CN112858793A - 电容检测电路和方法 - Google Patents

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CN112858793A CN202110154674.7A CN202110154674A CN112858793A CN 112858793 A CN112858793 A CN 112858793A CN 202110154674 A CN202110154674 A CN 202110154674A CN 112858793 A CN112858793 A CN 112858793A
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Abstract

本申请涉及一种电容检测电路和方法。所述电容检测电路包括：第一电容、第二电容、检测单元和驱动单元；第一电容的第一极板与驱动单元连接，第一电容的第二极板与第二电容的第一极板连接，第二电容的第二极板与驱动单元连接，第一电容的第二极板和第二电容的第一极板的公共端与检测单元的输入端连接，检测单元的输出端与驱动单元连接；驱动单元，用于为第一电容和第二电容提供驱动信号；检测单元，用于根据公共端的输出电压调整驱动单元输出的驱动信号，以使电容检测电路达到稳定状态；其中，电容检测电路达到稳定状态时的驱动信号和第二电容的电容值，用于确定第一电容的电容值。采用本电容检测电路能够提高电容检测的准确度。

Description

电容检测电路和方法
技术领域
本申请涉及电子技术领域，特别是涉及一种电容检测电路和方法。
背景技术
随着科学技术的发展，电子器件的应用越来越普遍。电容作为电子器件中的重要组成部分，广泛应用于电子电路中，对电子电路的正常运行起着重要作用。
传统技术中，通常利用开环检测方案对电容进行电容值检测。即将待测电容的电荷转移到参考电容上，从而通过参考电容的电压变化反应待测电容的电容值。
现有技术存在电容检测准确度低的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高检测准确度的电容检测电路和方法。
第一方面，本申请提供一种电容检测电路，该电容检测电路包括：第一电容、第二电容、检测单元和驱动单元；第一电容的第一极板与驱动单元连接，第一电容的第二极板与第二电容的第一极板连接，第二电容的第二极板与驱动单元连接，第一电容的第二极板和第二电容的第一极板的公共端与检测单元的输入端连接，检测单元的输出端与驱动单元连接；
驱动单元，用于为第一电容和第二电容提供驱动信号；
检测单元，用于根据公共端的输出电压调整驱动单元输出的驱动信号，以使电容检测电路达到稳定状态；
其中，电容检测电路达到稳定状态时的驱动信号用于确定待测电容的电容值；待测电容为第一电容或者第二电容。
在其中一个实施例中，电容检测电路达到稳定状态时的驱动信号用于确定待测电容的电容值；待测电容为第一电容或者第二电容，包括：
若待测电容为第一电容，电容检测电路达到稳定状态时的驱动信号和第二电容的电容值，用于确定第一电容的电容值；
若待测电容为第二电容，电容检测电路达到稳定状态时的驱动信号和第一电容的电容值，用于确定第二电容的电容值。
在其中一个实施例中，检测单元包括：比较器和积分电容；比较器的第一输入端与公共端连接，比较器的第二输入端与电源连接；比较器的输出端分别与积分电容的第一极板和驱动单元连接；积分电容的第二极板接地；
比较器，用于根据公共端输出的第一电压和电源输出的第二电压，向积分电容输出电流信号；
驱动单元，用于根据积分电容的反馈电压，调整驱动信号。
在其中一个实施例中，比较器，用于在第一电压大于第二电压的情况下，则向积分电容输出负向电流信号，以使积分电容放电；或者，
比较器，用于在第一电压小于第二电压的情况下，则比较器向积分电容输出正向电流信号，以使积分电容充电。
在其中一个实施例中，检测单元还包括：跟随器；
跟随器分别与积分电容的第一极板和驱动单元连接，用于隔离驱动单元的输入阻抗。
在其中一个实施例中，驱动单元包括：第一子驱动单元和第二子驱动单元；第一子驱动单元与第一电容的第一极板连接；第二子驱动单元与第二电容的第二极板连接；
第一子驱动单元，用于向第一电容提供第一驱动信号；
第二子驱动单元，用于向第二电容提供第二驱动信号；
第一驱动信号和第二驱动信号为周期相同、相位相反的方波信号。
在其中一个实施例中，第一子驱动单元包括：第一开关和第二开关；第一开关分别与第一低电平直流电源和第一电容的第一极板连接；第二开关分别与第一高电平直流电源和第一电容的第一极板连接；
第二子驱动单元包括：第三开关和第四开关；第三开关分别与第二高电平直流电源和第二电容的第二极板连接；第四开关分别与第二低电平直流电源和第二电容的第二极板连接。
