CN112415604A - 检测电路、芯片及相关电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种检测电路、芯片及相关电子装置，所述检测电路包括第一及第二输入端、差分积分电路的输入端、储能件、第一至第六切换电路及差分积分电路。检测电路根据第一输入端及第二输入端之间的感测电容值产生检测电压信号。第一切换电路耦接于第一输入端、差分积分电路的输入端及接地端。第二切换电路耦接于第二输入端、差分积分电路的输入端及接地端。第三切换电路耦接于差分积分电路的输入端及操作电压。第四切换电路耦接于储能件及接地端。第五切换电路耦接于储能件、接地端及操作电压。第六切换电路耦接于储能件的第一端及差分积分电路的输入端。差分积分电路用以根据差分积分电路的输入端的电压进行积分以产生检测电压信号。

Description

检测电路、芯片及相关电子装置

技术领域

本申请是有关于一种检测电路，尤其涉及一种自容检测电路、芯片及相关电子装置。

背景技术

电子产品中常涉及基于电容检测来进行各种人机交互。例如，在耳机中常会使用电容式的入耳检测来实现耳机的佩戴/脱落检测进而控制耳机是否进行音乐播放等各种操作，以及使用电容式的触控检测来实现单击、双击、滑动等手势识别，进而完成各种应用场景中的人机交互；再例如，在手机及车载触控中也会涉及基于电容检测来进行触摸检测或手势识别。然而，随着温度变化，检测的电容的电容值也会产生变化，而这种因为温度导致电容变化的现象常会在应用中造成错误的判断。举例来说，在耳机佩戴的过程中，环境温度会造成自电容本身的电容值的变化。这个变化很容易被误判为耳机佩戴、脱落、或者手指触控，从而引发误操作。

此外，在现有技术中，由于读取电路所读取到电容检测值实际上包括了温度所导致的电容值变化，因此为了预留温度所导致的电容值变化范围，读取电路所读取到的数值的有效感测范围相当有限，常会导致在依据电容检测值判别是否有人体接近时判断不准确或者导致依据电容检测值进行其它的应用的判断不准确。例如有效感测信号的信号量较小导致后端电路难以准确的识别该有效感测信号。

发明内容

本申请的目的之一在于公开一种检测电路、芯片及相关电子装置，来解决上述部分或全部问题。

本申请的一实施例提供一种检测电路，耦接于感测电容，所述感测电容具有固有电容值，而所述感测电容的感测电容值至少因人体接近而改变。所述检测电路包括第一输入端、第二输入端、差分积分电路、第一切换电路、第二切换电路、第三切换电路、储能件、第四切换电路、第五切换电路及第六切换电路。

所述检测电路的所述第一输入端耦接于所述感测电容的第一端。所述检测电路的所述第二输入端，接于所述感测电容的第二端。所述差分积分电路具有输入端，及用以在检测电路执行检测操作时，根据所述差分积分电路的所述输入端的端电压进行积分以产生检测电压信号。所述第一切换电路耦接于所述检测电路的所述第一输入端、所述差分积分电路的所述输入端及接地端，所述第一切换电路用以导通或截止所述检测电路的所述第一输入端与所述差分积分电路的所述输入端之间的电性连接，及导通或截止所述检测电路的所述第一输入端与所述接地端之间的电性连接。所述第二切换电路耦接于所述检测电路的所述第二输入端、所述差分积分电路的所述输入端及所述接地端，所述第二切换电路用以导通或截止所述检测电路的所述第二输入端与所述差分积分电路的所述输入端之间的电性连接，及导通或截止所述检测电路的所述第二输入端与所述接地端之间的电性连接。所述第三切换电路耦接于所述差分积分电路的所述输入端及高于所述接地端的操作电压，所述第三切换电路用以导通或截止所述差分积分电路的所述输入端及所述操作电压之间的电性连接。所述储能件具有第一端及第二端。所述第四切换电路耦接于所述储能件的所述第一端及所述接地端，所述第四切换电路用以导通或截止所述储能件的所述第一端与所述接地端之间的电性连接。所述第五切换电路耦接于所述储能件的所述第二端、所述接地端及所述操作电压，所述第五切换电路用以导通或截止所述储能件的所述第二端与所述接地端之间的电性连接，及导通或截止所述储能件的所述第二端与所述操作电压之间的电性连接。所述第六切换电路耦接于所述储能件的所述第一端及所述差分积分电路的所述输入端，所述第六切换电路用以导通或截止所述储能件的所述第一端与所述差分积分电路的所述输入端之间的电性连接。

其中所述第一切换电路、所述第二切换电路、所述第三切换电路、所述第四切换电路、所述第五切换电路及所述第六切换电路用以在检测操作的第一阶段通过分配所述储能件及所述感测电容中的电荷，使得所述端电压与因人体接近及温度所引起的电容变化有关，以及在所述检测操作的第二阶段通过分配所述储能件及所述感测电容中的电荷，使得所述端电压与因温度所引起的电容变化有关。所述差分积分电路依据所述差分积分电路的所述输入端在所述第一阶段的电压值与所述差分积分电路的所述输入端在所述第二阶段的电压值的差值产生所述检测电压信号。

本申请的另一实施例提供一种芯片，所述芯片包括所述检测电路及用于读取所述检测电路输出的所述检测电压信号读取电路。

本申请的另一实施例提供一种电子装置，所述电子装置包含所述检测电路。

本申请的检测电路、芯片及相关电子装置能够减少温度在电容检测过程中的影响，使检测电压信号的有效感测范围得以提升。

附图说明

图1是先前技术的电容式入耳检测的示意图。

图2是先前技术中，读取电压及电容值之间的关系图。

图3是本申请一实施例的检测电路的示意图。

图4是图3的检测电路在执行检测操作时所接收及输出的信号时序图。

图5是图3的检测电路所输出的检测电压信号及先前技术的检测电压信号的比较图。

图6是本申请的另一实施例的检测电路的示意图。

图7是图6的检测电路在执行检测操作时所接收及输出的信号时序图。

具体实施方式

以下揭示内容提供了多种实施方式或例示，其能用以实现本揭示内容的不同特征。下文所述之组件与配置的具体例子系用以简化本揭示内容。当可想见，这些叙述仅为例示，其本意并非用于限制本揭示内容。举例来说，在下文的描述中，将一第一特征形成于一第二特征上或之上，可能包括某些实施例其中所述的第一与第二特征彼此直接接触；且也可能包括某些实施例其中还有额外的组件形成于上述第一与第二特征之间，而使得第一与第二特征可能没有直接接触。此外，本揭示内容可能会在多个实施例中重复使用组件符号和/或标号。此种重复使用乃是基于简洁与清楚的目的，且其本身不代表所讨论的不同实施例和/或组态之间的关系。

虽然用以界定本申请较广范围的数值范围与参数皆是约略的数值，此处已尽可能精确地呈现具体实施例中的相关数值。然而，任何数值本质上不可避免地含有因个别测试方法所致的标准偏差。在此处，「约」通常系指实际数值在一特定数值或范围的正负10%、5%、1%或0.5%之内。或者是，「约」一词代表实际数值落在平均值的可接受标准误差之内，视本申请所属技术领域中具有通常知识者的考虑而定。当可理解，除了实验例之外，或除非另有明确的说明，此处所用的所有范围、数量、数值与百分比（例如用以描述材料用量、时间长短、温度、操作条件、数量比例及其他相似者）均经过「约」的修饰。因此，除非另有相反的说明，本说明书与附随申请专利范围所揭示的数值参数皆为约略的数值，且可视需求而更动。至少应将这些数值参数理解为所指出的有效位数与套用一般进位法所得到的数值。在此处，将数值范围表示成由一端点至另一端点或介于二端点之间；除非另有说明，此处所述的数值范围皆包括端点。

图1是先前技术的电容式入耳检测的示意图。在图1中，耳机的自容C_SF的第一端可以是耳机机壳上的外侧极板ET，而自容C_SF的第二端可以是耳机机壳上的内侧极板IT。因此，当有人佩戴耳机时，耳朵会与外侧极板ET接触，此时人体的人体等效电容CB会通过外侧极板ET与自容C_SF并联。在图1中，外侧极板ET接入读取电路SC，而内侧极板IT接地。此时读取电路SC读取到的电压会与温度所引起的电容变化以及人体接近时与自容C_SF并联的人体等效电容C_B有关。

