CN112965641B - 一种电容检测电路、相关方法、模块、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种电容检测电路、相关方法、装置及设备。该电容检测电路，包括：被检测电容、消除电容、充电模块、控制模块和电荷放大器；所述消除电容可设置第一电容值和第二电容值，以使得所述第一电容值能够应用于奇数打码信号周期，所述第二电容值能够应用于偶数打码信号周期。通过在电容充放电过程中设置不同的消除电容的电容值，在进行电容检测时，对奇数打码信号周期和偶数打码信号周期的电容检测电路的输出信号相减时，输出信号的噪声可以相互抵消，有效的降低电路噪声，增大电容检测电路的信噪比，进而实现提升电容检测的灵敏度，实现被检测电容的准确检测。

Description

一种电容检测电路、相关方法、模块、装置及设备

技术领域

本发明涉及一种电容检测电路、电容检测电路的消除电容的电容值确定方法、电容检测方法、电容检测模块、触控装置及电子设备。

背景技术

随着触控技术发展，越来越多的电子设备采用触控方式实现人机交互，目前触控技术的电子设备中，一般采用基于电容充放电原理的电容检测电路，通过检测电容的变化来进行信号的传输和识别。

现有技术中为了在进行电容检测时得到被检测电容的微小变化量，例如人体靠近或远离被检测电容时造成的微小的电容波动，可以采用电容测量方式。参照图1所示，采用电容测量方式的电容检测电路中，通常包括被检测电容、消除（Cancel）电容和电荷放大器，被检测电容的基础电容的电容值与消除电容的电容值接近，当被检测电容的电容波动时，采用消除（Cancel）电容能够对被检测电容的基础电容进行抵消，并通过检测电荷放大器的输出的变化来确定被检测电容的电容变化，由于被检测电容的电容波动的变化量相对于被检测电容的基础电容与消除（Cancel）电容的差值较大，可以更容易的检测到被检测电容的电容变化。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种电容检测电路、电容检测电路的消除电容的电容值确定方法、电容检测方法、电容检测模块、触控装置、电子设备及相关应用。

第一方面本发明提出了一种电容检测电路，包括：被检测电容、消除电容、充电模块、控制模块和电荷放大器；所述消除电容可设置第一电容值和第二电容值，以使得所述第一电容值能够应用于奇数打码信号周期，所述第二电容值能够应用于偶数打码信号周期。

在一个实施例中，所述第一电容值应用于奇数打码信号周期，所述第二电容值应用于偶数打码信号周期。

在一个实施例中，所述第一电容值为：所述被检测电容为基础电容，且在奇数打码信号周期使所述电荷放大器的输出最小时的电容值；

第二电容值为：所述被检测电容为基础电容，且在偶数打码信号周期使所述电荷放大器的输出最小时的电容值。

在一个实施例中，所述奇数打码信号周期和所述偶数打码信号周期交替出现；

所述控制模块用于控制所述消除电容在所述奇数打码信号周期切换至第一电容值和在所述偶数打码信号周期切换至第二电容值。

在一个实施例中，所述奇数打码信号周期包括充电阶段，所述偶数打码信号周期放电阶段；

或者，

所述奇数打码信号周期包括放电阶段，所述偶数打码信号周期充电阶段。

在一个实施例中，所述控制模块还用于控制所述充电模块与所述被检测电容和所述消除电容连接，在所述充电阶段对被检测电容充电和对消除电容放电，在所述放电阶段对被检测电容放电和对消除电容充电；在电荷中和阶段控制所述被检测电容和所述消除电容连接；以及在电荷放大阶段控制所述消除电容与所述电荷放大器连接。

在一个实施例中，所述被检测电容的第一极板和所述消除电容的第一极板分别连接所述控制模块，所述被检测电容的第二极板与所述消除电容的第二极板均接地；

所述充电模块包括供电电压端和接地端；

所述控制模块，用于在充电阶段控制所述供电电压端与所述被检测电容的第一极板连接，且控制所述接地端与所述消除电容的第一极板连接；以及在放电阶段控制所述接地端与所述被检测电容的第一极板连接，且控制所述供电电压端与所述消除电容的第一极板连接。

在一个实施例中，所述控制模块还用于在电荷中和阶段连接所述被检测电容与所述消除电容的第一极板，以及在电荷放大阶段控制所述消除电容的第一极板连接到所述电荷放大器的第一输入端。

在一个实施例中，所述电荷放大器包括运算放大器和反馈支路，所述运算放大器的第一输入端连接所述控制模块，所述运算放大器的第二输入端连接参考电压端，所述反馈支路的两端分别与所述运算放大器的第一输入端和输出端连接。

在一个实施例中，所述反馈支路包括反馈电容和/或反馈电阻。

在一个实施例中，所述控制模块包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关和第七开关；

所述第一开关连接于所述供电电压端与所述被检测电容之间，所述第二开关连接于所述接地端与所述消除电容之间，所述第一开关和所述第二开关在所述充电阶段导通；

所述第三开关与所述反馈电容和/或反馈电阻连接，并在所述充电阶段导通；

所述第四开关连接于所述被检测电容与所述消除电容之间，并在所述电荷中和阶段导通；

所述第五开关连接于所述消除电容与所述运算放大器的第一输入端之间，并在所述电荷放大阶段导通；

所述第六开关连接于所述接地端与所述被检测电容之间，所述第七开关连接于所述供电电压端与所述消除电容之间，所述第六开关和所述第七开关在所述放电阶段导通。

在一个实施例中，所述消除电容为电容阵列。

在一个实施例中，所述的电容检测电路，还包括与所述电荷放大器连接的信号处理模块；

所述信号处理模块，包括滤波模块、信号放大模块、信号缩小模块、数模转换模块和解调模块中的至少一个。

第二方面，本发明还提出了一种电容检测电路的消除电容的电容值确定方法，包括：

分别确定所述消除电容的第一电容值和第二电容值，以使得所述第一电容值能够应用于奇数打码信号周期，所述第二电容值能够应用于偶数打码信号周期。

在一个实施例中，所述的电容检测电路的消除电容的电容值确定方法，包括：

在奇数打码信号周期从预设电容值范围内选取使电荷放大器的输出最小时的电容值作为所述消除电容的第一电容值；

在偶数打码信号周期从所述预设电容值范围内选取使所述电荷放大器的输出最小时的电容值作为所述消除电容的第二电容值。

第三方面，本发明还提出了一种电容检测方法，包括：

在奇数打码信号周期将消除电容设置为第一电容值；

在偶数打码信号周期将所述消除电容设置为第二电容值。

第四方面，本发明还提出了一种电容检测模块，包括上述的电容检测电路。

第五方面，本发明还提出了一种电容检测电路在电容检测模块中的应用。

第六方面，本发明还提出了一种触控装置，包括上述的电容检测模块。

第七方面，本发明还提出了一种电容检测模块在触控装置中的应用。

第八方面，本发明还提出了一种电子设备，包括上述的触控装置。

第九方面，本发明还提出了一种触控装置在电子设备中的应用。

本发明实施例提供的电容检测电路，通过在电容充放电过程中设置消除电容的两个不同的电容值，在进行电容检测的过程中，对奇数打码信号周期和偶数打码信号周期的电容检测电路的输出信号相减时，输出信号的噪声可以相互抵消，消除电荷放大器在电容检测电路中的输入失调电压Vov对检测结果的影响，有效的降低电路噪声，增大电容检测电路的信噪比（Signal-to-Noise Ratio，SNR），进而实现提升电容检测的灵敏度，实现被检测电容的准确检测。