在其中一个实施例中，第二高电平直流电源的输出信号可调节。
在其中一个实施例中，电容检测电路还包括：第五开关、第六开关和第七开关；
第五开关分别与固定电源和公共端连接；
第六开关分别与公共端和检测单元的输入端连接；第七开关分别与比较器的输出端和积分电容的第一极板连接。
在其中一个实施例中，第一开关、第三开关、第五开关的开合状态相同；第二开关、第四开关、第六开关和第七开关的开合状态相同。
第二方面，本申请提供了一种电容检测方法，该方法包括：
在电容检测电路达到稳定状态时，获取驱动信号；
根据驱动信号，确定待测电容的电容值；待测电容为第一电容或者第二电容。
在其中一个实施例中，根据驱动信号，确定待测电容的电容值；待测电容为第一电容或者第二电容包括：
若待测电容为第一电容，根据驱动信号，确定第一电容的电压值和第二电容的电压值；
根据第一电容的电压值、第二电容的电压值以及第二电容的电容值，确定第一电容的电容值；
若待测电容为第二电容，根据驱动信号，确定第二电容的电压值和第一电容的电压值；
根据第一电容的电压值、第二电容的电压值以及第一电容的电容值，确定第一电容的电容值。
第三方面，本申请提供了一种电容检测装置，该装置包括：
获取模块，用于在电容检测电路达到稳定状态时，获取驱动信号和第二电容的电容值；
确定模块，用于根据驱动信号和第二电容的电容值，确定第一电容的电容值。
第四方面，本申请提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述第二方面任一项实施例中方法的步骤。
第五方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面任一项实施例中方法的步骤。
上述电容检测电路和方法，电容检测电路包括：第一电容、第二电容、检测单元和驱动单元；第一电容的第一极板与驱动单元连接，第一电容的第二极板与第二电容的第一极板连接，第二电容的第二极板与驱动单元连接，第一电容的第二极板和第二电容的第一极板的公共端与检测单元的输入端连接，检测单元的输出端与驱动单元连接；驱动单元为第一电容和第二电容提供驱动信号；检测单元根据公共端的输出电压调整驱动单元输出的驱动信号，以使电容检测电路达到稳定状态；其中，电容检测电路达到稳定状态时的驱动信号用于确定待测电容的电容值；待测电容为第一电容或者第二电容。由于驱动单元对待侧电容和第二电容提供驱动信号，并且根据第一电容和第二电容的充放电情况，实时调整提供给第二电容的驱动信号，待电容检测电路达到稳定时，第一电容和第二电容的电荷变化量抵消，此时，根据已知的电容的电容值以及驱动信号的大小即可确定待测电容电容值，提高了电容检测的准确度。
附图说明
图1为一个实施例中电容检测电路的结构图；
图2为另一个实施例中电容检测电路的结构图；
图3为一个实施例中电容检测电路的驱动信号稳定过程；
图4为另一个实施例中电容检测电路的结构图；
图5为一个实施例中驱动信号的示意图；
图6为另一个实施例中电容检测电路的结构图；
图7为一个实施例中电容检测方法的流程图；
图8为另一个实施例中电容检测方法的流程图；
图9为一个实施例中电容检测装置的结构框图；
图10为另一个实施例中电容检测装置的结构框图；
图11为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
附图标记说明：
11：第一电容；12：第二电容；13：检测单元；14：驱动单元；
21：比较器；22：积分电容；23：跟随器；41：第一子驱动单元；
42：第二子驱动单元；411：第一开关；412：第二开关；421：第三开关；
422：第四开关；43第一低电平直流电源；44：第一高电平直流电源；
45：第二高电平直流电源；46：第二低电平直流电源；15：第五开关；
16：第六开关；17：第七开关；18：固定电源。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在一个实施例中，图1为本申请一个实施例提供的一种电容检测电路，如图1所示，电容检测电路包括：第一电容11、第二电容12、检测单元13和驱动单元14；第一电容11的第一极板与驱动单元14连接，第一电容11的第二极板与第二电容12的第一极板连接，第二电容12的第二极板与驱动单元14连接，第一电容11的第二极板和第二电容12的第一极板的公共端与检测单元13的输入端连接，检测单元13的输出端与驱动单元14连接；
驱动单元14，用于为第一电容11和第二电容12提供驱动信号；
检测单元13，用于根据公共端的输出电压调整驱动单元14输出的驱动信号，以使电容检测电路达到稳定状态；
其中，电容检测电路达到稳定状态时的驱动信号用于确定待测电容的电容值；待测电容为第一电容或者第二电容。