然而，由于读取电路SC所读取的电压会与温度所引起的电容变化有关，因此读取电压的有效感测范围会受到一定的限制。图2是先前技术中，读取电压及电容值之间的关系图。在图2中，读取电压的范围可能在V1及V2之间，然而扣除掉因为温度引起的电容变化信号，实际上可以用来判断由于人体接近耳机导致读取的电容值的有效感测范围只在V3及V4之间。由于读取电路SC所读取的电压的有效感测范围受到相当的限制，因此先前技术的电容式入耳检测会不精准。

图3是本申请一实施例的检测电路100的示意图。在图3的实施例中，检测电路100可耦接于感测电容C_S，感测电容C_S本身虽具有固有电容值，然而当有人体接近或有温度变化时，检测电路100所感测到的感测电容C_S的感测电容值将会有所变化，因此检测电路100可通过感测电容C_S进行电容变化的检测以输出对应的检测电压信号VOUT。感测电容C_S本身具有的固有电容值是指感测电容C_S未受外界变化影响时，其自身所固有的初始电容值。举例来说，当人体接近感测电容C_S时，人体的人体等效电容CB会与感测电容C_S并联，此时感测电容C_S的感测电容值会产生变化，而检测电压信号VOUT的值也会对应地改变。此外，本申请的检测电路100可以在读取电路读取检测电压信号VOUT之前，先消除温度对感测电容C_S的电容值造成的影响，因此检测电压信号VOUT的有效动态范围较大使得后续在依据检测电路100所产生的检测电压信号VOUT以判断是否有人体接近感测电容C_S时，能够得到更加准确的结果，其细节说明如下。

在图3中，检测电路100可设置在电子装置的机壳（未绘示于图中）中，也就是说，所述机壳可包覆检测电路100。在此情况下，感测电容C_S可例如但不限于是所述机壳的至少一部分上的电极所形成的自电容，其中机壳上的电极可以是壳体上既有的导电件，或是在壳体上专门设置的电极。

此外，感测电容C_S的第一端可以位于所述机壳的至少一部分的外侧，而感测电容C_S的第二端可以位于所述机壳的至少一部分的内侧，举例来说，感测电容C_S的第一端可以是机壳的外侧极板，而感测电容C_S的第二端可以是机壳的内侧极板。如此一来，当人体接近所述机壳时，人体的人体等效电容CB会与感测电容C_S的第一端相耦接，使得感测电容值产生变化。此外，本申请并不限定感测电容C_S是由所述机壳形成的自容，在有些其他实施例中，根据使用情境的不同，感测电容C_S也可能是电子装置中其他部件所形成的自容。所述人体接近耳机包括人体靠近或接触耳机。

检测电路100可包括第一输入端P1、第二输入端P2、第一切换电路SW1、第二切换电路SW2、第三切换电路SW3、第四切换电路SW4、第五切换电路SW5、第六切换电路SW6、储能件A1及差分积分电路110。

第一输入端P1可耦接于感测电容C_S的第一端，而第二输入端P2可耦接于感测电容C_S的第二端。检测电路100是通过第一输入端P1和第二输入端P2来检测感测电容C_S的感测电容值。

第一切换电路SW1可耦接于第一输入端P1、差分积分电路110的输入端NS1及接地端GND，第一切换电路SW1可以导通或截止第一输入端P1与差分积分电路110的输入端NS1之间的电性连接，并可导通或截止第一输入端P1与接地端GND之间的电性连接。

第二切换电路SW2可耦接于第二输入端P2、差分积分电路110的输入端NS1及接地端GND，第二切换电路SW2可以导通或截止第二输入端P2与差分积分电路110的输入端NS1之间的电性连接，并可导通或截止第二输入端P2与接地端GND之间的电性连接。

第三切换电路SW3可耦接于差分积分电路110的输入端NS1及高于接地端GND的操作电压VDD，第三切换电路SW3可以导通或截止差分积分电路110的输入端NS1及操作电压VDD之间的电性连接。在本申请中，操作电压VDD可大于接地端GND的电压，例如但不限于是检测电路100所在系统中所提供的供电电压或参考电压。

储能件A1具有第一端及第二端，且储能件A1可以提供与感测电容C_S相匹配的电容值。第四切换电路SW4可耦接于储能件A1的第一端及接地端GND，第四切换电路SW4可以导通或截止储能件A1的第一端与接地端GND之间的电性连接。

第五切换电路SW5可耦接于储能件A1的第二端、接地端GND及操作电压VDD，第五切换电路SW5可以导通或截止储能件A1的第二端与接地端GND之间的电性连接，并可导通或截止储能件A1的第二端与操作电压VDD之间的电性连接。第六切换电路SW6可耦接于储能件A1的第一端及差分积分电路110的输入端NS1，第六切换电路SW6可以导通或截止储能件A1的第一端与差分积分电路110的输入端NS1之间的电性连接。

差分积分电路110可耦接于共模电压VCM，并可在检测电路100执行检测操作时，根据输入端NS1的电压进行积分以产生检测电压信号VOUT。在有些实施例中，差分积分电路110可包括差分放大器112、第一积分电容C2、第二积分电容C3、第七切换电路SW7、第八切换电路SW8、第九切换电路SW9及第十切换电路SW10。

差分放大器112具有第一输入端、第二输入端、第一输出端及第二输出端。在有些实施例中，差分放大器112的第一输入端可以是正输入端，差分放大器112的第二输入端可以是负输入端，差分放大器112的第一输出端可以是正输出端并可输出正输出电压VPO，而差分放大器112的第二输出端可以是负输出端并可输出负输出电压VNO，而差分放大器112的第一输出端及第二输出端可以共同输出检测电压信号VOUT。

第一积分电容C2可具有第一端及第二端，第一积分电容C2的第一端可耦接于差分放大器110的第一输入端，而第一积分电容C2的第二端可耦接于差分放大器110的第一输出端。第二积分电容C3具有第一端及第二端，第二积分电容C3的第一端可耦接于差分放大器112的第二输入端，而第二积分电容C3的第二端可耦接于差分放大器112的第二输出端。

第七切换电路SW7可耦接于差分放大器112的第一输入端及差分积分电路110的输入端NS1，第七切换电路SW7可以导通或截止差分放大器112的第一输入端及差分积分电路110的输入端NS1之间的电性连接。

第八切换电路SW8可耦接于差分放大器112的第一输入端及共模电压VCM，第八切换电路SW8可以导通或截止差分放大器112的第一输入端及共模电压VCM之间的电性连接。

第九切换电路SW9可耦接于差分放大器112的第二输入端及差分积分电路110的输入端NS1，第九切换电路SW9可以导通或截止差分放大器112的第二输入端及差分积分电路110的输入端之间的电性连接。

第十切换电路SW10可耦接于差分放大器112的第二输入端及共模电压VCM，第十切换电路SW10可以导通或截止差分放大器112的第二输入端及共模电压VCM之间的电性连接。

在图3中，第一切换电路SW1及第二切换电路SW2可根据第一控制信号K1及第二控制信号K2来导通或截止对应的电性连接，第三切换电路SW3及第四切换电路SW4可根据第三控制信号K3来导通或截止对应的电性连接。第五切换电路SW5可根据第四控制信号K4及第五控制信号K5来导通或截止对应的电性连接。第六切换电路SW6可根据第六控制信号K6来导通或截止对应的电性连接。第七切换电路SW7及第八切换电路SW8可分别根据第七控制信号K7及第八控制信号K8来导通或截止对应的电性连接，而第九切换电路SW9及第十切换电路SW10可分别根据第八控制信号K8及第七控制信号K7来导通或截止对应的电性连接。

在本实施例中，第一切换电路SW1包括第一开关S1及第二开关S2。第一开关S1具有第一端、第二端及控制端，第一开关S1的第一端耦接于第一输入端P1，第一开关S1的第二端耦接于差分积分电路110的输入端NS1。第二开关S2具有第一端、第二端及控制端，第二开关S2的第一端耦接于第一输入端P1，第二开关S2的第二端耦接于接地端GND。这样可以使得检测电路结构简单、成本较低、功耗较低且响应较快。

第二切换电路SW2包括第三开关S3及第四开关S4。第三开关S3具有第一端、第二端及控制端，第三开关S3的第一端耦接于第二输入端P2，第三开关S2的第二端耦接于差分积分电路110的输入端NS1。第四开关S4具有第一端、第二端及控制端，第四开关S4的第一端耦接于第二输入端P2，第四开关SW2的第二端耦接于接地端GND。这样可以使得检测电路结构简单、成本较低、功耗较低且响应较快。

