CN114355056A - 电容测量电路、电容测量系统、触摸装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

一种电容测量电路、电容测量系统、触摸装置及电子设备，所述电容测量电路包括：第一延迟单元，用于采用待测电容对输入的时钟信号进行第一延迟，产生第一延迟时钟信号；第二延迟单元，用于采用可变电容对所述时钟信号进行第二延迟，产生第二延迟时钟信号；延迟锁相环单元，用于基于所接收的所述第一延迟时钟信号对应的第一延迟时间与所述第二延迟时钟信号对应的第二延迟时间之间的关系，对所述可变电容的电容值进行调整，直至所述第一延迟时间与所述第二延迟时间相当，以在所述第一延迟时间与所述第二延迟时间相当时，基于所述可变电容对应的电容值确定所述待测电容的电容值。上述的方案，可以提高电容测量准确性。

Description

电容测量电路、电容测量系统、触摸装置及电子设备

技术领域

本申请涉及电路领域，尤其涉及一种电容测量电路、电容测量系统、触摸装置及电子设备。

背景技术

触摸传感器可检测上覆于显示屏上的触摸传感器的触敏区域内触摸以及物体(例如，用户的手指或手写笔)的接近的存在和位置。在触敏显示器应用中，触摸传感器可使用户能够直接与显示在屏幕上的内容交互，而不是用鼠标或触摸板来间接地交互。触摸传感器可附接到桌上型计算机、膝上型计算机、平板计算机、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、智能电话、卫星导航装置、便携式媒体播放器、便携式游戏控制台、信息亭计算机、销售点装置或其它合适装置，或提供作为这些装置的一部分。家用或其它器具上的控制面板可包含触摸传感器。

现有的电容式触摸屏/键主要采用自电容检测触摸输入和互电容检测触摸输入两种技术。其中，自电容检测技术是将电容的一端接地，从电容的另一端发送和接收信号来检测电容的变化以识别是否有触摸输入。

但是，现有的电容测量电路存在着测量准确性较低的问题。

发明内容

本申请提供一种电容测量电路、电容测量系统、触摸装置及电子设备，以提高电容测量准确性。

第一方面，本申请提供了一种电容测量电路，用于对待测电容的电容值进行测定，所述电容测量电路包括第一延迟单元、第二延迟单元和延迟锁相环单元；所述第一延迟单元和所述第二延迟单元均与所述延迟锁相环单元耦接；

所述第一延迟单元，用于采用待测电容对输入的时钟信号进行第一延迟，产生第一延迟时钟信号；

所述第二延迟单元，用于采用可变电容对所述时钟信号进行第二延迟，产生第二延迟时钟信号；

所述延迟锁相环单元，用于接收所述第一延迟时钟信号和所述第二延迟时钟信号，并基于所述第一延迟时钟信号对应的第一延迟时间与第二延迟时钟信号对应的第二延迟时间之间的关系，对所述可变电容的电容值进行调整，以调整所述第二延迟时钟信号，进而调整所述第二延迟时间，直至所述第一延迟时间与所述第二延迟时间相当，以在所述第一延迟时间与所述第二延迟时间相当时，基于所述可变电容对应的电容值确定所述待测电容的电容值。

可选地，所述第一延迟单元包括第一反相器、第二反相器和所述待测电容；

所述第一反相器的输入端与所述时钟信号耦接，所述第一反相器的输出端与所述待测电容的第一端耦接；所述待测电容的第二端接地；

所述第二反相器的输入端与所述待测电容的第一端耦接，所述第二反相器的输出端作为第一延迟单元的输出端；

所述第二延迟单元包括第三反相器、第四反相器和所述可变电容；

所述第三反相器的输入端与所述时钟信号耦接，所述第三反相器的输出端与所述可变电容的第一端耦接；所述可变电容的第二端接地；

所述第四反相器的输入端与所述可变电容的第一端耦接，所述第四反相器的输出端作为第二延迟单元的输出端。

可选地，所述延迟锁相环单元用于当确定所述第一延迟时间小于所述第二延迟时间时，减小所述可变电容的电容值；当确定所述第一延迟时间大于所述第二延迟时间时，增大所述可变电容的电容值。