具体地，第一电容和第二电容可以是高频旁路电容器、低频旁路电容器、滤波电容器、调谐电容器、高频耦合电容器、低频耦合电容器、小型电容器等，在此不加以限制。
其中，驱动单元用于为第一电容和第二电容分别提供驱动信号。其中，驱动信号为方波信号，驱动单元可以外接交流电源，为第一电容和第二电容提供方波信号；也可以外接直流电源，通过控制驱动单元的开启和关闭，形成方波信号。其中，驱动单元为第一电容和第二电容提供的驱动信号不同。
其中，检测单元，用于根据公共端的输出电压调整驱动单元输出的驱动信号，以使电容检测电路达到稳定状态。当第一电容和第二电容接收到驱动单元提供的驱动信号后，会相应的发生充放电的情况，此时，第一电容和第二电容的公共端会产生一个输出电压，检测单元可以根据公共端输出电压的电压值与预设电压值进行做差或者做商比较，得出比较结果，根据该比较结果调整第二电容接收的驱动信号，可以将该比较结果作为第二电容的驱动信号，实现实时调节第二电容的驱动信号。其中，预设的电压值，可以是检测单元中预先设置的电压值，也可以是检测单元外接电源后外接电源输出电压的电压值，当第一电容和第二电容的公共端的输出电压的电压值和预设电压的电压值相等，判定电容检测电路达到稳定状态，此时第一电容上的电荷变化量和第二电容的电荷变化量抵消，即Q1+Q2＝0，其中，Q1为第一电容的电荷变化量，Q2为第二电容的电荷变化量。由此，根据公式Q＝C*U，可以确定第一电容和第二电容的比例关系，即C1*V1+C2*V2＝0，其中，C1为第一电容的电容值，C2为第二电容的电容值，V1为电容检测电路稳定时第一电容两端的电压值，V2为电容检测电路稳定时第一电容两端的电压值。其中，驱动单元可以包括分别为第一电容和第二电容提供不同的方波信号作为驱动信号，则可以有V1＝(V1A-V1B)， V1A-V1B为提供给第一电容的驱动信号的电压幅值，其中，V1A可以为驱动信号中的高电平信号电压值；V1B可以为驱动信号中的低电平信号电压值；V2＝ (V2A-V2B)，V2A-V2B为提供给第二电容的驱动信号的电压幅值，其中，V2A 可以为驱动信号中的高电平信号电压值；V2B可以为驱动信号中的低电平信号电压值。进而，根据驱动信号，可以确定待测电容的电容值，待测电容为第一电容或者第二电容，若待测电容为第一电容，则第二电容的电容值为已知的；若待测电容为第二电容，则第一电容的电容为已知的。
可选地，电容检测电路达到稳定状态时的驱动信号用于确定待测电容的电容值；待测电容为第一电容或者第二电容，包括：
若待测电容为第一电容，电容检测电路达到稳定状态时的驱动信号和第二电容的电容值，用于确定第一电容的电容值；
若待测电容为第二电容，电容检测电路达到稳定状态时的驱动信号和第一电容的电容值，用于确定第二电容的电容值。
在本实施例中，电容检测电路包括：第一电容、第二电容、检测单元和驱动单元；第一电容的第一极板与驱动单元连接，第一电容的第二极板与第二电容的第一极板连接，第二电容的第二极板与驱动单元连接，第一电容的第二极板和第二电容的第一极板的公共端与检测单元的输入端连接，检测单元的输出端与驱动单元连接；驱动单元为第一电容和第二电容提供驱动信号；检测单元根据公共端的输出电压调整驱动单元输出的驱动信号，以使电容检测电路达到稳定状态；其中，电容检测电路达到稳定状态时的驱动信号用于确定待测电容的电容值；待测电容为第一电容或者第二电容。由于驱动单元对待侧电容和第二电容提供驱动信号，并且根据第一电容和第二电容的充放电情况，实时调整提供给第二电容的驱动信号，待电容检测电路达到稳定时，第一电容和第二电容的电荷变化量抵消，此时，根据已知的电容的电容值以及驱动信号的大小即可确定待测电容电容值，提高了电容检测的准确度。
上述实施例对电容检测电路进行了说明，电容检测电路中，主要依据检测单元实现电容检测电路的稳定，现以一个实施例对检测单元进一步说明，如图2 所示，检测单元13包括：比较器21、积分电容22和跟随器23；比较器21的第一输入端与公共端连接，比较器21的第二输入端与电源连接；比较器21的输出端分别与积分电容22的第一极板和驱动单元连接；积分电容22的第二极板接地；跟随器23分别与积分电容22的第一极板和驱动单元14连接；
比较器21，用于根据公共端输出的第一电压和电源输出的第二电压，向积分电容22输出电流信号；
驱动单元14，用于根据积分电容22的反馈电压，调整驱动信号；
跟随器23，用于隔离驱动单元14的输入阻抗。
具体地，比较器的第一输入端可以为负向引脚输入端，第二输入端为正向引脚输入端，比较器的第一输入端与公共端连接，比较器的第二输入端与电源连接，利用比较器比较公共端输出的第一电压与电源输出的第二电压时，可以将第二电压的电压值减去第一电压的电压值，得到比较结果，由于比较器内部设置了一个电阻，可以根据公式I＝U/R，得出输出电流信号。比较器的第一输入端也可以为正向引脚输入端，第二输入端为负向引脚输入端，比较器的第一输入端与公共端连接，比较器的第二输入端与电源连接，利用比较器比较公共端输出的第一电压与电源输出的第二电压时，可以将第一电压的电压值减去第二电压的电压值，得到比较结果，由于比较器内部设置了一个电阻，可以根据 I＝U/R，得出输出电流信号。