进一步地，当设置的消除电容的第一电容值和第二电容值使得被检测电容为基础电容时，电荷放大器的输出均达到最小，在奇数打码信号周期和偶数打码信号周期时电荷放大器的传输函数不会发生变化或与现有技术中相比传输函数变化更小，在进行电容检测时，对奇数打码信号周期和偶数打码信号周期的电容检测电路的输出信号相减时，输出信号的噪声抵消更完全，可以更好地消除噪声，增大电容检测电路的信噪比，进一步提升电容检测的灵敏度。

附图说明

图1为现有技术中电容检测电路的结构示意图；

图2为一种电容检测电路的电路结构图；

图3为图2所示的电容检测电路的时序控制图；

图4为另一种电容检测电路的电路结构图；

图5为图4所示的电容检测电路的时序控制图；

图6为第三种电容检测电路的电路结构图；

图7为图6所示的电容检测电路的时序控制图；

图8本发明实施例提供的电容检测电路的电路结构图；

图9本发明实施例提供的另一种电容检测电路的电路结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的技术方案以及优点表达的更清楚，下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了更好地理解本发明实施例所提供的电容检测电路与现有技术的差异，下面首先对现有技术中的电容检测电路及其工作过程进行说明：

图1所示的电容检测电路100中，控制模块140分别与被检测电容110、消除电容120、充电模块130和电荷放大器150连接，通过控制模块140控制充电模块130与被检测电容110和消除电容120连接，实现在充电阶段，充电模块130对被检测电容110充电和对消除电容120放电，并且在电荷中和阶段控制被检测电容110和消除电容120连接，实现被检测电容110和消除电容120的电荷中和，以及在电荷放大阶段控制消除电容120与电荷放大器150连接，使电荷中和后的多余电荷转移到电荷放大器150，将电容信号转换为电压信号输出；或者，实现在放电阶段，充电模块130对被检测电容110放电和对消除电容120充电，并且在电荷中和阶段控制被检测电容110和消除电容120连接，实现被检测电容110和消除电容120的电荷中和，以及在电荷放大阶段控制消除电容120与电荷放大器150连接，使电荷中和后的多余电荷转移到电荷放大器150，将电容信号转换为电压信号输出。当然，也可以是循环实现充电阶段、电荷中和阶段、电荷放大阶段、放电阶段、电荷中和阶段和电荷放大阶段，使电荷中和后的多余电荷转移到电荷放大器150，将电容信号转换为电压信号连续输出。

因为电容检测过程中，需要给被检测电容充电和/或放电，通常把电容检测过程中给被检测电容充电、放电的过程叫做打码，在图1所示的电容检测电路100中，控制模块140通过打码信号（方波信号）控制被检测电容110和消除电容120的充电、放电，电荷中和以及电荷放大。在实现电容检测过程中，电容检测电路可以按照充电阶段、电荷中和阶段、电荷放大阶段的执行顺序，和/或按照放电阶段、电荷中和阶段、电荷放大阶段的执行顺序循环重复，其中，充电阶段和放电阶段的时间长度可以是相同的，这里充电阶段、电荷中和阶段、电荷放大阶段的时间长度之和为一个打码信号周期，由于充电阶段与放电阶段的时间长度相同，则放电阶段、电荷中和阶段、电荷放大阶段的时间长度之和也为一个打码信号周期。

为了更好的说明图1所示的电容检测电路的具体实现方式，本发明实施例中示例性的示意出图2、图4和图6所示的三种电容检测电路的实现方式，下面分别对图2、图4和图6所示的三种电容检测电路进行说明。

参照图2所示，图1中所示的被检测电容110可以是图2中的电容Cx；图1中所示的消除电容120可以是图2中的电容Cc；图1中所示的充电模块130可以包括图2中的供电电压端和接地端GND；图1中所示的控制模块140可以包括图2中的第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4和第五开关S5；图1中所示的电荷放大器150可以包括运算放大器和反馈支路，其中运算放大器可以是图2所示的运算放大器CA，反馈支路可以是图2所示的反馈电容Cf，运算放大器CA的第一输入端Vin连接该第五开关S5，第二输入端Vip连接参考电压端VCM，反馈电容Cf的两端分别与运算放大器CA的第一输入端Vin和输出端连接。

参照图2所示，第一开关S1连接于供电电压端与被检测电容Cx之间，第二开关S2连接于接地端GND与消除电容Cc之间。上述第一开关S1和第二开关S2充当了电源开关，该电容检测电路的被检测电容Cx的第一极板经第一开关S1连接至充电模块的供电电压端；该电容检测电路的消除电容Cc的第一极板经第二开关S2连接至充电模块的接地端GND；被检测电容Cx的第二极板和消除电容Cc的第二极板均接地；

在充电阶段，第一开关S1导通，使供电电压端与被检测电容Cx的第一极板连接，由供电电压端对被检测电容Cx充电到供电电压值VDD；并且第二开关S2导通，使接地端GND与消除电容Cc的第一极板连接，实现对消除电容Cc放电到地。

参照图2所示，第三开关S3与该反馈电容Cf并联，以实现反馈电容Cf清零。例如，可以是，在电容检测过程中，在电荷放大阶段，第三开关S3断开，使得电荷中和后的多余电荷转移到该反馈电容Cf，而在充电阶段，第三开关S3导通，使得反馈电容Cf的电荷清零。

参照图2所示，第四开关S4连接于被检测电容Cx与消除电容Cc之间，上述第四开关S4充当了被检测电容Cx与消除电容Cc的电荷中和开关，在电荷中和阶段，第四开关S4导通，使被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板连接，被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板之间共享电荷，实现被检测电容Cx与消除电容Cc的电荷中和。

参照图2所示，第五开关S5连接于消除电容Cc与运算放大器CA的第一输入端之间，上述第五开关S5充当了被检测电容Cx与消除电容Cc的电荷中和之后，实现多余电荷转移的耦合开关，在电荷放大阶段，第五开关S5导通，使消除电容Cc的第一极板连接到电荷放大器的第一输入端Vin，使电荷中和后的多余电荷转移到电荷放大器的反馈电容Cf上。

上述第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4和第五开关S5可以使用现有技术中的晶体管电子器件，例如CMOS晶体管，只要能够实现通断控制的开关即可，在此不做具体限定。