可选地，所述延迟锁相环单元，包括依次耦接的鉴频鉴相器、电荷泵、充放电模块、模数转换器和可变电容控制模块；

所述鉴频鉴相器，用于接收所述第一延迟时钟信号和所述第二延迟时钟信号，并当确定所述第一延迟时间大于所述第二延迟时间时，输出第一控制信号；当确定所述第一延迟时间大于所述第二延迟时间时，输出第二控制信号；

所述电荷泵，用于在接收到所述第一控制信号时，对所述充放电模块进行放电；在接收到所述第二控制信号时，对所述充放电模块进行充电；或者，在接收到所述第一控制信号时，对所述充放电模块进行充电；在接收到所述第二控制信号时，对所述充放电模块进行放电；

模数转换器，用于在所述电荷泵在所述第一控制信号的控制下对所述充放电模块放电结束时，采集所述充放电模块处的第一电压并转换成对应的第一数字反馈信号；在所述电荷泵在所述第二控制信号的控制下对所述充放电模块充电结束时，采集所述充放电模块处的第二电压并转换成对应的第二数字反馈信号；或者，在所述电荷泵在所述第一控制信号的控制下对所述充放电模块充电结束时，采集所述充放电模块处的第三电压并转换成对应的第三数字反馈信号；在所述电荷泵在所述第二控制信号的控制下对所述充放电模块放电结束时，采集所述充放电模块处的第四电压并转换成对应的第四数字反馈信号；

可变电容控制模块，用于在接收到的所述第一数字反馈信号或第三数字反馈信号时，将所述可变电容值增加至第一数字反馈信号或第三数字反馈信号对应的电容值；在接收到的所述第二数字反馈信号或第四数字反馈信号时，将所述可变电容值减少至第二数字反馈信号或第四数字反馈信号对应的电容值。

可选地，所述电荷泵包括放电子模块和充电子模块；

所述放电子模块，用于在接收到所述第一控制信号或第二控制信号时，对所述充放电模块进行放电；

所述充电子模块，用于在接收到所述第一控制信号或第二控制信号时，对所述充放电模块进行充电。

可选地，所述放电子模块包括放电控制开关和第一电流源；

所述放电控制开关的第一端与所述第一电流源的第一端耦接，所述的放电控制开关的第二端与所述充放电模块耦接，所述放电控制开关的控制端与所述鉴频鉴相器的第一输出端耦接；所述第一电流源的第二端接地；

所述充电子模块包括充电控制开关和第二电流源；

所述充电控制开关的第一端与所述第二电流源的第一端耦接，所述的充电控制开关的第二端与所述充放电模块耦接，所述充电控制开关的控制端与所述鉴频鉴相器的第二输出端耦接；所述第二电流源的第二端与预设的电源电压耦接。

可选地，所述充放电模块包括充放电电容；所述充放电电容的第一端与所述电荷泵的输出端耦接，所述充放电电容的第二端接地。

第二方面，本申请实施例提供了一种电容测量系统，应用于电子设备，所述电容测量系统包括：待测电容和如第一方面所述的电容测量电路，所述电容测量电路连接至所述待测电容，用于检测所述待测电容的电容值。

第三方面，本申请实施例提供了一种触摸装置，应用于电子设备，所述装置包括：触摸屏和如第一方面所述的电容测量电路，所述触摸屏包括待测电容，所述电容测量电路连接至所述待测电容，用于检测所述待测电容的电容值。