其中，积分电容根据电流信号，对电容测试回路进行充放电操作，提供一个反馈电压，驱动单元接收到反馈电压后，必然会使驱动信号的电压值降低，可以将驱动单元提供给第二电容的驱动信号的电压值调整为该反馈电压的电压值，实现实时调整驱动信号，待比较器的输出电流信号为0时，即电容检测电路达到稳定，此时，无需调整驱动单元提供给第二电容的驱动信号。其中，驱动信号的调整过程可以如图3所示。其中，跟随器可以避免驱动单元的输入阻抗对积分电容产生影响。
可选地，比较器，用于在第一电压大于第二电压的情况下，则向积分电容输出负向电流信号，以使积分电容放电；或者，比较器，用于在第一电压小于第二电压的情况下，则比较器向积分电容输出正向电流信号，以使积分电容充电。
在本实施例中，检测单元包括：比较器、积分电容和跟随器；比较器的第一输入端与公共端连接，比较器的第二输入端与电源连接；比较器的输出端分别与积分电容的第一极板和驱动单元连接；积分电容的第二极板接地；跟随器 23分别与积分电容22的第一极板和驱动单元14连接；比较器根据公共端输出的第一电压和电源输出的第二电压，向积分电容输出电流信号；驱动单元根据积分电容的反馈电压，调整驱动信号；跟随器隔离驱动单元的输入阻抗。能够实现检测电容检测电路是否处于稳定状态，并进行实时调整，确保电容检测电路达到稳定，进而实现电容的闭环检测。
上述实施例对检测单元进行了说明，在电容检测电路中，驱动单元提供了驱动信号，现以一个实施例对驱动单元进一步说明，如图4所示，驱动单元14 包括：第一子驱动单元41和第二子驱动单元42；第一子驱动单元41与第一电容11的第一极板连接；第二子驱动单元42与第二电容12的第二极板连接；
第一子驱动单元41，用于向第一电容11提供第一驱动信号；
第二子驱动单元42，用于向第二电容12提供第二驱动信号；
第一驱动信号和第二驱动信号为周期相同、相位相反的方波信号。
第一子驱动单元41包括：第一开关411和第二开关412；第一开关411分别与第一低电平直流电源43和第一电容11的第一极板连接；第二开关412分别与第一高电平直流电源44和第一电容11的第一极板连接；
第二子驱动单元42包括：第三开关421和第四开关422；第三开关421分别与第二高电平直流电源45和第二电容12的第二极板连接；第四开关422分别与第二低电平直流电源46和第二电容12的第二极板连接。
具体地，第一驱动单元是由开关构成的，其中第一开关分别与第一低电平直流电源和第一电容的第一极板连接；第二开关分别与第一高电平直流电源和第一电容的第一极板连接；若第一开关闭合且第二开关断开，则提供高电平直流信号，若第二开关闭合且第一开关断开，提供低电平直流信号，通过控制第一开关和第二开关的交替闭合，实现为第一电容提供具有高低电平变化的方波信号，即第一驱动信号。
第二驱动单元也是由开关构成的，其中第三开关分别与第二高电平直流电源和第二电容的第二极板连接；第四开关分别与第二低电平直流电源和第二电容的第二极板连接，若第三开关闭合且第四开关断开，则提供低电平直流信号，若第三开关断开且第四开关闭合，提供高电平直流信号，通过控制第三开关和第四开关的交替闭合，实现为第一电容提供具有高低电平变化的方波信号，即第二驱动信号。其中，在电容检测电路运行过程中，第一开关和第三开关同时开启和关闭，第二开关和第四开关同时开启和关闭，以此实现为第一电容和第二电容提供如图5所示的第一驱动信号和第二驱动信号，第一驱动信号和第二驱动信号为周期相同，相位相反的方波信号。其中，第一高电平直流电源提供的输出信号和第二高电平直流电源提供的输出信号，可以相同，也可以不同，在此不加以限制。其中，第一低电平直流电源提供的输出信号和第二低电平直流电源提供的输出信号，可以相同，也可以不同，在此不加以限制。
可选地，第二高电平直流电源的输出信号可调节。其中，第一低电平直流电源提供的输出信号、第二低电平直流电源提供的输出信号以及第一高电平直流电源的输出信号，为稳定不变的直流电信号，第二高电平直流电源的输出信号可以根据检测单元提供的反馈电压实时进行调整，使电容检测电路达到稳定状态。
在本实施例中，驱动单元包括第一子驱动单元和第二子驱动单元，通过控制第一子驱动单元和第二子驱动单元中的开关闭合断开情况，为第一电容和第二电容提供周期相同，相位相反的方波信号，驱动电容检测电路形成测试回路，并且，由于第二高电平直流电源的输出信号可调节，可以实现电容检测电路的闭环检测，使电容检测电路通过调节第二驱动信号，这种方法简单有效。