在一个具体实施例中，参照图3所示的时序控制图来示例性的说明图2所示的电容检测电路执行电容检测的具体过程。假设图1所示的控制模块还可以包括时序控制单元（图中未示出）。该时序控制单元分别产生时钟信号SW0、时钟信号SW1和时钟信号SW2。在一个打码信号周期内，当时钟信号SW0为“1”期间，第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3导通，电容检测电路进入充电阶段，使得被检测电容Cx被充电到电压值VDD，消除电容Cc被放电并且处于0V，并且，反馈电容Cf的电荷清零；当时钟信号SW1为“1”期间，第四开关S4导通，电容检测电路进入电荷中和阶段，被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板连接，被检测电容Cx跟消除电容Cc的电荷会进行中和，使得被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板的电压大致相同，接近VDD/2；当时钟信号SW2为“1”期间，第五开关S5导通，电容检测电路进入电荷放大阶段，假设运算放大器CA为理想运算放大器，则此条件下运算放大器CA的第一输入端Vin的电压与运算放大器的第二输入端的电压相同，均为VCM，则在被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板的电压与运算放大器CA的第一输入端Vin的电压VCM产生电压差ΔV ，那么在电荷中和后产生的多余电荷Q，根据电荷能量守恒定律，多余电荷Q转移到了反馈电容Cf 上，使得运算放大器的输出端电压信号波形发生变化。则根据运算放大器CA输出的电压信号的变化量即可以得到转移的多余电荷Q。重复多个打码信号周期，根据运算放大器CA输出的电压信号的变化量，就可以确定被检测电容Cx的电容变化量。

本发明实施例中，时钟信号为“1”表示时钟信号为高电平，时钟信号为“0”表示时钟信号为低电平。时钟信号SW0、时钟信号SW1和时钟信号SW2为高电平和低电平均为具有特定时间长度的电平，并且不同时钟信号的高电平和低电平在不同信号周期中是固定的。

参照图4所示的电容检测电路，其与图2所示的电容检测电路不同之处在于，第一开关S1连接于接地端GND与被检测电容Cx之间，而第二开关S2连接于供电电压端与消除电容Cc之间。其他部分的连接结构可以与上述图2所示的电容检测电路相同或者相近，具体的可以参照上述关于图2的描述，在此不再赘述。

在图4所示的电容检测电路执行电容检测的过程中，在放电阶段，第一开关S1导通，使接地端GND与被检测电容Cx的第一极板连接，实现对被检测电容Cx放电到地；第二开关S2导通，使供电电压端与消除电容Cc的第一极板连接，由供电电压端对消除电容Cc充电到供电电压值VDD；以及，第三开关S3导通，使得反馈电容Cf的电荷清零。在电荷中和阶段，第四开关S4导通，使被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板连接，被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板之间共享电荷，实现被检测电容Cx与消除电容Cc的电荷中和。在电荷放大阶段，第五开关S5导通，使消除电容Cc的第一极板连接到电荷放大器的第一输入端Vin，使电荷中和后的多余电荷转移到电荷放大器的反馈电容Cf上。

在一个具体实施例中，参照图5所示的时序控制图来示例性的说明图4所示的电容检测电路执行电容检测的具体过程。在一个打码信号周期内，当时钟信号SW0为“1”期间，第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3导通，电容检测电路进入放电阶段，使得被检测电容Cx被放电并且处于0V，消除电容Cc被充电电压值VDD，并且，反馈电容Cf的电荷清零；当时钟信号SW1为“1”期间，第四开关S4导通，电容检测电路进入电荷中和阶段，被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板连接，被检测电容Cx跟消除电容Cc的电荷会进行中和，使得被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板的电压大致相同，接近VDD/2；当时钟信号SW2为“1”期间，第五开关S5导通，电容检测电路进入电荷放大阶段，假设运算放大器CA为理想运算放大器，则此条件下运算放大器CA的第一输入端Vin的电压与运算放大器的第二输入端的电压相同，均为VCM，则在被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板的电压与运算放大器CA的第一输入端Vin的电压VCM产生电压差ΔV ，那么在电荷中和后产生的多余电荷Q，根据电荷能量守恒定律，多余电荷Q转移到了反馈电容Cf 上，使得运算放大器的输出端电压信号波形发生变化。则根据运算放大器CA输出的电压信号的变化量即可以得到转移的多余电荷Q。重复多个打码信号周期，根据运算放大器CA输出的电压信号的变化量，就可以确定被检测电容Cx的电容变化量。

在采用图2或图4所示的电容检测电路进行电容检测前，需要先确定消除电容Cc的值，使得消除电容Cc的值尽量等于没有物体或者人体接近情况下的被检测电容Cx的电容值（即被检测电容Cx的基础电容值），使得被检测电容Cx为基础电容时，在电荷放大阶段运算放大器CA的输出等于或者接近于零。在确定消除电容Cc的值的过程中，可以通过检测运算放大器CA的输出值来不断调整消除电容Cc的值，直到使得运算放大器CA的输出值最接近零，最终得到可以用于电容检测电路进行电容检测的消除电容Cc。

当确定消除电容Cc的值之后，采用图2或图4所示的电容检测电路执行电容检测的过程中，如果被检测电容Cx变化，就可以通过运算放大器CA的输出值的变化，确定被检测电容Cx的电容变化量。因为当物体或者人体接近电容传感器的时候，被检测电容Cx的电容值会变大，所以确定被检测电容Cx的电容值变大时，就可以判断有物体或人体接近，或者，确定有触摸事件发生。

参照图6所示的电容检测电路，图1中所示的被检测电容110可以是图6中的电容Cx；图1中所示的消除电容120可以是图6中的电容Cc；图1中所示的充电模块130可以包括图6中的供电电压端和接地端GND；图1中所示的控制模块140可以包括图6中的第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6和第七开关S7；图1中所示的电荷放大器150可以包括运算放大器和反馈支路，其中运算放大器可以是图6所示的运算放大器CA，反馈支路可以是图6所示的反馈电容Cf，运算放大器CA的第一输入端Vin连接该第六开关S6，第二输入端Vip连接参考电压端VCM，反馈电容Cf的两端分别与运算放大器CA的第一输入端Vin和输出端连接。

参照图6所示，第一开关S1连接于供电电压端与被检测电容Cx之间，第二开关S2连接于接地端GND与消除电容Cc之间，第六开关S6连接于接地端GND与被检测电容Cx之间，第七开关S7连接于供电电压端与消除电容Cc之间。上述第一开关S1、第二开关S2、第六开关S6和第七开关S7充当了电源开关，该电容检测电路的被检测电容Cx的第一极板经第一开关S1连接至充电模块的供电电压端，并经第六开关S6连接至充电模块的接地端GND；该电容检测电路的消除电容Cc的第一极板经第二开关S2连接至充电模块的接地端GND，并经第七开关S7连接至充电模块的供电电压端；被检测电容Cx的第二极板和消除电容Cc的第二极板均接地；