第四方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括如第三方面所述的触摸装置。

与现有技术相比，本申请实施例的技术方案具有以下优点：

上述的方案，通过第一延迟单元采用待测电容对输入的时钟信号进行第一延迟，产生第一延迟时钟信号，并通过第二延迟单元采用可变电容对所述时钟信号进行第二延迟，产生第二延迟时钟信号，再采用延迟锁相环单元接收所述第一延迟时钟信号和所述第二延迟时钟信号，并基于所述第一延迟时钟信号对应的第一延迟时间与第二延迟时钟信号对应的第二延迟时间之间的关系，对所述可变电容的电容值进行调整，以调整所述第二延迟时钟信号，进而调整所述第二延迟时间，直至所述第一延迟时间与所述第二延迟时间相当，以在所述第一延迟时间与所述第二延迟时间相当时，基于所述可变电容对应的电容值确定所述待测电容的电容值。如此，电路结构简单，并可以显著降低电路噪声，提高电容测量的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例中的一种电容测量电路的结构图；

图2是本申请实施例中一种电容测量电路中的延迟锁相环单元中的鉴频鉴相器、电荷泵和充放电电容之间的连接关系图；

图3是本申请实施例中的一种相关信号的时序图；

图4是本申请实施例提供的一种电容测量系统的示意图；

图5是本申请实施例提供的一种触摸装置的示意图；

图6是本申请实施例提供的一种电子设备的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

由背景技术可知，现有的电容测量电路存在着结构复杂且电路噪声较高的问题，降低了电容测量的准确性。

为解决上述问题，本申请实施例中提供了一种电容测量电路，包括第一延迟单元、第二延迟单元和延迟锁相环单元；第一延迟单元和第二延迟单元均与所述延迟锁相环单元耦接；所述第一延迟单元，用于采用待测电容对输入的时钟信号进行第一延迟，产生第一延迟时钟信号；所述第二延迟单元，用于采用可变电容对所述时钟信号进行第二延迟，产生第二延迟时钟信号；所述延迟锁相环单元，用于接收所述第一延迟时钟信号和所述第二延迟时钟信号，并基于所述第一延迟时钟信号对应的第一延迟时间与第二延迟时钟信号对应的第二延迟时间之间的关系，对所述可变电容的电容值进行调整，以调整所述第二延迟单元输出的第二延迟时钟信号，直至所述第一延迟时钟信号与第二延迟时钟信号的延迟时间相当，以在所述第一延迟时钟信号与第二延迟时钟信号的延迟时间相当时，基于所述可变电容对应的电容值确定所述待测电容的电容值。

本申请实施例中提供的电容测量电路，具有电路结构简单的优点，且可以显著降低电路噪声，提高电容测量的准确性。

下面将结合附图对本申请实施例中的电容测量电路做进一步详细的介绍。

图1示出了本申请实施例中的一种电容测量电路的框架结构示意图。参见图1，本申请实施例中的一种电容测量电路包括第一延迟单元110、第二延迟单元120和延迟锁相环单元130。其中，第一延迟单元110和第二延迟单元120均与所述延迟锁相环单元130耦接。

所述第一延迟单元110具有输入端和输出端。其中，所述第一延迟单元110的输入端与预设的时钟信号CLK耦接，所述第一延迟单元110的输出端与所述延迟锁相环单元130的第一输入端耦接。所述第一延迟单元110可以采用待测电容Cx对输入的时钟信号CLK进行第一延迟，产生第一延迟时钟信号D1；所述第一延迟时钟信号D1对应的延迟时间为第一延迟时间，记为Δt1。

本实施例中，所述第一延迟单元110包括第一反相器CV1、第二反相器CV2和待测电容Cx。其中，第一反相器CV1的输入端作为所述第一延迟单元110的输入端且与所述时钟信号CLK耦接，第一反相器CV1的输出端与待测电容Cx的第一端及第二反相器CV2的输入端耦接；待测电容Cx的第二端接地；所述第二反相器CV2的输出端作为所述第一延迟单元110的输出端且与所述延迟锁相环单元130的第一输入端耦接。