上述实施例对电容检测电路进行了说明，现以一个实施例对电容检测电路进一步说明，如图6所示，电容检测电路还包括：第五开关15、第六开关16和第七开关17；
第五开关15分别与固定电源18和公共端连接；
第六开关16分别与公共端和检测单元13的输入端连接；第七开17关分别与比较器21的输出端和积分电容22的第一极板连接。
具体地，第六开关在闭合时，可以实现检测单元的正常运行，比较第一电容和第二电容公共端的第一输出电压和固定电源的第二输出电压的大小；其中，在第五开关断开时，第六开关闭合，第五开关接收固定电源提供的输出信号；同时，仅在第七开关闭合时，积分电容根据比较器输出电流信号，实现充放电操作，提供反馈电压。
可选地，第一开关、第三开关、第五开关的闭合状态相同；第二开关、第四开关、第六开关和第七开关的闭合状态相同。即第一开关、第三开关、第五开关同时闭合或断开；第二开关、第四开关、第六开关和第七开关同时闭合或断开。
其中，当第一开关、第三开关、第五开关的闭合时，第一电容两端的电压值可以根据Vc1a＝Vcm-V1a得出，其中，Vc1a为第一电容两端的电压值，Vcm为固定电源输出信号的电压值，V1a为第一低电平电源的输出信号的电压值；第二电容两端的电压值为Vc2a＝Vcm-V2a，Vc2为第二电容两端的电压值，Vcm为固定电源输出信号的电压值，V2a为第二高电平电源的输出信号的电压值；当第二开关、第四开关、第六开关和第七开关的闭合时，第一电容两端的电压值可以根据 Vc1b＝Vout-V1b得出，其中，Vc1b为第一电容两端的电压值，Vout为公共端输出电压的电压值，V1b为第一高电平电源的输出信号的电压值；第二电容两端的电压值为Vc2b＝Vout-V2b，Vc2b为第二电容两端的电压值，Vout为公共端输出电压的电压值，V2b为第二低电平电源的输出信号的电压值；第六开关和第七开关闭合时，检测单元的比较器对公共端的输出电压和固定电源的输出电压进行比较，若此时，公共端的输出电压和固定电源的输出电压不相等，则电容检测电路没有达到稳定状态，此时根据公共端的输出电压和固定电源的输出电压的比较结果，输出电流信号，积分电容根据该比较结果进行充放电，提供反馈电压，此时跟随器将该反馈电压传输至第二子驱动单元，并替代第二低电平直流电源的输出信号为第二电容提供第二驱动信号，反复执行此过程，使得公共端的输出电压和固定电源的输出电压相等，此时电容检测电路达到稳定状态，也即Vout＝VCM, 第一电容和第二电容上的电荷变化量相抵消，则在第一驱动信号、第二驱动信号一个周期变化内，第一电容上的电荷变化量为：Q1＝C1*((Vout-V1b)-(Vcm-V1a))，即Q1＝C1*(V1a-V1b)；第二电容上的电荷变化量为Q2＝C2*((Vout-V2b)-(Vcm-V2a))，即Q2＝C2*(V2a-V2b)，此时的第一电容和第二电容上的电荷变化量相抵消，即 Q1+Q2＝0，由此可知，C1*(V1a-V1b)+C2*(V2a-V2b)＝0，其中，V1a为第一开关闭合状态下驱动单元向第一电容提供的第一驱动信号，V1b为第二开关闭合状态下驱动单元向第一电容提供的第一驱动信号，V2a为第三开关闭合状态下驱动单元向第二电容提供的第二驱动信号，V2b为第四开关闭合状态下驱动单元向第二电容提供的第二驱动信号。并且第二电容的电容值C2为已知的，则第一电容的电容值C1可以根据公式C1*(V1a-V1b)+C2*(V2a-V2b)＝0，计算得知。
在本实施例中，通过控制不同的开关闭合情况，实现电容检测电路达到稳定状态，进一步在稳定状态下，可以根据驱动单元提供的驱动信号，以及第二电容的电容值计算第一电容的电容值，实现闭环检测，提高了电容检测电路的准确度。
上述实施例对电容检测电路进行了说明，现以一个实施例对电容检测方法进行说明，如图7所示，电容检测方法包括：
S701，在电容检测电路达到稳定状态时，获取驱动信号。
具体地，当第一电容和第二电容的公共端的输出电压和固定电源的输出电压经检测单元中的比较器比较后，第一输出电压等于第二输出电压，则电容检测电路达到稳定状态，计算机设备将自动获取驱动单元提供给第一电容和第二电容的驱动信号的电压值。
S702，根据驱动信号，确定待测电容的电容值；待测电容为第一电容或者第二电容。
具体地，电容检测电路达到稳定状态时，第一电容和第二电容上的电荷变化量相抵消，即Q1+Q2＝0，其中，Q1为第一电容的电荷变化量，Q2为第二电容的电荷变化量。由此，根据公式Q＝C*U，可以确定第一电容和第二电容的比例关系，即C1*V1+C2*V2＝0，其中，以待测电容为第一电容为例，C1为第一电容的电容值，C2为第二电容的电容值，V1为电容检测电路稳定时第一电容两端的电压值，V2为电容检测电路稳定时第一电容两端的电压值。其中，驱动单元可以包括分别为第一电容和第二电容提供不同的方波信号作为驱动信号，则可以有V1＝(V1A-V1B)，V1A-V1B为提供给第一电容的驱动信号的电压幅值； V2＝(V2A-V2B)，V2A-V2B为提供给第二电容的驱动信号的电压幅值。进而，根据第二电容的电容值、驱动信号，可以确定第一电容的电容值。