在充电阶段，第一开关S1导通，使供电电压端与被检测电容Cx的第一极板连接，由供电电压端对被检测电容Cx充电到供电电压值VDD；并且第二开关S2导通，使接地端GND与消除电容Cc的第一极板连接，实现对消除电容Cc放电到地；

在放电阶段，第六开关S6导通，使接地端GND与被检测电容Cx的第一极板连接，实现对被检测电容Cx放电到地；并且第七开关S7导通，使供电电压端与消除电容Cc的第一极板连接，由供电电压端对消除电容Cc充电到供电电压值VDD。

参照图6所示，第三开关S3与该反馈电容Cf并联，以实现反馈电容Cf清零。例如，可以是，在电荷放大阶段第三开关S3断开，使得电荷中和后的多余电荷转移到该反馈电容Cf，而在充电阶段和放电阶段第三开关S3导通，使得反馈电容Cf的电荷清零。

参照图6所示，第四开关S4连接于被检测电容Cx与消除电容Cc之间，上述第四开关S4充当了被检测电容Cx与消除电容Cc的电荷中和开关，在电荷中和阶段，第四开关S4导通，使被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板连接，被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板之间共享电荷，实现被检测电容Cx与消除电容Cc的电荷中和。

参照图6所示，第五开关S5连接于消除电容Cc与运算放大器CA的第一输入端之间，上述第五开关S5充当了被检测电容Cx与消除电容Cc的电荷中和之后，实现多余电荷转移的耦合开关，在电荷放大阶段，第五开关S5导通，使消除电容Cc的第一极板连接到电荷放大器的第一输入端Vin，使电荷中和后的多余电荷转移到电荷放大器的反馈电容Cf上。

上述第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6和第七开关S7可以使用现有技术中的晶体管电子器件，例如CMOS晶体管，只要能够实现通断控制的开关即可，在此不做具体限定。

在一个具体实施例中，参照图6所示，上述电容检测电路中还可以包括设置于消除电容Cc与第六开关S6之间的输入电阻Rin。

参照图7所示，为图6所示的电容检测电路的时序控制图，上述控制模块还可以包括时序控制单元（图中未示出）。在一个具体实施例中，该时序控制单元分别产生时钟信号SW0、时钟信号SW1和时钟信号SW2，其中，参照图7所示，时钟信号SW0的信号周期即为该电容检测电路的打码信号周期Ts。当时钟信号SW0为“1”且时钟信号SW2为“1”期间，第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3导通；当时钟信号SW0为“1”且时钟信号SW2为“0”期间，第三开关S3、第六开关S6和第七开关S7导通；在时钟信号SW0为下降沿至时钟信号SW1为上升沿的时钟交叠时间，第四开关S4导通；当时钟信号SW1为“1”期间，第五开关S5导通。其中，上述时钟信号为“1”表示时钟信号为高电平，时钟信号为“0”表示时钟信号为低电平。时钟信号SW0、时钟信号SW1和时钟信号SW2为高电平和低电平均为具有特定时间长度的电平，并且不同时钟信号的高电平和低电平在不同信号周期中是固定的，例如，时钟信号SW0的高电平和低电平的总时间长度就是一个周期长度，即该电容检测电路的打码信号周期Ts。

由于时钟信号SW2为高电平与低电平时，被检测电容Cx与消除电容Cc的充电方向相反，因此在时钟信号SW2为高电平时电荷中和之后的多余电荷与时钟SW2为低电平时电荷中和之后的多余电荷的正负不同，导致经过运算放大器CA输出的电压信号极性也是方向相反的（参照图7所示的运算放大器CA输出波形图）。在对运算放大器CA输出的电压信号进行信号处理时，可以将时钟信号SW2为高电平时的运算放大器CA输出的电压信号与时钟信号SW2为低电平时的运算放大器CA输出的电压信号相减，以降低电路中的噪声，增大信噪比，提高噪声性能。为了保证电容检测的准确度，提高信噪比，上述电容检测电路在进行电容检测的过程中，可以对被检测电容Cx进行连续多次检测，即对被检测电容Cx的一次检测过程可以持续多个打码信号周期。

作为图6所示的电容检测电路的一个具体实现方法，在进行电容检测的初始时刻，第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3导通，电容检测电路进入充电阶段，使得被检测电容Cx被设置为电压值VDD，消除电容Cc被放电并且处于0V；同时，反馈电容Cf的电荷清零；

接着执行下一步骤，第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3断开，并且第四开关S4导通，电容检测电路进入电荷中和阶段，使得被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板连接，被检测电容Cx跟消除电容Cc的电荷会进行中和，使得被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板的电压大致相同，接近VDD/2；

接着执行下一步骤，第五开关S5导通，电容检测电路进入电荷放大阶段，假设运算放大器CA为理想运算放大器，则此条件下运算放大器CA的第一输入端Vin的电压与运算放大器的第二输入端的电压相同，均为VCM，则在被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板的电压与运算放大器CA的第一输入端Vin的电压VCM产生电压差ΔV ，那么在电荷中和后产生的多余电荷Q，根据电荷能量守恒定律，多余电荷Q转移到了反馈电容Cf 上，使得运算放大器的输出端电压信号波形发生变化。则根据运算放大器CA输出的电压信号的变化量即可以得到转移的多余电荷Q，进而确定被检测电容Cx的电容变化量；

接着执行下一步骤，第三开关S3、第六开关S6和第七开关S7导通，电容检测电路进入放电阶段，使得消除电容Cc被设置为电压值VDD，被检测电容Cx被放电并且处于0V；同时，反馈电容Cf的电荷清零；

由于电容检测电路在放电阶段时，被检测电容Cx与消除电容Cc的充电方向与充电阶段的充电方向相反，因此在再次执行上述电容检测电路进入电荷中和阶段与电荷放大阶段的步骤时，运算放大器CA输出的电压信号的变化量方向是相反的。

上述电容检测电路中，由于电源的闪烁噪声为低频噪声，假设电源的闪烁噪声在时钟信号SW2为高电平和低电平时没有发生变化，即奇数打码信号周期和偶数打码信号周期中的电源的闪烁噪声不发生变化，则通过对奇数打码信号周期或偶数打码信号周期取绝对值，将相邻奇数打码信号周期和偶数打码信号周期时的运算放大器CA输出的电压信号相减，即可消除电源的闪烁噪声，实现降低电路中的噪声，改善闪烁噪声抑制，提高信噪比的目的。