所述第二延迟单元120具有输入端和输出端。其中，所述第二延迟单元120的输入端与所述时钟信号CLK耦接，所述第二延迟单元120的输出端与所述延迟锁相环单元130的第二输入端耦接。所述第二延迟单元120可以采用可变电容Cc对输入的时钟信号CLK进行第二延迟，产生第二延迟时钟信号D2；所述第二延迟时钟信号D2对应的延迟时间为第二延迟时间，记为Δt2。

本实施例中，所述第二延迟单元120包括第三反相器CV3、第四反相器CV4和可变电容Cc。其中，第三反相器CV3的输入端作为所述第二延迟单元120的输入端且与所述时钟信号CLK耦接，第三反相器CV3的输出端与可变电容Cc的第一端及第四反相器CV4的输入端耦接；可变电容Cc的第二端接地；所述第四反相器CV4的输出端作为所述第二延迟单元120的输出端且与所述延迟锁相环单元130的第二输入端耦接。

所述延迟锁相环单元130具有第一输入端、第二输入端和输出端。其中，所述延迟锁相环单元130的第一输入端与所述第一延迟单元110的输出端耦接，所述延迟锁相环单元130的第二输入端与所述第二延迟单元120的输出端耦接，所述延迟锁相环单元130的输出端与所述第二延迟单元120的可变电容Cc耦接。所述延迟锁相环单元130可以接收所述第一延迟时钟信号和所述第二延迟时钟信号，并基于所述第一延迟时钟信号D1对应的第一延迟时间Δt1与第二延迟时钟信号D2对应的第二延迟时间Δt2之间的关系，对所述可变电容Cc的电容值进行调整，以调整所述第二延迟时钟信号D2，进而调整所述第二延迟时间Δt2，直至所述第一延迟时钟信号D1对应的第一延迟时间Δt1与第二延迟时钟信号D2的对应的第二延迟时间Δt2相当，以在所述第一延迟时钟信号D1对应的第一延迟时间Δt1与第二延迟时钟信号D2的对应的第二延迟时间Δt2相当时，基于所述可变电容对应的电容值确定所述待测电容的电容值。

具体地，所述延迟锁相环单元130可以在确定所述第一延迟时钟信号D1对应的第一延迟时间Δt1小于所述第二延迟时钟信号D2的对应的第二延迟时间Δt2时，减小所述可变电容Cc的电容值；当确定所述第一延迟时钟信号D1对应的第一延迟时间Δt1大于所述第二延迟时钟信号D2的对应的第二延迟时间Δt2时，增大所述可变电容Cc的电容值。

本实施例中，所述延迟锁相环单元130包括依次耦接的鉴频鉴相器PFD、电荷泵CP、充放电模块131、模数转换器ADC和可变电容控制模块132。其中：

所述鉴频鉴相器PFD具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端。所述鉴频鉴相器PFD的第一输入端与第一延迟单元110的输出端耦接，所述鉴频鉴相器PFD的第二输入端与第二延迟单元120的输出端耦接，所述鉴频鉴相器PFD的第一输出端与所述电荷泵CP的第一输入端耦接，所述鉴频鉴相器PFD的第二输出端与所述电荷泵CP的第二输入端耦接。

本实施例中，所述鉴频鉴相器PFD可以接收第一延迟单元110输出的所述第一延迟时钟信号D1和第二延迟单元120输出的所述第二延迟时钟信号D2，并当确定所述第一延迟时钟信号D1对应的第一延迟时间Δt1大于第二延迟时钟信号对应的第二延迟时间Δt2时，输出对应的第一控制信号；当确定所述第一延迟时钟信号D1对应的第一延迟时间Δt1小于第二延迟时钟信号对应的第二延迟时间Δt2时，通过第二输出端输出第二控制信号。