在本实施例中，通过在电容检测电路达到稳定状态时，获取驱动信号和第二电容的电容值，根据驱动信号和第二电容的电容值，确定第一电容的电容值。能够实现闭环电容检测，得出准确的第一电容的电容值。
上述实施例对电容检测方法进行了说明，现以一个如何确定待测电容的电容值进一步说明，根据驱动信号，确定待测电容的电容值；待测电容为第一电容或者第二电容，包括：
若待测电容为第一电容，根据驱动信号，确定第一电容的电压值和第二电容的电压值。
具体地，当电容检测电路中的第一开关、第三开关、第五开关的闭合时，第一电容两端的电压值可以根据Vc1a＝Vcm-V1a得出，其中，Vc1a为第一电容两端的电压值，Vcm为固定电源输出信号的电压值，V1a为第一低电平电源的输出信号的电压值；第二电容两端的电压值为Vc2a＝Vcm-V2a，Vc2为第二电容两端的电压值，Vcm为固定电源输出信号的电压值，V2a为第二高电平电源的输出信号的电压值；当第二开关、第四开关、第六开关和第七开关的闭合时，第一电容两端的电压值可以根据Vc1b＝Vout-V1b得出，其中，Vc1b为第一电容两端的电压值，Vout为公共端输出电压的电压值，V1b为第一高电平电源的输出信号的电压值；第二电容两端的电压值为Vc2b＝Vout-V2b，Vc2b为第二电容两端的电压值，Vout为公共端输出电压的电压值，V2b为第二低电平电源的输出信号的电压值。
根据第一电容的电压值、第二电容的电压值以及第二电容的电容值，确定第一电容的电容值。
具体地，当电容检测电路中的第二开关、第四开关、第六开关和第七开关闭合时，检测单元的比较器对公共端的输出电压和固定电源的输出电压进行比较，若此时，公共端的输出电压和固定电源的输出电压不相等，则电容检测电路没有达到稳定状态，此时根据公共端的输出电压和固定电源的输出电压的比较结果，输出电流信号，积分电容根据该比较结果进行充放电，提供反馈电压，此时跟随器将该反馈电压传输至第二子驱动单元，并替代第二低电平直流电源的输出信号为第二电容提供第二驱动信号，反复执行此过程，使得公共端的输出电压和固定电源的输出电压相等，此时电容检测电路达到稳定状态，也即Vout＝VCM,第一电容和第二电容上的电荷变化量相抵消，则在第一驱动信号、第二驱动信号一个周期变化内，第一电容上的电荷变化量为：Q1＝C1*((Vout-V1b)- (Vcm-V1a))，即Q1＝C1*(V1a-V1b)；第二电容上的电荷变化两位Q2＝C2*((Vout-V2b) -(Vcm-V2a))，即Q2＝C2*(V2a-V2b)，此时的第一电容和第二电容上的电荷变化量相抵消，即Q1+Q2＝0，由此可知，C1*(V1a-V1b)+C2*(V2a-V2b)＝0，其中， V1a为第一开关闭合状态下驱动单元向第一电容提供的第一驱动信号，V1b为第二开关闭合状态下驱动单元向第一电容提供的第一驱动信号，V2a为第三开关闭合状态下驱动单元向第二电容提供的第二驱动信号，V2b为第四开关闭合状态下驱动单元向第二电容提供的第二驱动信号。并且第二电容的电容值C2为已知的，则第一电容的电容值C1可以根据公式C1*(V1a-V1b)+C2*(V2a-V2b)＝0，计算得知。
若待测电容为第二电容，根据所述驱动信号，确定述第二电容的电压值和第一电容的电压值。
具体地，当电容检测电路中的第一开关、第三开关、第五开关的闭合时，第二电容两端的电压值可以根据Vc1a＝Vcm-V1a得出，其中，Vc1a为第二电容两端的电压值，Vcm为固定电源输出信号的电压值，V1a为第一低电平电源的输出信号的电压值；第一电容两端的电压值为Vc2a＝Vcm-V2a，Vc2为第一电容两端的电压值，Vcm为固定电源输出信号的电压值，V2a为第二高电平电源的输出信号的电压值；当第二开关、第四开关、第六开关和第七开关的闭合时，第二电容两端的电压值可以根据Vc1b＝Vout-V1b得出，其中，Vc1b为第二电容两端的电压值，Vout为公共端输出电压的电压值，V1b为第一高电平电源的输出信号的电压值；第一电容两端的电压值为Vc2b＝Vout-V2b，Vc2b为第一电容两端的电压值，Vout为公共端输出电压的电压值，V2b为第二低电平电源的输出信号的电压值。
根据第一电容的电压值、第二电容的电压值以及第一电容的电容值，确定第一电容的电容值。