本发明实施例中，由于图6所示的电容检测电路可以按照充电阶段、电荷中和阶段、电荷放大阶段、放电阶段、电荷中和阶段、电荷放大阶段的执行顺序循环重复执行电容检测过程。假设，包括充电阶段、电荷中和阶段、电荷放大阶段的打码信号周期为奇数打码信号周期，则包括放电阶段、电荷中和阶段、电荷放大阶段的打码信号周期即为偶数打码周期。或者，假设，包括充电阶段、电荷中和阶段、电荷放大阶段的打码信号周期为偶数打码信号周期，则包括放电阶段、电荷中和阶段、电荷放大阶段的打码信号周期即为奇数打码周期。

在采用图6所示的电容检测电路进行电容检测前，需要先确定消除电容Cc的值，使得消除电容Cc的值尽量等于没有物体或者人体接近时的被检测电容Cx的值（即被检测电容Cx的基础电容值），使得被检测电容Cx为基础电容时，在电荷放大阶段运算放大器CA的输出等于或者接近于零。

在确定消除电容Cc的值的过程中，图6所示的电容检测电路可以采用图3所示的时序控制方式，控制第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4和第五开关S5的通断，使得电容检测电路按照充电阶段、电荷中和阶段、电荷放大阶段的执行顺序循环重复，通过检测运算放大器CA的输出值来不断调整消除电容Cc的值，直到使得运算放大器CA的输出值最接近零，最终得到可以用于电容检测电路进行电容检测的消除电容Cc；

或者，采用图5所示的时序控制方式，控制第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6和第七开关S7的通断，使得电容检测电路按照放电阶段、电荷中和阶段、电荷放大阶段的执行顺序循环重复，通过检测运算放大器CA的输出值来不断调整消除电容Cc的值，直到使得运算放大器CA的输出值最接近零，最终得到可以用于电容检测电路进行电容检测的消除电容Cc；

还可以采用图7所示的时序控制方式，控制第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6和第七开关S7的通断，使得电容检测电路按照充电阶段、电荷中和阶段、电荷放大阶段、放电阶段、电荷中和阶段和电荷放大阶段的执行顺序循环重复，通过检测运算放大器CA的输出值，得到相邻两个打码信号周期运算放大器CA的输出值的绝对值，根据相邻两个打码信号周期运算放大器CA的输出值的绝对值的差值来不断调整消除电容Cc的值，直到使得运算放大器CA的输出值最接近零，最终得到可以用于电容检测电路进行电容检测的消除电容Cc。

本发明的发明人发现，由于运算放大器CA在实际电路中并非理想运算放大器，该运算放大器CA在电容检测电路中存在输入失调电压Vov，这会导致运算放大器的第一输入端Vin上的最终电压值不等于第二输入端Vip上的参考电压VCM，而是等于VCM与运算放大器CA输入失调电压Vov之和。并且，根据上述图2、图4或者图6得到的消除电容Cc的电容值也不可能完全等于被检测电容Cx的基础电容的电容值。由于上述两个原因，在使用图2、图4或者图6所示的电容检测电路进行电容检测的过程中，即使被检测电容Cx的基础电容值没有发生变化，运算放大器CA的输出值依然偏大，这会导致其能够检测的电容变化范围变小；同时，图2、图4或者图6所示的电容检测电路中消除电容Cc的电容值为一固定值，还会导致电容检测电路的噪声变大。虽然，对于图6所示的电容检测电路来说，通过对奇数打码信号周期或偶数打码信号周期取绝对值，再将相邻两奇数打码信号周期和偶数打码信号周期时的运算放大器CA输出的电压信号相减，可以适当的消除电源的闪烁噪声，但是，由于在奇数打码信号周期和偶数打码信号周期时的运算放大器CA输出值必然差异，所以电源的闪烁噪声不能够完全消除，依然会对电容检测的灵敏度产生较大影响。

基于此，参照图8所示，本发明的发明人提出一种电容检测电路，不同于上述图6所示的电容检测电路的消除电容Cc为一固定值，本发明实施例提供一种电容检测电路，其中，消除电容可设置第一电容值Cc1和第二电容值Cc2，以使得第一电容值Cc1能够应用于奇数打码信号周期，第二电容值Cc2能够应用于偶数打码信号周期。

在一个实施例中，参照图8所示的电容检测电路，该消除电容设置有第一电容值Cc1和第二电容值Cc2，该第一电容值Cc1应用于奇数打码信号周期，该第二电容值Cc2应用于偶数打码信号周期。

本发明实施例提供的电容检测电路，通过在电容充放电过程中设置消除电容的两个不同的电容值，在进行电容检测的过程中，对奇数打码信号周期和偶数打码信号周期的电容检测电路的输出信号相减时，输出信号的噪声可以相互抵消，消除运算放大器CA在电容检测电路中的输入失调电压Vov对检测结果的影响，有效的降低电路噪声，增大电容检测电路的信噪比（Signal-to-Noise Ratio，SNR），进而实现提升电容检测的灵敏度，实现被检测电容的准确检测。

本发明实施例中，该被检测电容Cx的基础电容，也可以称为标称电容、本底电容或初始电容。

本发明实施例中，该消除电容的第一电容值Cc1和第二电容值Cc2可以是从预设电容值范围内选取的使运算放大器输出的电压信号最小时的电容值。具体可以是，在被检测电容为基础电容，且在奇数打码信号周期时，从预设电容值范围内选取的使电荷放大器的输出最小时的电容值作为消除电容的第一电容值；在被检测电容为基础电容，且在偶数打码信号周期时，从预设电容值范围内选取使电荷放大器的输出最小时的电容值作为消除电容的第二电容值。

在一个具体实施例中，图8所示的电容检测电路中消除电容可以是电容阵列，该电容阵列的具体实现方式可以参照现有技术中的具体是实现方案，本发明实施例中对此不做限定。例如可以是，该电容阵列包括N条电容支路，每条电容支路包括电容Ci与支路开关Sci。其中，在第i条电容支路中，电容Ci与支路开关Sci串联。支路开关Sci导通，表示电容Ci接入到电容阵列中；开关Sci断开，表示电容Ci移除出可变电容阵列。该第i条电容支路的电容可表示为：Ci＝2iCu，i＝0 ,1 ,2，……N-1；其中，Ci表示第i条电容支路的电容，Cu表示单位电容，其大小可根据需要选取；根据公式可以看出，电容Ci至CN-i的电容值依次增大。需要说明的是，本发明实施例中，对各条电容支路的电容不作任何限制，本领域技术人员可以根据实际需要设定。

本发明实施例中，上述控制模块还用于控制消除电容在第一电容值Cc1和第二电容值Cc2之间进行切换，从而在奇数打码信号周期和偶数打码信号周期交替出现的过程中，消除电容在所述奇数打码信号周期切换至第一电容值，而在所述偶数打码信号周期切换至第二电容值。

例如，当图8所示的电容检测电路中消除电容是电容阵列时，上述的控制模块的时序控制单元可以是包括寄存器的时序控制单元，该电容阵列的大小可以通过寄存器控制，寄存器用于产生可变电容阵列的控制信号，实现消除电容的电容值在奇数打码信号周期时为第一电容值Cc1，而在偶数打码信号周期为第二电容值Cc2。