第五切换电路SW5包括第五开关S5及第六开关S6。第五开关S5具有第一端、第二端及控制端，第五开关S5的第一端耦接于储能件A1的第二端，第五开关S5的第二端耦接于操作电压VDD。第六开关S6具有第一端、第二端及控制端，第六开关S6的第一端耦接于储能件A1的第二端，第六开关S6的第二端耦接于接地端GND。这样可以使得检测电路结构简单、成本较低、功耗较低且响应较快。

此外，第三切换电路SW3、第四切换电路SW4、第六切换电路SW6、第七切换电路SW7、第八切换电路SW8、第九切换电路SW9及第十切换电路SW10可分别由单一开关来实作。这样可以使得检测电路结构简单、成本较低、功耗较低且响应较快。

图4是图3的检测电路在执行检测操作时所接收及输出的信号时序图。

在本实施例中，当控制信号K1处于高电位时，第一切换电路SW1会导通第一输入端P1与差分积分电路110的输入端NS1之间的电性连接，而第二切换电路SW2会导通第二输入端P2与接地端GND之间的电性连接。当控制信号K2处于高电位时，第一切换电路SW1会导通第一输入端P1与接地端GND之间的电性连接，而第二切换电路SW2会导通第二输入端P2与差分积分电路110的输入端NS1之间的电性连接。

此外，当控制信号K3至K8处于高电位时，切换电路SW3至SW10则会导通对应的电性连接，而当控制信号K3至K8处于低电位时，切换电路SW3至SW10则会截止对应的电性连接。然而，本申请并不限定切换电路SW1至SW10是在控制信号K1至K8为高电位时导通对应的电性连接。

在图4中，检测操作可包括第一阶段ST1及第二阶段ST2，第一阶段ST1可包括第一时段TP1、第二时段TP2及第三时段TP3，而第二阶段ST2可包括第四时段TP4、第五时段TP5及第六时段TP6。

在第一阶段ST1中，检测电路100可将感测电容C_S及储能件A1分别充电至特定的状态，并使感测电容C_S及储能件A1共同耦接至差分积分电路110的输入端NS1，使得感测电容C_S及储能件A1的内部电荷可进行重新分配。在第一阶段ST1中，第一输入端P1会被耦接至操作电压VDD，而第二输入端P2会被耦接至接地端GND。在储能件A1的电容值与感测电容C_S的固有电容值相匹配的情况下，差分积分电路110的输入端NS1的电压将只会与因人体接近及温度所引起的电容变化有关，而与感测电容C_S的固有电容值及储能件A1的电容值无关，此时，差分积分器110会根据差分积分电路110的输入端NS1的电压在第一积分电容C2上进行积分。关于感测电容C_S与储能件A1相匹配的条件的细节将说明于后。

接着，在第二阶段ST2中，检测电路100会对感测电容C_S及储能件A1进行充电，并使感测电容C_S及储能件A1共同耦接至差分积分电路110的输入端NS1，使得感测电容C_S及储能件A1的内部电荷可进行重新分配。然而，在第二阶段ST2中，第一输入端P1会被耦接至接地端GND，而第二输入端P2会被耦接至操作电压VDD。由于人体通常会处于接地状态，因此当人体接近第一输入端P1时，人体等效电容C_B的两端都将处于接地状态，在此情况下，人体等效电容C_B就不会造成感测电容值的变化。如此一来，在感测电容C_S的固有电容值与储能件A1的电容值相匹配的情况下，差分积分电路110的输入端NS1的电压将只会与因为温度而引起的电容变化有关，而与感测电容C_S的固有电容值及储能件A1的电容值无关。此外，在第二阶段ST2中，差分积分器110会根据差分积分电路110的输入端NS1的电压在第二积分电容C3上进行积分。

由于第一阶段ST1及第二阶段ST2是分别在差分放大器112的正输入端及负输入端上进行电荷积分，因此在第二阶段ST2完成时所输出的检测电压信号VOUT将会是两阶段的电荷积分相减的结果。也就是说，差分积分电路110会依据差分积分电路110的输入端NS1在第一阶段的电压值与差分积分电路110的输入端NS1在第二阶段的电压值的差值产生检测电压信号。在理想情况下，在第一阶段ST1及第二阶段ST2中，因为温度引起的电容变化所造成的误差将会互相抵消，因此在第二阶段ST2完成时，检测电压信号VOUT只会与人体等效电容C_B所引起的电容变化有关。如此一来，检测电压信号VOUT就不会包括温度引起的无用的电容信号，而只与人体接近引起的有效电容信号有关，因此检测电压信号VOUT可提供更准确的参考数值。

此外，读取检测电压信号VOUT的读取电路通常会包括模拟数字转换电路(analog-digital converter)，因此检测电路100可以根据模拟数字转换电路所需的电压规格，而连续执行多次的检测操作，以根据感测电容值，将检测电压信号VOUT逐步积分至适合模拟数字转换电路操作的预定检测范围。

再者，由于检测电路100在输出检测电压信号VOUT时，已经自动抵消了温度引起的电容变化，因此在后续使用模拟数字转换电路进行数值的判读时，就可以不需预留空间给温度所造成的电容变化，换句话说，检测电压信号VOUT的整个数值都可以有效地用来判读人体接近所造成的电容变化，从而增加可有效判读数值的范围，即达到提高有效感测范围的目的，且可避免读取电路里模拟数字转换器饱和。

第一阶段ST1的第一时段TP1中可包括步骤S310至S315。

S310： 使第一切换电路SW1导通第一输入端P1与差分积分电路110的输入端NS1之间的电性连接，及截止第一输入端P1与接地端GND之间的电性连接；

S311： 使第二切换电路SW2截止第二输入端P2与差分积分电路110的输入端NS1之间的电性连接，及导通第二输入端P2与接地端GND之间的电性连接；

S312： 使第三切换电路SW3导通差分积分电路110的输入端NS1及操作电压VDD之间的电性连接；

S313： 使第四切换电路SW4导通储能件A1的第一端与接地端GND之间的电性连接；

S314： 使第五切换电路SW5截止储能件A1的第二端与接地端GND之间的电性连接，及导通储能件A1的第二端与操作电压VS2之间的电性连接；及

S315： 使第六切换电路SW6截止储能件A1的第一端与差分积分电路110的输入端NS1之间的电性连接。

在完成步骤S310至S315之后，储能件A1的第一端会耦接至接地端GND，而储能件A1的第二端会耦接至操作电压VDD；感测电容C_S的第一端会耦接至操作电压VDD，而感测电容C_S的第二端会耦接至接地端GND。此时，储能件A1及感测电容C_S会对应地被充电。

在第一阶段ST1中，接续在第一时段TP1之后的第二时段TP2中可包括步骤S320至S323。

S320： 使第三切换电路SW3截止差分积分电路110的输入端NS1及操作电压VDD之间的电性连接；

S321： 使第四切换电路SW4截止储能件A1的第一端与接地端GND之间的电性连接；

S322： 使第六切换电路SW6导通储能件A1的第一端与差分积分电路110的输入端NS1之间的电性连接；及

S323： 使第五切换电路SW5导通储能件A1的第二端与接地端GND之间的电性连接，及截止储能件A1的第二端与操作电压VDD之间的电性连接，使感测电容C_S与储能件A1中的电荷重新分配。

也就是说，在第一时段TP1之后的第二时段TP2中，感测电容C_S的第一端与储能件A1的第一端都会耦接至差分积分电路110的输入端NS1，因此感测电容C_S及储能件A1中的电荷将进行重新分配，而差分积分电路110的输入端NS1的端电压V_X可如式(1)表示，其中C1是储能件A1的电容值。

式(1)

在感测电容C_S与储能件A1相匹配的情况下，端电压V_X将与感测电容C_S及储能件A1的电容值C1无关。举例来说，若储能件A1的电容值C1是感测电容C_S的固有电容值三分之一，则式(1)将可改写为式(2)。

式(2)