所述电荷泵CP具有第一输入端、第二输入端和输出端。所述电荷泵CP的第一输入端与所述鉴频鉴相器PFD的第一输出端耦接，所述电荷泵CP的第二输入端与所述鉴频鉴相器PFD的第二输出端耦接，所述电荷泵CP的输出端与所述充放电模块耦接131耦接。本实施例中，所述电荷泵可以在接收到所述鉴频鉴相器PFD输出的第一控制信号时，对所述充放电模块131进行放电；在接收到所述鉴频鉴相器PFD输出的第二控制信号时，对所述充放电模块131进行充电。

在其他实施例中，所述电荷泵还能够在接收到所述鉴频鉴相器PFD输出的第一控制信号时，对所述充放电模块131进行充电；在接收到所述鉴频鉴相器PFD输出的第二控制信号时，对所述充放电模块131进行放电。

参见图2，本实施例中，所述电荷泵CP放电子模块(未标示)和充电子模块(未标示)。

其中：

所述放电子模块具有输入端和输出端。所述放电子模块的输入端作为所述电荷泵CP的第一输入端且与所述鉴频鉴相器PFD的第一输出端耦接，所述放电子模块的输出端与所述电荷泵CP的输出端和所述充放电模块131耦接。

本实施例中，所述放电子模块可以在接收到所述鉴频鉴相器PFD的第一输出端输出的所述第一控制信号时，对所述充放电模块131进行放电，以使得充放电模块131处的电压下降。在其他实施例中，所述充电子模块还能够在接收到所述鉴频鉴相器PFD的第二输出端输出的所述第二控制信号时，对所述充放电模块131进行放电，以使得充放电模块131处的电压下降。

本实施例中，所述放电子模块包括放电控制开关S1和第一电流源I1。其中，所述放电控制开关S1的第一端与所述第一电流源I1的第一端耦接，所述的放电控制开关S1的第二端与所述充放电模块131耦接，所述放电控制开关S1的控制端与所述鉴频鉴相器PFD的第一输出端耦接；所述第一电流源I1的第二端接地。

所述充电子模块具有输入端和输出端。所述充电子模块的输入端作为所述电荷泵CP的第二输入端且与所述鉴频鉴相器PFD的第二输出端耦接，所述充电子模块的输出端与所述电荷泵CP的输出端和所述充放电模块131耦接。

本实施例中，所述充电子模块可以在接收到所述鉴频鉴相器PFD第二输出端输出的第二控制信号时，对所述充放电模块131进行充电，以使得所述充放电模块131处的电压上升。在其他实施例中，所述充电子模块还可以在接收到所述鉴频鉴相器PFD第一输出端输出的第一控制信号时，对所述充放电模块131进行充电，以使得所述充放电模块131处的电压上升。

本实施例中，充电子模块包括充电控制开关S2和第二电流源I2。其中，所述充电控制开关S2的第一端与所述第二电流源I2的第一端耦接，所述的充电控制开关S2的第二端与所述充放电模块131耦接，所述充电控制开关S2的控制端与所述鉴频鉴相器PFD的第二输出端耦接；所述第二电流源I2的第二端与预设的电源电压VDD耦接。

本实施例中，所述充放电模块131包括充放电电容CI。所述充放电电容CI的第一端与所述电荷泵CP的输出端和所述模数转换器ADC的输入端耦接，所述充放电电容CI的第二端接地。

所述模数转换器ADC具有输入端和输出端。所述模数转换器ADC的输入端与所述充放电模块131耦接，所述模数转换器ADC的输出端与所述可变电容控制模块132耦接。

本实施例中，所述模数转换器ADC可以在电荷泵CP在所述第一控制信号的控制下对所述充放电模块131放电结束时，采集所述充放电模块131处的第一电压并转换成对应的第一数字反馈信号；在电荷泵CP在所述第二控制信号的控制下对所述充放电模块充电结束时，采集所述充放电模块处的第二电压并转换成对应的第二数字反馈信号。

