由储存在计算机中的计算机程序选择性激活或重配置的通用计算机。这样的计算机程序可被存储在非暂时性计算机可读存储介质中，诸如但不限于包括软盘、光盘、CD-ROM和磁光盘的任意类型的盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、闪存、或适用于储存电子指令的任何类型的介质。术语“计算机可读存储介质”应当被认为包括存储一个或更多个指令集的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式的数据库和/或相关联的高速缓存以及服务器)。术语“计算机可读介质”也应当被认为包括能够存储、编码或传送用于由机器执行并导致机器实施任何一个或更多个本实施例的方法的指令集的任何介质。术语“计算机可读存储介质”相应地应当被认为包括，但不限于，固态存储器、光学介质、磁性介质、能够存储用于由机器执行并导致机器实施任何一个或更多个本实施例的方法的指令集的任何介质。
本文呈现的算法和显示不是固有地与任何特定计算机或其他装置相关。各种通用系统可以根据本文的教导与程序一起使用，或者其可证明构建更专用的装置以执行所需的方法步骤是方便的。用于这些系统中的各种系统所需的结构将从以下描述中出现。另外，本实施例没有参考任何特定的编程语言来描述。将认识到，可以使用各种编程语言来实现如本文所述的实施例的教导。
以上描述阐述了诸如特定系统、组件、方法等的示例的许多特定细节，以便提供对本发明的若干实施例的良好理解。然而，对于本领域的技术人员将明显的是，本发明的至少一些实施例可在没有这些特定细节的情况下进行实践。在其他实例中，众所周知的组件或方法没有具体描述或者是以简单的框图的形式来呈现，以避免不必要地使本发明模糊。因此，以上阐述的特定细节仅仅是示例性的。特定的实现可以与这些示例性细节不同并且仍然被视为在本发明的范围内。
将理解的是，以上描述旨在是例证性而不是限制性的。在阅读并且理解以上描述之后，许多其他实施例对于本领域的那些技术人员将是明显的。因此，本发明的范围应参考所附权利要求连同这些权利要求有权要求的等效物的整个范围来确定。

Claims (20)

1.一种电容代码转换器，包括：
第一电荷转移电路，所述第一电荷转移电路包括通过第一死区开关网络交替耦合到第一电压电势节点和第一积分电容器的传感器电容器；
第二电荷转移电路，所述第二电荷转移电路包括通过第二死区开关网络交替耦合到第二电压电势节点和第二积分电容器的调制电容器；
比较器电路，所述比较器电路在所述第一积分电容器处耦合到所述第一电荷转移电路并在所述第二积分电容器处耦合到所述第二电荷转移电路，所述比较器电路被配置为输出数据信号，其中，所述数据信号是所述比较器电路和控制时钟通过锁存电路同步的输出；以及
转换器电路，所述转换器电路耦合到所述比较器电路并被配置为将所述数据信号转换成表示所述传感器电容器的电容的数字值。
2.根据权利要求1所述的电容代码转换器，其中，所述第二电荷转移电路的时钟源从所述数据信号和系统时钟获得。
3.根据权利要求1所述的电容代码转换器，其中，所述转换器电路是数字转换器，其中，所述比较器电路被配置为将所述数据信号输出为比特流，并且所述数字转换器被配置为将所述比特流转换为所述数字值。
4.根据权利要求3所述的电容代码转换器，其中，所述数字转换器包括数字滤波器，所述数字滤波器被配置为降低对所述数字转换器的输入的采样率。
5.根据权利要求3所述的电容代码转换器，其中，所述数字转换器包括耦合到比较器的输出端的抽取器，所述抽取器被配置为对系统时钟的时钟周期的数量计数。
6.根据权利要求1所述的电容代码转换器，其中，所述第一电荷转移电路包括第一复位开关，所述第一复位开关被配置为对所述第一积分电容器放电，并且其中所述第二电荷转移电路包括第二复位开关，所述第二复位开关被配置为对所述第二积分电容器放电。
7.根据权利要求1所述的电容代码转换器，其中，所述第一电荷转移电路由系统时钟进行时钟控制。
8.根据权利要求1所述的电容代码转换器，其中，其中，所述调制电容器在第一模式中包括能够由所述电容代码转换器测量的传感器电容器，以及在第二模式中包括被配置为所述调制电容器的所述传感器电容器。
9.根据权利要求1所述的电容代码转换器，其中，所述第一积分电容器和所述第二积分电容器中的至少一个设置在包括所述电容代码转换器的集成电路上。