也就是说，差分积分电路110的输入端NS1的端电压V_X实质上可相等于1/2倍的操作电压VDD。在有些实施例中，共模电压VCM也可等于1/2倍的操作电压VDD。

在有些实施例中，由于检测电路100及机壳可能分别是由不同的厂商制作或设计，因此在制作检测电路100时，可能尚无法预知感测电容C_S的大小为何。在此情况下，储能件A1可包括可变电容或电容阵列，如此一来，当使用者在得知感测电容C_S的大小之后，就可以依据感测电容C_S的固有电容值，并通过控制信号来设定可变电容或电容阵列的电容值，以使储能件A1的电容值C1能够与感测电容C_S相匹配，例如使储能件A1的电容值C1约为感测电容C_S的固有电容值的三分之一。如此一来，就能够使差分积分电路110的输入端NS1的端电压V_X保持在接近操作电压VDD的二分之一，而使检测电路100的准确度较不会因为感测电容C_S的固有电容值大小不同而受到影响。

此外，在图4中，第六控制信号K6是在第三控制信号K3由高电位变为低电位之后才自低电位变为高电位，而第四控制信号K4是在第六控制信号K6由低电位变为高电位之后才自高电位变为低电位，以确保感测电容C_S与储能件A1中的电荷不会在进行重新分配时转移至外部。然而本申请并不以此为限，在有些实施例中，当第三控制信号K3由高电位变为低电位时，第六控制信号K6可同时自低电位变为高电位，而当第六控制信号K6自低电位变为高电位时，第四控制信号K4也可同时自高电位变为低电位。在有些实施例中，第四控制信号K4及第五控制信号K5可以是互补的控制信号，因此第四控制信号K4及第五控制信号K5也会同步变换电位。

在第一阶段ST1中，接续在第二时段TP2之后的第三时段TP3中可包括步骤S330至S331。

S330： 使第七切换电路SW7导通差分放大器110的第一输入端及差分积分电路110的输入端NS1之间的电性连接；及

S331： 使第十切换电路SW10导通差分放大器110的第二输入端及共模电压VCM之间的电性连接，以通过第一积分电容C2进行积分。

在第二时段TP2之后的第三时段TP3中，差分放大器112的第一输入端可耦接至差分积分电路110的输入端NS1，而差分放大器112的第二输入端可耦接至共模电压VCM，并可通过第一积分电容C2进行积分。在第三时段TP3中，第七控制信号K7信号处在高电位的时间长短会与第一积分电容C2所需的积分时间有关，举例来说，第七控制信号K7信号处在高电位的时间长度可以设定为大于或等于足以让第一积分电容C2完成积分且足以使差分放大器112的第一输出端的电压VPO趋于稳定的时间长度。

在理想的情况下，也就是在没有温度或人体接近造成电容变化，且感测电容C_S的固有电容值与储能件A1的电容值相匹配的情况下，差分积分电路110的输入端NS1的端电压V_X将等于1/2倍的VDD，而与共模电压VCM相同，此时第一积分电容C2中将不会有电荷转移。

然而，当有人体接近及/或有温度变化而导致感测电容值产生变化时，人体的人体等效电容CB及温度所导致的电容变化值ΔC_T会使得第一输入端P1及第二输入端P2之间所感测到的感测电容值产生变化，此时端电压V_X也会随之变动，导致有部分电荷移入或移出第一积分电容C2，其中转移的电荷量ΔQ1可如式(3)表示。

式(3)

在此情况下，当检测操作的第一阶段ST1结束后，差分放大器112的第一输出端的电压VPO会因为人体接近时与感测电容C_S并联的人体等效电容C_B以及温度所导致的电容变化值ΔC_T的影响而被提升，而差分放大器112的第二输出端的电压VNO则会产生等量而反向变化。在图4中，电压VPO及VNO的虚线部分是在有温度导致电容变化但没有人体接近的情况下，差分放大器112的第一输出端及第二输出端所输出的电压，而电压VPO及VNO的实线部分是在有温度且有人体接近导致电容变化的情况下，差分放大器112的第一输出端及第二输出端所输出的电压。

在第二阶段ST2的第四时段TP4中可包括步骤S340至S345。

S340： 使第一切换电路SW1截止第一输入端与差分积分电路110的输入端NS1之间的电性连接，及导通第一输入端与接地端GND之间的电性连接；

S341： 使第二切换电路SW2导通第二输入端与差分积分电路110的输入端NS1之间的电性连接，及截止第二输入端与接地端GND之间的电性连接；

S342： 使第三切换电路SW3导通差分积分电路110的输入端NS1及操作电压VDD之间的电性连接，使感测电容C_S被充电至操作电压VDD；

S343： 使第四切换电路SW4导通储能件A1的第一端与接地端GND之间的电性连接；

S344： 使第五切换电路SW5截止储能件A1的第二端与接地端GND之间的电性连接，及导通储能件A1的第二端与操作电压VDD之间的电性连接；及

S345： 使第六切换电路SW6截止储能件A1的第一端与差分积分电路110的输入端NS1之间的电性连接。

在步骤S340至S345完成后，储能件A1的第一端会耦接至接地端GND，而储能件A1的第二端会耦接至操作电压VDD；感测电容C_S的第一端会耦接至接地端GND，而感测电容C_S的第二端会耦接至操作电压VDD。此时，储能件A1及感测电容C_S会对应地被充电。此外，在第二阶段ST2的第四时段TP4中，第七切换电路SW7至第十切换电路SW10都会截止对应的电性连接。

在第二阶段ST2中，接续在第四时段TP4之后的第五时段TP5中可包括步骤S350至S353。

S350：使第三切换电路SW3截止差分积分电路110的输入端NS1及操作电压VDD之间的电性连接；

S351： 使第四切换电路SW4截止储能件A1的第一端与接地端GND之间的电性连接；

S352： 使第六切换电路SW6导通储能件A1的第一端与差分积分电路110的输入端NS1之间的电性连接；及

S353： 使第五切换电路SW5导通储能件A1的第二端与接地端GND之间的电性连接，及截止储能件A1的第二端与操作电压VDD之间的电性连接，使感测电容C_S与储能件A1中的电荷重新分配。

在第四时段TP4之后的第五时段TP5中，感测电容C_S的第一端与储能件A1的第一端都会耦接至差分积分电路110的输入端NS1，因此感测电容C_S与储能件A1中的电荷将进行重新分配，而差分积分电路110的输入端NS1的端电压V_X仍如式(1)表示。在感测电容C_S与储能件A1相匹配的情况下，例如当储能件A1的电容值C1为感测电容C_S的固有电容值的三分之一时，端电压V_X可改写为式(2)。

在第二阶段ST2中，接续在第五时段TP5之后的第六时段TP6中可包括步骤S360至S361。

S360： 使第八切换电路SW8导通差分放大器110的第一输入端及共模电压VCM之间的电性连接；及

S361： 使第九切换电路SW9导通差分放大器110的第二输入端及差分积分电路110的输入端NS1之间的电性连接，以通过第二积分电容C3进行积分。

在第五时段TP5之后的第六时段TP6中，差分放大器112的第一输入端可耦接至共模电压VCM，而差分放大器112的第二输入端可耦接至差分积分电路110的输入端NS1，并可通过第二积分电容C3进行积分。在理想的情况下，若感测电容C_S与储能件A1的电容值C1相匹配，则差分积分电路110的输入端NS1的端电压V_X将等于1/2倍的VDD，而与共模电压VCM相同，此时在第二积分电容C3中将不会有电荷转移。

此外，由于在第四时段TP4中，第一输入端P1会通过第一切换电路SW1而被耦接至接地端GND，因此即使在有人体接近第一输入端P1的情况下，人体等效电容C_B的两端都会处于接地状态，而不会对感测电容值造成影响。然而，当有温度变化时，温度所导致的电容变化值ΔC_T仍会使得第一输入端P1及第二输入端P2之间所感测到的感测电容值产生变化，此时端电压V_X也会随之变动，导致有部分电荷移入或移出第二积分电容C3，其中转移的电荷量ΔQ2可如式(4)表示。

式(4)

也就是说，当检测操作的第二阶段ST2结束后，差分放大器112的第二输出端的电压VNO会因为温度所导致的电容变化值ΔC_T所造成的电荷转移而被提升，而差分放大器112的第一输出端的电压VPO则会产生等量而反向变化。由于在第二阶段ST2所产生的转移电荷量ΔQ2只与温度所造成的电容变化有关而与人体接近时并联至感测电容C_S的人体等效电容CB无关，因此在没有人体接近的情况下，差分放大器112的第一输出端的电压VPO原先在第一阶段ST1中因为温度造成电容变化而上升的部分将会与第二阶段ST2中因温度造成电容变化而下降的部分抵消，如图4中的虚线所示。