在一个具体实施例中，图8所示的电容检测电路，也可以采用图7所示的时序控制方式来实现电容检测。假设当时钟信号SW2为高电平时为奇数打码信号周期，当时钟信号SW2为低电平时为偶数打码信号周期，则可以通过下述方式确定第一电容值Cc1和第二电容值Cc2：确定被检测电容Cx为基础电容，时钟信号SW2为高电平与低电平时，分别根据运算放大器CA输出的电压信号，调整电容阵列的电容值，得到该电容阵列的第一电容值Cc1和第二电容值Cc2，使得时钟信号SW2为高电平与低电平时，运算放大器CA输出的电压信号均达到最小。

本发明实施例中，参照图7所示，运算放大器CA输出的电压信号是否达到最小，可以根据运算放大器CA输出的电压信号的波形图来确定，当运算放大器的输出的电压信号的波形图中波形曲线的幅度最小时，即确定运算放大器CA输出的电压信号达到最小。

在一个具体实施例中，在确定图8所示的电容检测电路的第一电容值Cc1和第二电容值Cc2的电容值的过程中，可以采用图3所示的时序控制方式，控制第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4和第五开关S5的通断，使得电容检测电路按照充电阶段、电荷中和阶段、电荷放大阶段的执行顺序循环重复，通过检测运算放大器CA的输出值来不断调整消除电容Cc的值，直到使得运算放大器CA的输出值最接近零，最终得到第一消除电容Cc1；而采用图5所示的时序控制方式，控制第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6和第七开关S7的通断，使得电容检测电路按照放电阶段、电荷中和阶段、电荷放大阶段的执行顺序循环重复，通过检测运算放大器CA的输出值来不断调整消除电容Cc的值，直到使得运算放大器CA的输出值最接近零，最终得到第二消除电容Cc2。具体的实现过程可以参照上述关于图2和图4的电容检测电路中消除电容Cc的确定过程，在此不再赘述。

本发明实施例中，由于电容检测电路中被检测电容Cx的基础电容、消除电容的第一电容值Cc1和第二电容值Cc2、供电电压端的供电电压值VDD、接地端GND的零电压以及反馈电容Cf均可能存在一定的误差，因此，运算放大器CA输出的电压信号达到最小时，运算放大器的输出的电压信号的波形图中波形也可能不会是直线，因此，只要能够实现运算放大器的输出的电压信号的波形图中波形近似为直线即可确定运算放大器CA输出的电压信号达到最小，进而得到消除电容的第一电容值Cc1和第二电容值Cc2。

本发明实施例中，根据运算放大器CA输出的电压信号，调整电容阵列的电容值，得到第一电容值Cc1和第二电容值Cc2的过程，可以采用二分查找法或逐个扫描法实现，具体的实现方式可以参照现有技术中的具体实现方案。当然，调整电容阵列的电容值，得到第一电容值Cc1和第二电容值Cc2也可以采用现有技术中的其他实现方式，只要能够实现确定消除电容的第一电容值Cc1和第二电容值Cc2即可，本发明实施例中，对此不做具体限定。

本发明实施例中，由于在时钟信号SW2为高电平和低电平时，消除电容Cc的电容值分别为第一电容值Cc1和第二电容值Cc2，即第一电容值Cc1应用于奇数打码信号周期，第二电容值Cc2应用于偶数打码信号周期时，当设置的消除电容的第一电容值和第二电容值使得被检测电容为基础电容时，电荷放大器的输出均达到最小，在奇数打码信号周期和偶数打码信号周期时电荷放大器的传输函数不会发生变化或与现有技术中相比传输函数变化更小，则在进行电容检测时，通过对奇数打码信号周期或偶数打码信号周期取绝对值，将相邻奇数打码信号周期和偶数打码信号周期时的运算放大器CA输出的电压信号相减，输出信号的噪声抵消更完全，可以更好的实现消除电源的闪烁噪声，降低电路中的噪声，改善闪烁噪声抑制，增大电容检测电路的信噪比，进一步提升电容检测的灵敏度。

参照图8所示的电容检测电路，可以按照充电阶段、电荷中和阶段、电荷放大阶段、放电阶段、电荷中和阶段、电荷放大阶段的执行顺序循环重复执行电容检测过程。由此可以看出图8所示的电容检测电路在执行电容检测过程中，奇数打码信号周期和偶数打码信号周期是交替出现的，若包括充电阶段的打码信号周期为偶数打码信号周期，则包括放电阶段的打码信号周期奇数打码信号周期；若包括充电阶段的打码信号周期为奇数打码信号周期，则包括放电阶段的打码信号周期为偶数打码信号周期。

不论是充电阶段属于奇数打码信号周期还是偶数打码信号周期，在电容检测电路执行电容检测的过程中，奇数打码信号周期和偶数打码信号周期总是交替出现的。

本发明实施例中，在执行电容检测的过程中，奇数打码信号周期和偶数打码信号周期交替出现，可以是指重复循环奇数打码信号周期和偶数打码信号周期。也可以是，循环重复执行电容检测过程中，在奇数打码信号周期和偶数打码信号周期中间还具有一预设用途的信号周期，或者，在奇数打码信号周期和偶数打码信号周期完成之后还具有一预设用途的信号周期，其中，本发明实施例中，该预设用途的信号周期的形式和时间长度可以不做具体限定。

在一个具体实施例中，以包括充电阶段的打码信号周期为奇数打码信号周期，包括放电阶段的打码信号周期为偶数打码信号周期，消除电容的电容值在奇数打码信号周期为第一电容值Cc1，而在偶数打码信号周期为第二电容值Cc2为例，对本发明实施例提供的图8所示的电容检测电路应用于电容检测的工作过程的具体步骤说明如下：

S1：在进行电容检测的初始时刻，第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3导通，电容检测电路进入充电阶段，使得被检测电容Cx被设置为电压值VDD，上述控制模块的时序控制单元通过寄存器用于产生可变电容阵列的控制信号，将消除电容Cc的电容值切换为第一电容值Cc1，消除电容Cc被放电并且处于0V；同时，反馈电容Cf的电荷清零；

S2：第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3断开，并且第四开关S4导通，电容检测电路进入电荷中和阶段，使得被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板连接，被检测电容Cx跟消除电容Cc的电荷会进行中和，使得被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板的电压大致相同，接近VDD/2；

S3：第五开关S5导通，电容检测电路进入电荷放大阶段，假设运算放大器CA为理想运算放大器，则此时运算放大器CA的第一输入端Vin的电压与运算放大器的第二输入端的电压相同，均为VCM，则在被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板的电压与运算放大器CA的第一输入端Vin的电压VCM产生电压差ΔV1 ，那么在电荷中和后产生的多余电荷Q1，根据电荷能量守恒，多余电荷Q1转移到了反馈电容Cf 上，使得运算放大器CA输出的电压信号的波形发生变化。则根据运算放大器CA输出的电压信号的变化量即可以得到转移的多余电荷Q1，进而确定被检测电容Cx的电容变化量；