具体地，当电容检测电路中的第二开关、第四开关、第六开关和第七开关闭合时，检测单元的比较器对公共端的输出电压和固定电源的输出电压进行比较，若此时，公共端的输出电压和固定电源的输出电压不相等，则电容检测电路没有达到稳定状态，此时根据公共端的输出电压和固定电源的输出电压的比较结果，输出电流信号，积分电容根据该比较结果进行充放电，提供反馈电压，此时跟随器将该反馈电压传输至第二子驱动单元，并替代第二低电平直流电源的输出信号为第二电容提供第二驱动信号，反复执行此过程，使得公共端的输出电压和固定电源的输出电压相等，此时电容检测电路达到稳定状态，也即Vout＝VCM,第一电容和第二电容上的电荷变化量相抵消，则在第一驱动信号、第二驱动信号一个周期变化内，第二电容上的电荷变化量为：Q1＝C1*((Vout-V1b)- (Vcm-V1a))，即Q1＝C1*(V1a-V1b)；第一电容上的电荷变化两位Q2＝C2*((Vout-V2b) -(Vcm-V2a))，即Q2＝C2*(V2a-V2b)，此时的第二电容和第一电容上的电荷变化量相抵消，即Q1+Q2＝0，由此可知，C1*(V1a-V1b)+C2*(V2a-V2b)＝0，其中， V1a为第一开关闭合状态下驱动单元向第二电容提供的第一驱动信号，V1b为第二开关闭合状态下驱动单元向第二电容提供的第一驱动信号，V2a为第三开关闭合状态下驱动单元向第一电容提供的第二驱动信号，V2b为第四开关闭合状态下驱动单元向第一电容提供的第二驱动信号。并且第一电容的电容值C2为已知的，则第二电容的电容值C1可以根据公式C1*(V1a-V1b)+C2*(V2a-V2b)＝0，计算得知。
在本实施例中，通过根据驱动信号，确定第一电容的电压值和第二电容的电压值，根据第一电容的电压值、第二电容的电压值以及第二电容的电容值，确定第一电容的电容值。能够根据驱动信号，和第二电容的电容值准确确定第一电容的电容值。
为了便于本领域技术人员的理解，以下对本申请提供的电容检测方法进行详细介绍，如图8所示，电容检测方法包括：
S801，在电容检测电路达到稳定状态时，获取驱动信号。
S802，若待测电容为第一电容，根据驱动信号，确定第一电容的电压值和第二电容的电压值。
S803，根据第一电容的电压值、第二电容的电压值以及第二电容的电容值，确定第一电容的电容值。
S804，若待测电容为第二电容，根据驱动信号，确定第二电容的电压值和第一电容的电压值。
S805，根据第一电容的电压值、第二电容的电压值以及第一电容的电容值，确定第一电容的电容值。
在本实施例中，通过在电容检测电路达到稳定状态时，获取驱动信号和第二电容的电容值，根据驱动信号，确定第一电容的电压值和第二电容的电压值，根据第一电容的电压值、第二电容的电压值以及已知的电容电容值，确定待测电容的电容值。根据电荷守恒定律，获取驱动信号的大小和已知的电容电容值，可以准确确定待测电容的电容值。
应该理解的是，虽然图7-8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图7-8中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图9所示，提供了一种电容检测装置，包括：
获取模块101，用于在电容检测电路达到稳定状态时，获取驱动信号；
确定模块102，用于根据驱动信号，确定待测电容的电容值；待测电容为第一电容或者第二电容。
在本实施例中，在电容检测电路达到稳定状态时，获取模块获取驱动信号和第二电容的电容值，确定模块根据驱动信号和第二电容的电容值，确定第一电容的电容值。能够实现闭环电容检测，得出准确的第一电容的电容值。
在一个实施例中，如图10所示，确定模块102包括：
第一确定单元111，用于若待测电容为第一电容，根据驱动信号，确定第一电容的电压值和第二电容的电压值；
第二确定单元112，用于根据第一电容的电压值、第二电容的电压值以及第二电容的电容值，确定第一电容的电容值；
第三确定单元113，用于若待测电容为第二电容，根据所述驱动信号，确定述第二电容的电压值和第一电容的电压值；
第四确定单元114，用于根据第一电容的电压值、第二电容的电压值以及第一电容的电容值，确定第一电容的电容值。
关于电容检测装置的具体限定可以参见上文中对于电容检测方法的限定，在此不再赘述。上述电容检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图11所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电容检测方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory， SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种电容检测电路，其特征在于，所述电容检测电路包括：第一电容、第二电容、检测单元和驱动单元；所述第一电容的第一极板与所述驱动单元连接，所述第一电容的第二极板与所述第二电容的第一极板连接，所述第二电容的第二极板与所述驱动单元连接，所述第一电容的第二极板和所述第二电容的第一极板的公共端与所述检测单元的输入端连接，所述检测单元的输出端与所述驱动单元连接；