10.根据权利要求1所述的电容代码转换器，其中，所述第一积分电容器和所述第二积分电容器中的至少一个设置在包括所述电容代码转换器的集成电路的外部。
11.一种系统，包括：
至少一个电极，所述至少一个电极包括能够通过导电对象接近所述至少一个电极而改变的电容；以及
电容测量电路，所述电容测量电路包括:
第一电荷转移电路，所述第一电荷转移电路耦合到所述至少一个电极和第一积分电容器，所述第一电荷转移电路包括第一死区开关网络，所述第一死区开关网络用于使所述至少一个电极交替耦合到第一电压电势节点和所述第一积分电容器；
第二电荷转移电路，所述第二电荷转移电路包括调制电容器和第二积分电容器，所述第二电荷转移电路包括第二死区开关网络，所述第二死区开关网络用于使所述调制电容器交替耦合到第二电压电势节点和所述第二积分电容器；
比较器，所述比较器包括在所述第一积分电容器处耦合到所述第一电荷转移电路的第一输入端和在所述第二积分电容器处耦合到所述第二电荷转移电路的第二输入端，所述比较器被配置为输出数据信号，其中，所述数据信号是所述比较器和控制时钟通过锁存电路同步的输出；以及
转换器电路，所述转换器电路耦合到所述比较器并被配置为将所述数据信号转换成表示所述至少一个电极的电容的数字值。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述转换器电路是数字转换器，其中，所述比较器被配置为将所述数据信号输出为比特流，并且所述数字转换器被配置为将所述比特流转换为所述数字值。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述至少一个电极包括：
第一电极，所述第一电极被配置为包括响应于导电对象接近所述第一电极而变化的电容；以及
第二电极，所述第二电极包括响应于所述导电对象接近所述第一电极而不变化的电容，其中，所述第二电荷转移电路的时钟源从所述数据信号和系统时钟获得。
14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第一电荷转移电路包括第一复位开关，所述第一复位开关被配置为对所述第一积分电容器和所述第二积分电容器放电，并且其中所述第二电荷转移电路包括第二复位开关，所述第二复位开关被配置为对所述第二积分电容器放电。
15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第一积分电容器和所述第二积分电容器中的至少一个设置在包括所述电容测量电路的集成电路的外部。
16.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第二电荷转移电路的时钟源从所述数据信号和系统时钟获得。
17.一种装置，包括：
第一死区开关网络；
第二死区开关网络；
第一电压电势节点；
第一积分电容器，所述第一积分电容器通过多个第一电荷转移操作累积第一电荷，所述多个第一电荷转移操作通过将所述第一电压电势节点和所述第一积分电容器通过所述第一死区开关网络交替地耦合到传感器电容器；
第二电压电势节点；
第二积分电容器，所述第二积分电容器通过多个第二电荷转移操作累积第二电荷，所述多个第二电荷转移操作通过将所述第二电压电势节点和所述第二积分电容器通过所述第二死区开关网络交替地耦合到调制电容器；
比较器，所述比较器从所述第一电荷和所述第二电荷的比较来生成数据信号；以及
转换器电路，所述转换器电路耦合到所述比较器，所述转换器电路将所述数据信号转换成表示所述传感器电容器的电容的数字值。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述多个第一电荷转移操作包括：
在第一阶段中在所述传感器电容器上累积第一电荷；以及
在第二阶段中将所述第一电荷从所述传感器电容器转移到所述第一积分电容器。
19.根据权利要求17所述的装置，其中，所述多个第二电荷转移操作包括：
在第一阶段中在所述调制电容器上累积第二电荷；以及
在第二阶段中将所述第二电荷从所述调制电容器转移到所述第二积分电容器。
20.根据权利要求17所述的装置，其中，所述多个第一电荷转移操作包括复位操作。
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