相对地，在有人体接近的情况下，差分放大器112的第一输出端的电压VPO原先在第一阶段ST1中因为温度造成的电容变化而上升的部分虽然会与第二阶段ST2中因温度造成的电容变化而下降的部分抵消，然而差分放大器112的第一输出端的电压VPO在第一阶段ST1中因为人体接近时并联至感测电容C_S的人体等效电容CB而上升的部分则不会被抵消，因此在图4中，用来表示电压VPO的实线在第二阶段ST2完成后不会完全降低至共模电压VCM。

在有些实施例中，在第二阶段ST2完成后，差分放大器112的第一输出端的电压VPO可通过式(5)表示，而在第一积分电容C2与第二积分电容C3具有相同电容值的情况下，检测电路100所输出的检测电压信号VOUT则可通过式(6)表示。

式(5)

式(6)

也就是说，在检测操作的第二阶段ST2完成后，检测电压信号VOUT因为温度引起电容变化所造成的误差将可获得补偿，因此检测电压信号VOUT可以更加准确地表现出人体接近时对感测电容值所造成的变化。

在有些实施例中，检测电路100可以连续执行多次的检测操作，使得检测电压信号可以被逐步积分至预定检测范围。举例来说，在检测电路100连续执行了M次的检测操作之后，检测电压信号VOUT将会变为M•VDD(C_B/C2)。如此一来，就可以通过调整执行次数，将检测电压信号VOUT调整至适当的数值范围，使得后续用以判读的电路，例如但不限于为模拟数字转换器，能够较为精准地判读数据。

图5是检测电路100所输出的检测电压信号VOUT及先前技术的检测电压信号VPR的比较图。在图5中，检测电压信号VOUT在经过第一阶段ST1及第二阶段ST2的操作之后，会使检测电压信号VOUT中，因为温度造成电容变化所导致的误差获得补偿，因此检测电压信号VOUT可以比较直接地呈现出因为人体接近所导致的感测电容值变化。相较之下，在先前技术中，由于检测电压信号VPR并未在读取之前对温度造成的电容变化进行补偿，因此检测电压信号VPR不仅会与人体接近所导致的感测电容值变化有关，也会与温度引起的电容变化有关。此外，在连续执行多次检测操作之后，先前技术的检测电压信号VPR中与温度引起的电容变化有关的部分也会持续被累积，导致致读取数值的动态范围较为限缩。

然而，由于检测电路100可以在读取电路读取检测电压信号VOUT之前，先减少检测电压信号VOUT中温度造成的电容变化所导致的误差，因此在经过多次的检测操作之后，检测电压信号VOUT仍然只会与人体接近所导致的感测电容值变化有关。如此一来，就可以增加用以判读检测电压信号VOUT的有效感测范围，而在耳机的入耳测试过程中，也可以依据检测电压信号VOUT而更精准地判断出是否有人体接近耳机。

在图4中，差分积分电路110可另包括第一重置开关RSW1及第二重置开关RSW2。第一重置开关RSW1可耦接于差分放大器112的第一输入端及差分放大器112的第一输出端，第一重置开关RSW1可以在重置操作中，导通差分放大器112的第一输入端及第一输出端之间的电性连接，使第一积分电容C2进行放电。此外，在检测操作中，第一重置开关RSW1则可截止差分放大器112的第一输入端及第一输出端之间的电性连接，以便第一积分电容C2后续能够执行电荷积分操作。

第二重置开关RSW2可耦接于差分放大器112的第二输入端及第二输出端，第二重置开关RSW2可以在重置操作中导通差分放大器112的第二输入端及差分放大器112的第二输出端之间的电性连接，使第二积分电容C3进行放电。此外，在检测操作中，第二重置开关RSW2可截止差分放大器112的第二输入端及第二输出端之间的电性连接，以便第二积分电容C3后续能够执行电荷积分操作。

在图3的实施例中，检测电路100是通过在差分放大器112的正输入端及负输入端分别设置积分电容C2及C3来在第一阶段ST1及ST2中分别进行积分，然而本申请并不以此为限。在有些实施例中，检测电路100也可以只在其中一个输入端设置积分电容来进行积分。此外，在某些实施例中，检测电路100的差分放大器112可以不是全差分放大器，也就是说，差分放大器112可以是单端输出。

图6是本申请另一实施例的检测电路200的示意图。检测电路200与检测电路100具有相似的结构，并可根据相似的原理操作，然而检测电路200还可包括第十一切换电路SW11及第十二切换电路SW12，且检测电路200的差分积分电路210可包括差分放大器212、第一积分电容C2及第七切换电路SW7。

第十一切换电路SW11可耦接于差分积分电路210的输入端NS1及接地端GND，第十一切换电路SW11可以导通或截止差分积分电路210的输入端NS1及接地端GND之间的电性连接。第十二切换电路SW12可耦接于储能件A1的第一端及接地端GND，第十二切换电路SW12可以导通或截止储能件A1的第一端及操作电压VDD之间的电性连接。第十一切换电路SW11及第十二切换电路SW12可分别由单一开关来实作。

差分放大器212具有第一输入端、第二输入端、第一输出端及第二输出端，差分放大器212的第二输入端可耦接于共模电压VCM，差分放大器212的第一输出端及第二输出端可以输出检测电压信号VOUT。第一积分电容C2具有第一端及第二端，第一积分电容C2的第一端可耦接于差分放大器212的第一输入端，而第一积分电容C2的第二端可耦接于差分放大器212的第一输出端。第七切换电路SW7可耦接于差分放大器212的第一输入端及差分积分电路210的输入端NS1，第七切换电路SW7可以导通或截止差分放大器212的第一输入端及差分积分电路210的输入端NS1之间的电性连接。

在图6中，第一切换电路SW1及第二切换电路SW2可根据第一控制信号K1及第二控制信号K2来导通或截止对应的电性连接，第三切换电路SW3及第四切换电路SW4可根据第三控制信号K3来导通或截止对应的电性连接。第五切换电路SW5可根据第四控制信号K4及第五控制信号K5来导通或截止对应的电性连接。第六切换电路SW6可根据第六控制信号K6来导通或截止对应的电性连接。第七切换电路SW7可根据第七控制信号K7来导通或截止对应的电性连接。第十一切换电路SW11及第十二切换电路SW12可根据第十一控制信号K11来导通或截止对应的电性连接。

图7是检测电路200在执行检测操作时所接收及输出的信号时序图。

在有些实施例中，当控制信号K1处于高电位时，第一切换电路SW1会导通第一输入端P1与差分积分电路210的输入端NS1之间的电性连接，而第二切换电路SW2会导通第二输入端P2与接地端GND之间的电性连接。当控制信号K2处于高电位时，第一切换电路SW1会导通第一输入端P1与差分积分电路210的输入端NS1之间的电性连接，而第二切换电路SW2会导通第二输入端P2与接地端GND之间的电性连接。此外，当控制信号K3至K7处于高电位时，切换电路SW3至SW7则会导通对应的电性连接，而当控制信号K3至K7处于低电位时，切换电路SW3至SW7则会截止对应的电性连接。当控制信号K11处于高电位时，切换电路SW11及SW12会导通对应的电性连接，而当控制信号K11处于低电位时，切换电路SW11及SW12会截止对应的电性连接。然而，本申请并不限定切换电路SW1至SW7、SW11及SW12是在控制信号K1至K7及K11为高电位时导通对应的电性连接，在有些实施例中，设计者也可根据系统的需求，而改以在控制信号K1至K7及K11为低电位时导通对应的电性连接，或是以其他的方式定义控制信号与切换电路之间的作动关系。

在图7中，检测操作可包括第一阶段ST1及第二阶段ST2，第一阶段ST1可包括第一时段TP1、第二时段TP2及第三时段TP3，而第二阶段ST2可包括第四时段TP4、第五时段TP5及第六时段TP6。

在第一阶段ST1中，检测电路200可将感测电容C_S及储能件A1分别充电至特定的状态，并使感测电容C_S及储能件A1共同耦接至差分积分电路210的输入端NS1，使得感测电容C_S及储能件A1的内部电荷可进行重新分配。在感测电容C_S的固有电容值与储能件A1的电容值相匹配的情况下，差分积分电路210的输入端NS1的电压将只会与人体接近第一输入端P1时所引起的电容变化以及因为温度而引起的电容变化有关，此时，差分积分器210会根据差分积分电路210的输入端NS1的电压在第一积分电容C2上进行积分。