所述驱动单元，用于为所述第一电容和所述第二电容提供驱动信号；
所述检测单元，用于根据所述公共端的输出电压调整驱动单元输出的驱动信号，以使电容检测电路达到稳定状态；
其中，所述电容检测电路达到稳定状态时的所述驱动信号用于确定待测电容的电容值；所述待测电容为第一电容或者第二电容。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述所述电容检测电路达到稳定状态时的所述驱动信号用于确定待测电容的电容值；所述待测电容为第一电容或者第二电容，包括：
若待测电容为第一电容，所述电容检测电路达到稳定状态时的所述驱动信号和所述第二电容的电容值，用于确定所述第一电容的电容值；
若待测电容为第二电容，所述电容检测电路达到稳定状态时的所述驱动信号和所述第一电容的电容值，用于确定所述第二电容的电容值。
3.根据权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于，所述检测单元包括：比较器和积分电容；所述比较器的第一输入端与所述公共端连接，所述比较器的第二输入端与电源连接；所述比较器的输出端分别与所述积分电容的第一极板和所述驱动单元连接；所述积分电容的第二极板接地；
所述比较器，用于根据所述公共端输出的第一电压和所述电源输出的第二电压，向所述积分电容输出电流信号；
所述驱动单元，用于根据所述积分电容的反馈电压，调整所述驱动信号。
4.根据权利要求3所述的电容检测电路，其特征在于，
所述比较器，用于在所述第一电压大于所述第二电压的情况下，则向所述积分电容输出负向电流信号，以使所述积分电容放电；或者，
所述比较器，用于在所述第一电压小于所述第二电压的情况下，则所述比较器向所述积分电容输出正向电流信号，以使所述积分电容充电。
5.根据权利要求3所述的电容检测电路，其特征在于，所述检测单元还包括：跟随器；
所述跟随器分别与所述积分电容的第一极板和所述驱动单元连接，用于隔离所述驱动单元的输入阻抗。
6.根据权利要求1所述电容检测电路，其特征在于，所述驱动单元包括：第一子驱动单元和第二子驱动单元；所述第一子驱动单元与所述第一电容的第一极板连接；所述第二子驱动单元与所述第二电容的第二极板连接；
所述第一子驱动单元，用于向所述第一电容提供第一驱动信号；
所述第二子驱动单元，用于向所述第二电容提供第二驱动信号；
所述第一驱动信号和所述第二驱动信号为周期相同、相位相反的方波信号。
7.根据权利要求6所述的电容检测电路，其特征在于，所述第一子驱动单元包括：第一开关和第二开关；所述第一开关分别与第一低电平直流电源和所述第一电容的第一极板连接；所述第二开关分别与第一高电平直流电源和所述第一电容的第一极板连接；
所述第二子驱动单元包括：第三开关和第四开关；所述第三开关分别与所述第二高电平直流电源和所述第二电容的第二极板连接；所述第四开关分别与所述第二低电平直流电源和所述第二电容的第二极板连接。
8.根据权利要求7所述的电容检测电路，其特征在于，所述第二高电平直流电源的输出信号可调节。
9.根据权利要求8所述的电容检测电路，其特征在于，所述电容检测电路还包括：第五开关、第六开关和第七开关；
所述第五开关分别与所述固定电源和所述公共端连接；
所述第六开关分别与所述公共端和所述检测单元的输入端连接；所述第七开关分别与所述比较器的输出端和所述积分电容的第一极板连接。
10.根据权利要求9所述电容检测电路，其特征在于，所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关的开合状态相同；所述第二开关、所述第四开关、所述第六开关和所述第七开关的开合状态相同。
11.一种电容检测方法，应用于如权利要求1-10任一项所述的电容检测电路，其特征在于，所述方法包括：
在电容检测电路达到稳定状态时，获取驱动信号；
根据所述驱动信号，确定待测电容的电容值；所述待测电容为第一电容或者第二电容。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述驱动信号，确定待测电容的电容值；所述待测电容为第一电容或者第二电容包括：
若所述待测电容为第一电容，根据所述驱动信号，确定所述第一电容的电压值和所述第二电容的电压值；
根据所述第一电容的电压值、所述第二电容的电压值以及所述第二电容的电容值，确定所述第一电容的电容值；
若所述待测电容为第二电容，根据所述驱动信号，确定所述第二电容的电压值和所述第一电容的电压值；
根据所述第一电容的电压值、所述第二电容的电压值以及所述第一电容的电容值，确定所述第一电容的电容值。
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