在其他实施例中，所述模数转换器ADC还能够在所述电荷泵在所述第一控制信号的控制下对所述充放电模块充电结束时，采集所述充放电模块处的第三电压并转换成对应的第三数字反馈信号；在所述电荷泵在所述第二控制信号的控制下对所述充放电模块放电结束时，采集所述充放电模块处的第四电压并转换成对应的第四数字反馈信号。

所述可变电容控制模块132具有输入端和输出端。所述可变电容控制模块132的输入端与所述模数转换器ADC的输出端耦接，所述可变电容控制模块132的输出端与所述可变电容Cc耦接。

本实施例中，所述可变电容控制模块132可以在接收到所述第一数字反馈信号时，将所述可变电容值增加至第一数字反馈信号对应的电容值；在接收到所述第二数字反馈信号时，将所述可变电容值减少至第二数字反馈信号对应的电容值。

在其他实施例中，所述可变电容控制模块132还能够在接收到所述第三数字反馈信号时，将所述可变电容值增加至第三数字反馈信号对应的电容值；在接收到所述第四数字反馈信号时，将所述可变电容值减少至第四数字反馈信号对应的电容值。

本申请实施例中的电容测量电路，电路结构简单，没有噪声积分，与现有的较复杂的电容测量电路相比，可以显著降低电路噪声，提高电容测量的准确性。

同时，本申请实施例中的电容测量电路实现了西格玛-三角环(Sigma deltaloop)的功能，其由鉴频鉴相器构成的减法器、电荷泵构成的积分器、模数转换器ADC和可变电容控制模块构成的模数转换器DAC构成，其通过对ADC的噪声做整形滤波后，能很好地抑制其噪声。同时，对鉴频鉴相器构成的减法器、电荷泵构成的积分器和输入信号的噪声均通过低通滤波实现抑制，可以进一步降低本申请实施例中的电容测量电路的噪声，提高电容测量的准确性。

图3示出了本申请实施例中的一种电容测量电路的相关信号的时序图。参见图3，在对待测电容进行测量时：

首先，第一延迟单元输出的第一延迟信号D1输出至延迟锁相环单元的第一输入端，第二延迟单元输出的第二延迟信号D2输出至延迟锁相环单元的第二输入端。

接着，延迟锁相环单元对所接收的第一延迟信号D1和第二延迟信号D2进行比较，以判断第一延迟信号对应的第一延迟时间Δt1与第二延迟信号对应的第二延迟时间Δt2之间的关系。其中，在确定第一延迟信号对应的第一延迟时间Δt1小于第二延迟时间Δt2时，表明待测电容Cx的电容值小于可变电容Cc的当前电容值，故此时需要减小可变电容Cc的电容值，以使得可变电容Cc的电容值更加接近于待测电容Cx的电容值；反之，当确定第一延迟信号对应的第一延迟时间Δt1大于第二延迟时间Δt2时，表明待测电容Cx的电容值大于可变电容Cc的当前电容值，此时需要增大可变电容Cc的电容值。

当需要增加可变电容Cc的电容值时，所述延迟锁相环单元中的鉴频鉴相器PFD输出对应的第一控制信号，具体地，所述鉴频鉴相器PFD的第一输出端QA输出对应的高电平信号，所述鉴频鉴相器PFD的第二输出端QB输出对应的低电平信号。当所述鉴频鉴相器PFD的第一输出端QA输出对应的高电平信号，所述鉴频鉴相器PFD的第二输出端QB输出对应的低电平信号时，电荷泵中的放电子模块开启且充电子模块关闭。当放电子模块开启时，放电控制开关S1打开，第一电流源I1对充放电电容C进行放电，使得充放电电容C第一端的电压不断下降，直至所述鉴频鉴相器PFD的第一输出端QA输出的输出信号从高电平信号转换至低电平，放电子模块关闭，对充放电电容C的放电操作结束。之后，模数转换器ADC采集所述充放电电容C第一端的电压，并将所采集到的电压信号转换为对应的第一数字反馈信号输出至可变电容控制模块。所述可变电容控制模块在接收到所述第一数字反馈信号时，基于所述第一数字反馈信号与可变电容的电容值之间预设的对应关系，确定所述第一数字反馈信号对应的可变电容的电容值，并控制所述可变电容的电容值增加至第一数字反馈信号对应的电容值。