接着，在第二阶段ST2中，检测电路200会对感测电容C_S及储能件A1进行充电。接着，检测电路200可使感测电容C_S及储能件A1共同耦接至差分积分电路210的输入端NS1，此时感测电容C_S及储能件A1的内部电荷将会进行重新分配。由于在第二阶段ST2中，第一输入端P1会被耦接至接地端GND，且人体通常会处于接地状态，因此在第二阶段ST2中，当人体接近第一输入端P1时，人体等效电容C_B的两端都将处于接地状态。在此情况下，与感测电容C_S并联的人体等效电容C_B不会造成感测电容值的变化。如此一来，在感测电容C_S的固有电容值与储能件A1的电容值相匹配的情况下，差分积分电路210的输入端NS1的电压将只会与因为温度而引起的电容变化有关，而与人体接近第一输入端P1时与感测电容C_S并联的的人体等效电容C_B无关。

此外，由于在第一阶段ST1及第二阶段ST2中，储能件A1的充电方向相反，因此在对差分积分器210的第一积分电容C2进行积分时，电荷转移的方向也会相反。也就是说，在第二阶段ST2完成时检测电路200所输出的检测电压信号VOUT将会是两阶段的电荷积分相减的结果，而在理想情况下，在第一阶段ST1及第二阶段ST2中，因为温度引起的电容变化所造成的误差将会互相抵消，因此检测电压信号VOUT只会与人体等效电容C_B所引起的电容变化有关。如此一来，检测电压信号VOUT就可以提供更准确的参考数值，减少因为温度引起的电容变化所造成的误差，进而增加检测电压信号VOUT可供判读的有效感测范围。

在第一阶段ST1的第一时段TP1中可包括步骤S410至S417。

S410： 使第一切换电路SW1导通第一输入端与差分积分电路210的输入端NS1之间的电性连接，及截止第一输入端与接地端GND之间的电性连接；

S411： 使第二切换电路SW2截止第二输入端与差分积分电路210的输入端NS1之间的电性连接，及导通第二输入端与接地端GND之间的电性连接；

S412： 使第三切换电路SW3导通差分积分电路210的输入端NS1及操作电压VDD之间的电性连接，使感测电容C_S被充电至操作电压VDD；

S413：使第四切换电路SW4导通储能件A1的第一端与接地端GND之间的电性连接；

S414： 使第五切换电路SW5截止储能件A1的第二端与接地端GND之间的电性连接，及导通储能件A1的第二端与操作电压VDD之间的电性连接；

S415： 使第六切换电路SW6截止储能件A1的第一端与差分积分电路210的输入端NS1之间的电性连接；

S416：使第十一切换电路SW11截止差分积分电路210的输入端NS1及接地端GND之间的电性连接；及

S417：使第十二切换电路SW12截止储能件A1的第一端及操作电压VDD之间的电性连接。

在完成步骤S410至S418之后，储能件A1的第一端会耦接至接地端GND，而储能件A1的第二端会耦接至操作电压VDD；感测电容C_S的第一端会耦接至操作电压VDD，而感测电容C_S的第二端会耦接至接地端GND。此时，储能件A1及感测电容C_S会对应地被充电。

在第一阶段ST1中，接续在第一时段TP1之后的第二时段TP2中可包括步骤S420至S423。

S420： 使第三切换电路SW3截止差分积分电路210的输入端NS1及操作电压VDD之间的电性连接；

S421： 使第四切换电路SW4截止储能件A1的第一端与接地端GND之间的电性连接；

S422： 使第六切换电路SW6导通储能件A1的第一端与差分积分电路210的输入端NS1之间的电性连接；及

S423： 使第五切换电路SW5导通储能件A1的第二端与接地端GND之间的电性连接，及截止储能件A1的第二端与操作电压VDD之间的电性连接，使感测电容C_S与储能件A1中的电荷重新分配。

也就是说，在第一时段TP1之后的第二时段TP2中，感测电容C_S的第一端与储能件A1的第一端都会耦接至差分积分电路210的输入端NS1，因此感测电容C_S与储能件A1中的电荷将进行重新分配。在此情况下，检测电路200在图7中时段TP1及TP2的操作与检测电路100在图4中时段TP1及TP2的操作相似，因此检测电路200的差分积分电路210的输入端NS1的端电压V_X也可通过式(1)来表示。

此外，在感测电容C_S与储能件A1相匹配的情况下，端电压V_X将可与感测电容C_S与储能件A1的电容值C1无关。举例来说，若储能件A1的电容值C1是感测电容C_S的固有电容值的三分之一，则差分积分电路210的输入端NS1的端电压V_X可改以式(2)表示。

在第一阶段ST1中，接续在第二时段TP2之后的第三时段TP3中可包括步骤S430。

S430： 使第七切换电路SW7导通差分放大器110的第一输入端及差分积分电路210的输入端NS1之间的电性连接，以通过第一积分电容C2进行积分。

在第二时段TP2之后的第三时段TP3中，差分放大器212的第一输入端可耦接至差分积分电路210的输入端NS1，而差分放大器212的第一输入端可耦接至共模电压VCM，因此差分放大器212可通过第一积分电容C2进行积分。在理想的情况下，也就是在没有温度或人体接近造成电容变化，且感测电容C_S与储能件A1相匹配的情况下，差分积分电路210的输入端NS1的端电压V_X将等于1/2倍的VDD，而与共模电压VCM相同，此时第一积分电容C2中将不会产生电荷转移。

然而，当有人体接近及/或有温度变化而导致感测电容值产生变化时，人体的人体等效电容CB及温度所导致的电容变化值ΔC_T会使得第一输入端P1及第二输入端P2之间所感测到的感测电容值产生变化，此时端电压V_X也会随之变动，导致有部分电荷移入或移出第一积分电容C2，其中转移的电荷量ΔQ1可如式(3)表示。

在图7中，电压VPO及VNO的虚线部分是在有温度导致电容变化但没有人体接近的情况下，差分放大器212的第一输出端及第二输出端所输出的电压，而电压VPO及VNO的实线部分是在有温度变化且有人体接近的情况下，差分放大器212的第一输出端及第二输出端所输出的电压。

在第二阶段ST2的第四时段TP4中可包括步骤S440至S447。

S440： 使第一切换电路SW1截止第一输入端与差分积分电路210的输入端NS1之间的电性连接，及导通第一输入端与接地端GND之间的电性连接；

S441： 使第二切换电路SW2导通第二输入端与差分积分电路210的输入端NS1之间的电性连接，及截止第二输入端与接地端GND之间的电性连接；

S442： 使第三切换电路SW3截止差分积分电路210的输入端NS1及操作电压VDD之间的电性连接；

S443：使第四切换电路SW4截止储能件A1的第一端与接地端GND之间的电性连接；

S444： 使第五切换电路SW5导通储能件A1的第二端与接地端GND之间的电性连接，及截止储能件A1的第二端与操作电压VDD之间的电性连接；

S445： 使第六切换电路SW6截止储能件A1的第一端与差分积分电路210的输入端NS1之间的电性连接；

S446：使第十一切换电路SW11导通差分积分电路210的输入端NS1及接地端GND之间的电性连接，使感测电容C_S被放电至接地端GND；及

S447： 使第十二切换电路SW12导通储能件A1的第一端及操作电压VDD之间的电性连接。

在步骤S440至S447完成后，储能件A1的第一端会耦接至操作电压VDD，而储能件A1的第二端会耦接至接地端GND；感测电容C_S的第一端会耦接至接地端GND，而感测电容C_S的第二端会耦接至接地端GND。此时，储能件A1及感测电容C_S会对应地被充电。

在第二阶段ST2中，接续在第四时段TP4之后的第五时段TP5中可包括步骤S450至S453。

S450：使第十一切换电路SW11截止差分积分电路210的输入端NS1及接地端GND之间的电性连接；

S451： 使第十二切换电路SW12截止储能件A1的第一端及操作电压VDD之间的电性连接；

S452： 使第六切换电路SW6导通储能件A1的第一端与差分积分电路210的输入端NS1之间的电性连接；及

S453： 使第五切换电路SW5截止储能件A1的第二端与接地端GND之间的电性连接，及导通储能件A1的第二端与操作电压VDD之间的电性连接，使感测电容C_S与储能件A1中的电荷重新分配。