S4：第三开关S3、第六开关S6和第七开关S7导通，电容检测电路进入放电阶段，被检测电容Cx被放电并且处于0V，上述控制模块的时序控制单元通过寄存器用于产生可变电容阵列的控制信号，将消除电容Cc的电容值切换为第二电容值Cc2，使得消除电容Cc被设置为电压值VDD；同时，反馈电容Cf的电荷清零；

S5：第三开关S3、第六开关S6和第七开关S7断开，并且第四开关S4导通，电容检测电路进入电荷中和阶段，使得被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板连接，被检测电容Cx跟消除电容Cc的电荷会进行中和，使得被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板的电压大致相同，接近VDD/2；

S6：第五开关S5导通，电容检测电路进入电荷放大阶段，假设运算放大器CA为理想运算放大器，则此时运算放大器CA的第一输入端Vin的电压与运算放大器的第二输入端的电压相同，均为VCM，则在被检测电容Cx与消除电容Cc的第一极板的电压与运算放大器CA的第一输入端Vin的电压VCM产生电压差ΔV2 ，那么在电荷中和后产生的多余电荷Q2，根据电荷能量守恒，多余电荷Q2转移到了反馈电容Cf 上，使得运算放大器CA输出的电压信号的波形发生变化。则根据运算放大器CA输出的电压信号的变化量即可以得到转移的多余电荷Q2，进而确定被检测电容Cx的电容变化量。

本发明实施例中，由于电容检测电路在放电阶段时，被检测电容Cx与消除电容Cc的充电方向与充电阶段的充电方向相反，因此在执行上述步骤S3与上述步骤S6时，运算放大器CA输出的电压信号的变化量方向是相反的。同时，在时钟信号SW2为高电平和低电平时，消除电容Cc的电容值分别设置为第一电容值Cc1和第二电容值Cc2，即第一电容值Cc1应用于奇数打码信号周期，第二电容值Cc2应用于偶数打码信号周期时，运算放大器CA输出的电压信号均达到最小，所以在时钟信号SW2为高电平和低电平时，运算放大器CA的传输函数变化非常小。通过对奇数打码信号周期或偶数打码信号周期取绝对值，将相邻奇数打码信号周期和偶数打码信号周期时的运算放大器CA输出的电压信号相减，使得相减后的运算放大器CA的电位非常接近参考电压VCM与运算放大器CA的失调电压Vov之和，即进行信号处理后的运算放大器CA的输出信号稳定，更好的实现了消除电源的闪烁噪声，降低电路中的噪声，改善闪烁噪声抑制，提高信噪比的目的，进而实现提升电容检测的灵敏度的目标。

在一个实施例中，上述反馈支路可以包括连接于该运算放大器CA的第一输入端Vin与输出端的反馈电阻（图中未示出）。

在一个具体实施例中，上述反馈电阻（图中未示出）还可以并联或串联控制开关（图中未示出），例如，可以是，在电容检测过程中，上述控制模块在电荷放大阶段控制控制开关断开，使得电荷中和后的多余电荷转移到该反馈电阻，而在除电荷放大阶段之外的其他时间控制控制开关导通，将该反馈电阻（图中未示出）短路。具体的实现方式可以参照现有技术中的具体实现方案，在此不再赘述。

本发明实施例中，为了实现确定电容检测电路中被检测电容的电容变化，参照图9所示，本发明的发明人提出的电容检测电路还可以包括与电荷放大器连接的信号处理模块，该信号处理模块，包括滤波模块、信号放大模块、信号缩小模块、数模转换模块和解调模块中的至少一个。电荷放大器的输出端连接到一个或多个信号处理模块，对运算放大器CA输出的电压信号进行信号处理，包括滤波处理、信号放大处理、信号缩小处理、模数转换处理以及对转换后的数字信号进行解调处理。其中，对运算放大器CA输出的电压信号进行信号处理的实现方式可以参照现有技术中的具体实现方案，在此不再赘述。

本发明实施例提供的电容检测电路可以应用于电容接近检测领域，以适应针对高灵敏度的应用场景，例如确定比吸收率（Specific Absorption Rate，SAR）。该电容检测电路可以设置于包括但不限于触摸按键、触摸（显示）面板、触控笔、手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机电脑、电子书、电子手表、人体动作检测装置、智能家居设备、安防设备、智能机器人、车载电子设备或穿戴式智能设备等装置和设备。该电容检测电路中的被检测电容可以作为触控装置或设备中的感测元件，通过检测被检测电容的电容变化，实现确定是否发生导体（例如手指）触摸或接近。由于本发明实施例提供的电容检测电路的灵敏度高，因此，还可以为设置该电容检测电路的装置或设备的使用对象提供更好的用户体验。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种电容检测电路的消除电容的电容值确定方法，包括：

分别确定消除电容的第一电容值和第二电容值，以使得第一电容值能够应用于奇数打码信号周期，第二电容值能够应用于偶数打码信号周期。

在一个实施例中，可以通过下述方式确定消除电容的第一电容值和第二电容值：

在奇数打码信号周期从预设电容值范围内选取使电荷放大器的输出最小时的电容值作为消除电容的第一电容值；

在偶数打码信号周期从预设电容值范围内选取使电荷放大器的输出最小时的电容值作为消除电容的第二电容值。

本发明实施例中，消除电容的电容值确定方法的具体实现过程，可以参照上述实施例中关于电容检测电路的详细描述，在此不再赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种电容检测方法，包括：

在奇数打码信号周期将消除电容设置为第一电容值；

在偶数打码信号周期将消除电容设置为第二电容值。

本发明实施例中，电容检测方法的具体实现过程，可以参照上述实施例中关于电容检测电路的详细描述，在此不再赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种电容检测模块，包括上述实施例中的电容检测电路。

本发明实施例中，该电容检测模块可以用于根据电容检测电路实现电容检测，进而实现确定导体(如手指)靠近或触摸该电容检测模块的信息。该电容检测模块的具体实现过程，可以参照上述实施例中关于电容检测电路的详细描述，在此不再赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种上述实施例中的电容检测电路在电容检测模块中的应用。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种触控装置，包括上述实施例中的电容检测模块。

本发明实施例中，该触控装置可以用于根据电容检测模块中设置的电容检测电路实现电容检测，进而实现确定导体(如手指)靠近或触摸该触控装置的信息。触控装置的具体实现过程，可以参照上述实施例中关于电容检测模块和电容检测电路的详细描述，在此不再赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种上述实施例中的电容检测模块在触控装置中的应用。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种电子设备，包括上述实施例中的触控装置。