在第四时段TP4之后的第五时段TP5中，感测电容C_S的第一端与储能件A1的第一端都会耦接至差分积分电路210的输入端NS1，因此感测电容C_S与储能件A1中的电荷将会重新分配。接着，在第六切换电路SW6导通储能件的第一端与差分积分电路210的输入端NS1之间的电性连接后，第五切换电路SW5可截止储能件A1的第二端与接地端GND之间的电性连接，并可导通储能件A1的第二端与操作电压VDD之间的电性连接。由于储能件A1的第二端会被抬升至操作电压VDD，因此储能件A1的第一端的电压也会随之被抬升至两倍的操作电压2VDD，而在感测电容C_S与储能件A1中的电荷完成重新分配之后，差分积分电路110的输入端的端电压V_X最终将可由式(7)表示。

式(7)

在感测电容C_S与储能件A1相匹配的情况下，例如当储能件A1的电容值C1为感测电容C_S的固有电容值的三分之一时，则式(7)将可改写为式(8)。

式(8)

在图7的第五时段TP5中，第六控制信号K6是在第十一控制信号K11由高电位变为低电位之后才自低电位变为高电位，以确保感测电容C_S与储能件A1中的电荷不会在进行重新分配时转移至外部。然而在有些实施例中，当第十一控制信号K11由高电位变为低电位时，第六控制信号K6也可同时自低电位变为高电位。此外，第四控制信号K4是在第六控制信号K6由低电位变为高电位之后才自低电位变为高电位，以在重新分配电荷的过程中，使储能件A1的第二端及第二端的电位能够进一步抬升。

在第二阶段ST2中，接续在第五时段TP5之后的第六时段TP6中可包括步骤S460至S461。

S460： 使第七切换电路SW7导通差分放大器212的第一输入端及差分积分电路210的输入端NS1之间的电性连接，以通过第一积分电容C2进行积分；及

S461： 使差分放大器212的第一输出端及第二输出端输出检测电压信号VOUT。

在第五时段TP5之后的第六时段TP6中，差分放大器212的第一输入端可耦接至差分积分电路210的输入端NS1，而差分放大器212的第二输入端可耦接至共模电压VCM，并可通过第一积分电容C2进行积分。在理想的情况下，若感测电容C_S与储能件A1相匹配，则差分积分电路210的输入端NS1的端电压V_X将等于1/2倍的VDD，而与共模电压VCM相同，此时在第一积分电容C2中将不会有电荷转移。

此外，由于在第四时段TP4中，第一输入端P1会通过第一切换电路SW1而被耦接至接地端GND，因此即使在有人体接近到第一输入端P1的情况下，人体等效电容C_B的两端都会处于接地状态，而不会对感测电容值造成影响。然而，当有温度变化时，温度所导致的电容变化值ΔC_T仍会使得第一输入端P1及第二输入端P2之间的感测电容值产生变化，此时端电压V_X也会随之变动，导致有部分电荷移入或移出第一积分电容C3，其中转移的电荷量ΔQ2可如式(9)表示。

式(9)

根据式(9)可知，在第二阶段ST2所产生的转移电荷量ΔQ2会与温度所导致的电容变化值ΔC_T呈负相关，且转移电荷量ΔQ2只与温度所导致的电容变化有关而与人体接近时与感测电容C_S并联的人体等效电容CB无关，因此在没有人体接近的情况下，差分放大器212的第一输出端的电压VPO原先在第一阶段ST1中因为温度造成电容变化而上升的部分将会与第二阶段ST2中因温度造成电容变化而下降的部分抵消，如图7中的虚线所示。

相对地，在有人体接近的情况下，差分放大器212的第一输出端的电压VPO原先在第一阶段ST1中因为温度造成电容变化而上升的部分虽然会与第二阶段ST2中因温度造成电容变化而下降的部分抵消，然而差分放大器212的第一输出端的电压VPO在第一阶段ST1中因为人体接近时并联至感测电容C_S的人体等效电容CB而上升的部分则不会被抵消，因此在图7中，在第二阶段ST2完成后，电压VPO的实线不会完全降低至共模电压VCM。因此，在检测电路200完成了检测操作的第二阶段ST2之后，差分放大器212的第一输出端的电压VPO仍如式(5)表示，而检测电路200所输出的检测电压信号VOUT则可通过式(6)表示。

也就是说，在第二阶段ST2完成后，检测电压信号VOUT因为温度造成电容变化所造成的误差将可获得补偿，因此可以更加准确地表现出人体接近时感测电容值的变化。

在有些实施例中，检测电路200可以连续执行多次的检测操作，使得检测电压信号可以被逐步积分至预定检测范围。举例来说，在检测电路200连续执行了M次的检测操作之后，检测电压信号VOUT将会变为M•VDD(C_B/C2)。如此一来，就可以通过调整执行次数，将检测电压信号VOUT调整至适当的数值范围，使得后续用以判读的电路能够较为精准地判读数据。

在图6中，差分积分电路210可另包括第一重置开关RSW1。第一重置开关RSW1可耦接于差分放大器212的第一输入端及第一输出端，第一重置开关RSW1可以在重置操作中，导通差分放大器212的第一输入端及第一输出端之间的电性连接，使第一积分电容C2进行放电。此外，在检测操作中，第一重置开关RSW1则可截止差分放大器212的第一输入端及第一输出端之间的电性连接，以便第一积分电容C2能够执行电荷积分操作。

综上所述，本申请的实施例所提供的检测电路可以在检测电压信号被读取之前，通过与感测电容相匹配的储能件对温度导致电容变化的误差进行补偿，使得检测电压信号可以更精准地呈现出人体接近时感测电容值的变化。如此一来，在后续使用模拟数字转换电路进行数值的判读时，模拟数字转换电路就无需预留空间给温度导致的电容变化，以达到增加模拟数字转换电路的有效感测范围的目的，进而也可以增加电容检测信号的准确性及依据电容检测信号进行后续的应用的判断的准确性。例如，基于电容检测信号进行触控检测、电容式的入耳检测、电容式的压力检测等操作更准确。

本申请还提供了一种芯片及电子装置，例如耳机。由于芯片及电子装置中的检测电路所产生的电压检测信号可以精准地呈现出人体接近时感测电容值的变化，而不会受到温度变化的干扰，因此可以用来进行电容式的触控检测、电容式的入耳检测、电容式的压力检测等，而本申请的芯片及电子装置便可依据应用的不同，进行后续的操作，例如接听电话、播放或暂停音乐等。

上文的叙述简要地提出了本申请某些实施例之特征，而使得本申请所属技术领域具有通常知识者能够更全面地理解本揭示内容的多种态样。本申请所属技术领域具有通常知识者当可明了，其可轻易地利用本揭示内容作为基础，来设计或更动其他工艺与结构，以实现与此处所述之实施方式相同的目的和/或达到相同的优点。本申请所属技术领域具有通常知识者应当明白，这些均等的实施方式仍属于本揭示内容之精神与范围，且其可进行各种变更、替代与更动，而不会悖离本揭示内容之精神与范围。

Claims (14)

1.一种检测电路，其特征在于，耦接于感测电容，所述感测电容具有固有电容值，所述感测电容的感测电容值至少因人体接近而改变，所述检测电路包括：

第一输入端，耦接于所述感测电容的第一端；

第二输入端，耦接于所述感测电容的第二端；

差分积分电路，具有输入端，所述差分积分电路用以在检测电路执行检测操作时，根据所述差分积分电路的所述输入端的端电压进行积分以产生检测电压信号；

第一切换电路，耦接于所述检测电路的所述第一输入端、所述差分积分电路的所述输入端及接地端，所述第一切换电路用以导通或截止所述检测电路的所述第一输入端与所述差分积分电路的所述输入端之间的电性连接，及导通或截止所述检测电路的所述第一输入端与所述接地端之间的电性连接；

第二切换电路，耦接于所述检测电路的所述第二输入端、所述差分积分电路的所述输入端及所述接地端，所述第二切换电路用以导通或截止所述检测电路的所述第二输入端与所述差分积分电路的所述输入端之间的电性连接，及导通或截止所述所述检测电路的第二输入端与所述接地端之间的电性连接；

第三切换电路，耦接于所述差分积分电路的所述输入端及操作电压，所述第三切换电路用以导通或截止所述差分积分电路的所述输入端及所述操作电压之间的电性连接；

储能件，具有第一端及第二端；

第四切换电路，耦接于所述储能件的所述第一端及所述接地端，所述第四切换电路用以导通或截止所述储能件的所述第一端与所述接地端之间的电性连接；

第五切换电路，耦接于所述储能件的所述第二端、所述接地端及所述操作电压，所述第五切换电路用以导通或截止所述储能件的所述第二端与所述接地端之间的电性连接，及导通或截止所述储能件的所述第二端与所述操作电压之间的电性连接；及

第六切换电路，耦接于所述储能件的所述第一端及所述差分积分电路的所述输入端，所述第六切换电路用以导通或截止所述储能件的所述第一端与所述差分积分电路的所述输入端之间的电性连接；

其中：

所述第一切换电路、所述第二切换电路、所述第三切换电路、所述第四切换电路、所述第五切换电路及所述第六切换电路用以在检测操作的第一阶段通过分配所述储能件及所述感测电容中的电荷，使得所述端电压与因人体接近及温度所引起的电容变化有关，以及在所述检测操作的第二阶段通过分配所述储能件及所述感测电容中的电荷，使得所述端电压与因温度所引起的电容变化有关；及

所述差分积分电路依据所述差分积分电路的所述输入端在所述第一阶段的电压值与所述差分积分电路的所述输入端在所述第二阶段的电压值的差值产生所述检测电压信号。

2.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述差分积分电路包括：

差分放大器，具有第一输入端、第二输入端、第一输出端及第二输出端，所述差分放大器的所述第一输出端及所述第二输出端用以输出所述检测电压信号；

第一积分电容，具有第一端及第二端，所述第一积分电容的所述第一端耦接于所述差分放大器的所述第一输入端，所述第一积分电容的所述第二端耦接于所述差分放大器的所述第一输出端；

第二积分电容，具有第一端及第二端，所述第二积分电容的所述第一端耦接于所述差分放大器的所述第二输入端，所述第二积分电容的所述第二端耦接于所述差分放大器的所述第二输出端；

第七切换电路，耦接于所述差分放大器的所述第一输入端及所述所述差分积分电路的所述输入端，所述第七切换电路用以导通或截止所述差分放大器的所述第一输入端及所述所述差分积分电路的所述输入端之间的电性连接；

第八切换电路，耦接于所述差分放大器的所述第一输入端及共模电压，所述第八切换电路用以导通或截止所述差分放大器的所述第一输入端及所述共模电压之间的电性连接；

第九切换电路，耦接于所述差分放大器的所述第二输入端及所述所述差分积分电路的所述输入端，所述第九切换电路用以导通或截止所述差分放大器的所述第二输入端及所述所述差分积分电路的所述输入端之间的电性连接；及

第十切换电路，耦接于所述差分放大器的所述第二输入端及所述共模电压，所述第十切换电路用以导通或截止所述差分放大器的所述第二输入端及所述共模电压之间的电性连接。

3.如权利要求2所述的检测电路，其特征在于，差分积分电路另包括：

第一重置开关，耦接于所述差分放大器的所述第一输入端及所述差分放大器的所述第一输出端，所述第一重置开关用以在所述检测电路的重置操作中，导通所述差分放大器的所述第一输入端及所述差分放大器的所述第一输出端之间的电性连接，及在所述检测操作中，截止所述差分放大器的所述第一输入端及所述差分放大器的所述第一输出端之间的所述电性连接；及

第二重置开关，耦接于所述差分放大器的所述第二输入端及所述差分放大器的所述第二输出端，所述第二重置开关用以在所述重置操作中导通所述差分放大器的所述第二输入端及所述差分放大器的所述第二输出端之间的电性连接，及在所述检测操作中，截止所述差分放大器的所述第二输入端及所述差分放大器的所述第二输出端之间的所述电性连接。

4.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于：

所述差分积分电路包括：

差分放大器，具有第一输入端、第二输入端、第一输出端及第二输出端，所述差分放大器的所述第二输入端耦接于共模电压，所述差分放大器的所述第一输出端及所述第二输出端用以输出所述检测电压信号；

第一积分电容，具有第一端及第二端，所述第一积分电容的所述第一端耦接于所述差分放大器的所述第一输入端，及所述第一积分电容的所述第二端耦接于所述差分放大器的所述第一输出端；及

第七切换电路，耦接于所述差分放大器的所述第一输入端及所述所述差分积分电路的所述输入端，所述第七切换电路用以导通或截止所述差分放大器的所述第一输入端及所述所述差分积分电路的所述输入端之间的电性连接；

所述检测电路另包括：

第十一切换电路，耦接于所述所述差分积分电路的所述输入端及所述接地端，所述第十一切换电路用以导通或截止所述所述差分积分电路的所述输入端及所述接地端之间的电性连接；及

第十二切换电路，耦接于所述储能件的所述第一端及所述接地端，所述第十二切换电路用以导通或截止所述储能件的所述第一端及所述操作电压之间的电性连接。

5.如权利要求4所述的检测电路，其特征在于，差分积分电路另包括：

第一重置开关，耦接于所述差分放大器的所述第一输入端及所述差分放大器的所述第一输出端，所述第一重置开关用以在重置操作中导通所述差分放大器的所述第一输入端及所述差分放大器的所述第一输出端之间的电性连接，及在所述检测操作中，截止所述差分放大器的所述第一输入端及所述差分放大器的所述第一输出端之间的所述电性连接。

6.如权利要求1至5中任一项所述的检测电路，其特征在于，所述第一阶段包括：对所述感测电容及所述储能件进行充电、重新分配所述感测电容及所述储能件中的电荷以使所述端电压与所述感测电容的所述固有电容值及所述储能件的电容值无关、及在所述重新分配后对所述端电压进行积分，其中，充电时所述检测电路的所述第一输入端被耦接至所述操作电压且所述检测电路的所述第二输入端被耦接至接地端，以使所述端电压与因人体接近及温度所引起的电容变化有关。

7.如权利要求1至5中任一项所述的检测电路，其特征在于，所述第二阶段包括：对所述感测电容及所述储能件进行充电、重新分配所述感测电容及所述储能件中的电荷以使所述端电压与所述感测电容的所述固有电容值及所述储能件的电容值无关、及在所述重新分配后对所述端电压进行积分，其中，充电时所述检测电路的所述第二输入端被耦接至所述操作电压且所述检测电路的所述第一输入端被耦接至所述接地端，以使所述端电压与温度所引起的电容变化有关。

8.如权利要求1至5任一项所述的检测电路，其特征在于，所述储能件的电容值是所述感测电容的所述固有电容值的三分之一。

9.如权利要求1至5任一项所述的检测电路，其特征在于，所述储能件包括可变电容或电容阵列，其中所述可变电容或所述电容阵列的电容值通过控制信号来依据所述感测电容的所述固有电容值而被改变。

10.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述第一切换电路包括：

第一开关，具有第一端、第二端及控制端，所述第一开关的所述第一端耦接于所述检测电路的所述第一输入端，所述第一开关的所述第二端耦接于所述差分积分电路的所述输入端；及

第二开关，具有第一端、第二端及控制端，所述第二开关的所述第一端耦接于所述检测电路的所述第一输入端，所述第二开关的所述第二端耦接于所述接地端。

11.如权利要求1或10所述的检测电路，其特征在于，所述第二切换电路包括：

第三开关，具有第一端、第二端及控制端，所述第三开关的所述第一端耦接于所述检测电路的所述第二输入端，所述第三开关的所述第二端耦接于所述差分积分电路的所述输入端；及

第四开关，具有第一端、第二端及控制端，所述第四开关的所述第一端耦接于所述检测电路的所述第二输入端，所述第四开关的所述第二端耦接于所述接地端。

12.如权利要求1或10所述的检测电路，其特征在于，所述第五切换电路包括：

第五开关，具有第一端、第二端及控制端，所述第五开关的所述第一端耦接于所述储能件的所述第二端，所述第五开关的所述第二端耦接于所述操作电压；及

第六开关，具有第一端、第二端及控制端，所述第六开关的所述第一端耦接于所述储能件的所述第二端，所述第六开关的所述第二端耦接于所述接地端。

13.一种芯片，包括权利要求1-12中任意一项所述的检测电路及与用于读取所述检测电路输出的检测电压信号的读取电路。

14.一种电子装置，其特征在于，包含：

如权利要求1-12中任一项所述的检测电路。

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