本发明实施例中，该电子设备可以用于根据触控装置中设置的电容检测电路实现电容检测，进而实现确定导体(如手指)靠近或触摸该触控装置的信息。电子设备的具体实现过程，可以参照上述实施例中关于触控装置、电容检测模块和电容检测电路的详细描述，在此不再赘述。

本发明实施例中，该电子设备可以为触控笔、手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机电脑、电子书、电子手表、人体动作检测设备、智能家居设备、安防设备、智能机器人、车载电子设备或穿戴式智能设备等通过触摸或接近实现人机交互的设备。为了实现电子设备的基本功能，除了包括以上所示例的模块或组件外，本申请实施例中的电子设备还可以包括其他必须的模块或组件。以电子设备为智能手机为例，其还可以包括通信模块、扬声器、麦克风、电池等。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种上述实施例中的触控装置在电子设备中的应用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种电容检测电路，包括：被检测电容、消除电容、充电模块、控制模块和电荷放大器；其特征在于，所述消除电容可设置第一电容值和第二电容值，以使得所述第一电容值能够应用于奇数打码信号周期，所述第二电容值能够应用于偶数打码信号周期；

所述奇数打码周期和所述偶数打码周期是交替出现的两个打码信号周期；且若所述偶数打码信号周期包含充电阶段、电荷中和阶段和电荷放大阶段，则所述奇数打码周期包含放电阶段、电荷中和阶段和电荷放大阶段，若所述奇数打码信号周期包含充电阶段、电荷中和阶段和电荷放大阶段，则所述偶数打码周期包含放电阶段、电荷中和阶段和电荷放大阶段。

2.如权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于，所述第一电容值应用于奇数打码信号周期，所述第二电容值应用于偶数打码信号周期。

3.如权利要求2所述的电容检测电路，其特征在于，所述第一电容值为：所述被检测电容为基础电容，且在奇数打码信号周期使所述电荷放大器的输出最小时的电容值；

第二电容值为：所述被检测电容为基础电容，且在偶数打码信号周期使所述电荷放大器的输出最小时的电容值。

4.如权利要求2所述的电容检测电路，其特征在于，所述控制模块用于控制所述消除电容在所述奇数打码信号周期切换至第一电容值和在所述偶数打码信号周期切换至第二电容值。

5.如权利要求4所述的电容检测电路，其特征在于，所述控制模块还用于控制所述充电模块与所述被检测电容和所述消除电容连接，在所述充电阶段对被检测电容充电和对消除电容放电，在所述放电阶段对被检测电容放电和对消除电容充电；在电荷中和阶段控制所述被检测电容和所述消除电容连接；以及在电荷放大阶段控制所述消除电容与所述电荷放大器连接。

6.如权利要求5所述的电容检测电路，其特征在于，所述被检测电容的第一极板和所述消除电容的第一极板分别连接所述控制模块，所述被检测电容的第二极板与所述消除电容的第二极板均接地；

所述充电模块包括供电电压端和接地端；

所述控制模块，用于在充电阶段控制所述供电电压端与所述被检测电容的第一极板连接，且控制所述接地端与所述消除电容的第一极板连接；以及在放电阶段控制所述接地端与所述被检测电容的第一极板连接，且控制所述供电电压端与所述消除电容的第一极板连接。

7.如权利要求6所述的电容检测电路，其特征在于，所述控制模块还用于在电荷中和阶段连接所述被检测电容与所述消除电容的第一极板，以及在电荷放大阶段控制所述消除电容的第一极板连接到所述电荷放大器的第一输入端。

8.如权利要求7所述的电容检测电路，其特征在于，所述电荷放大器包括运算放大器和反馈支路，所述运算放大器的第一输入端连接所述控制模块，所述运算放大器的第二输入端连接参考电压端，所述反馈支路的两端分别与所述运算放大器的第一输入端和输出端连接。

9.如权利要求8所述的电容检测电路，其特征在于，所述反馈支路包括反馈电容和/或反馈电阻。

10.如权利要求9所述的电容检测电路，其特征在于，所述控制模块包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关和第七开关；

所述第一开关连接于所述供电电压端与所述被检测电容之间，所述第二开关连接于所述接地端与所述消除电容之间，所述第一开关和所述第二开关在所述充电阶段导通；

所述第三开关与所述反馈电容和/或反馈电阻连接，并在所述充电阶段导通；

所述第四开关连接于所述被检测电容与所述消除电容之间，并在所述电荷中和阶段导通；

所述第五开关连接于所述消除电容与所述运算放大器的第一输入端之间，并在所述电荷放大阶段导通；

所述第六开关连接于所述接地端与所述被检测电容之间，所述第七开关连接于所述供电电压端与所述消除电容之间，所述第六开关和所述第七开关在所述放电阶段导通。

11.如权利要求1-10任一项所述的电容检测电路，其特征在于，所述消除电容为电容阵列。

12.如权利要求11所述的电容检测电路，其特征在于，还包括与所述电荷放大器连接的信号处理模块；

所述信号处理模块，包括滤波模块、信号放大模块、信号缩小模块、数模转换模块和解调模块中的至少一个。

13.一种电容检测电路的消除电容的电容值确定方法，其特征在于，包括：

分别确定所述消除电容的第一电容值和第二电容值，以使得所述第一电容值能够应用于奇数打码信号周期，所述第二电容值能够应用于偶数打码信号周期；

所述奇数打码周期和所述偶数打码周期是交替出现的两个打码信号周期；且若所述偶数打码信号周期包含充电阶段、电荷中和阶段和电荷放大阶段，则所述奇数打码周期包含放电阶段、电荷中和阶段和电荷放大阶段，若所述奇数打码信号周期包含充电阶段、电荷中和阶段和电荷放大阶段，则所述偶数打码周期包含放电阶段、电荷中和阶段和电荷放大阶段。

14.如权利要求13所述的电容检测电路的消除电容的电容值确定方法，其特征在于，包括：

在奇数打码信号周期从预设电容值范围内选取使电荷放大器的输出最小时的电容值作为所述消除电容的第一电容值；

在偶数打码信号周期从所述预设电容值范围内选取使所述电荷放大器的输出最小时的电容值作为所述消除电容的第二电容值。

15.一种电容检测方法，其特征在于，包括：

在奇数打码信号周期将消除电容设置为第一电容值；

在偶数打码信号周期将所述消除电容设置为第二电容值；

所述奇数打码周期和所述偶数打码周期是交替出现的两个打码信号周期；且若所述偶数打码信号周期包含充电阶段、电荷中和阶段和电荷放大阶段，则所述奇数打码周期包含放电阶段、电荷中和阶段和电荷放大阶段，若所述奇数打码信号周期包含充电阶段、电荷中和阶段和电荷放大阶段，则所述偶数打码周期包含放电阶段、电荷中和阶段和电荷放大阶段。

16.一种电容检测模块，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述的电容检测电路。

17.一种触控装置，其特征在于，包括权利要求16所述的电容检测模块。

18.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求17所述的触控装置。

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