当需要减小可变电容Cc的电容值时，所述鉴频鉴相器PFD输出对应的第二控制信号，具体地，所述鉴频鉴相器PFD的第一输出端QA输出对应的低电平信号，所述鉴频鉴相器PFD的第二输出端QB输出对应的高电平信号。当所述鉴频鉴相器PFD的第一输出端QA输出对应的低电平信号，且所述鉴频鉴相器PFD的第二输出端QB输出对应的高电平信号时，电荷泵中的充电子模块开启且放电子模块关闭。当充电子模块开启时，充电控制开关S2导通，第二电流源I2对充放电电容C进行充电，使得充放电电容C第一端的电压不断上升，直至所述鉴频鉴相器PFD的第二输出端QB输出的输出信号从高电平信号转换至低电平，充电子模块关闭，对充放电电容C的充电操作结束。之后，模数转换器ADC采集所述充放电电容C第一端的电压，并将所采集到的电压信号转换为对应的第二数字反馈信号输出至可变电容控制模块。所述可变电容控制模块在接收到所述第二数字反馈信号时，基于所述第二数字反馈信号与可变电容的电容值之间预设的对应关系，确定所述第二数字反馈信号对应的可变电容的电容值，并控制所述可变电容的电容值减小至第二数字反馈信号对应的电容值。

重复上述的操作，直至第一延迟单元输出的第一延迟时钟信号对应的第一延迟时间与第二延迟单元输出的第二延迟时钟信号对应的第二延迟时间相当，即整个电容测量电路所构成的环路达到稳定状态。

所谓整个电容测量电路所构成的环路达到稳定状态是指，当在某个时刻，延迟锁相环单元在确定第一延迟单元输出的第一延迟时钟信号对应的第一延迟时间大于第二延迟单元输出的第二延迟时钟信号对应的第二延迟时间时，将可变电容Cc的电容值增大至对应的电容值，而当将可变电容Cc的电容值增大至对应的电容值时，却发现第二延迟时间反而大于第一延迟时间，需要减小Cc电容。如此反复，表明电容测量电路所构成的环路已经收敛，也即电容测量电路所构成的环路达到稳定状态。

此时，可以根据电容测量电路所构成的环路达到稳定状态时所述可变电容Cc的电容值，确定所述待测电容Cx的电容值。例如，可以将电容测量电路所构成的环路达到稳定状态时的可变电容Cc的两个电容值中其中之一，作为所述待测电容Cx的电容值，或者也可以所述电容测量电路所构成的环路达到稳定状态时的可变电容Cc的两个电容值的均值，作为所述待测电容Cx的电容值等，本领域的技术人员可以根据本申请实施例中的电容测量电路的调节精度进行确定，在此不做限定。

请参阅图4，图4是本申请实施例提供的一种电容测量系统的示意图，所述电容测量系统应用于电子设备，如图4所示，电容测量系统400包括：待测电容401和电容测量电路402，所述电容测量电路402连接至所述待测电容401，所述电容测量电路402用于检测所述待测电容401的电容值。

请参阅图5，图5是本申请实施例提供的一种触摸装置的示意图，所述触摸装置应用于电子设备，如图5所示，触摸装置500包括：触摸屏501和电容测量电路502。触摸屏501包括待测电容503。电容测量电路502连接至待测电容503，以检测待测电容503的电容值。所述电容测量电路502可以是图4中的电容测量电路402，所述待测电容503可以是图4中的待测电容401。

可选地，在一些实施例中，所述电容测量系统为触摸装置，所述待测电容器的电容值用于确定所述触摸装置是否被触摸。

可选地，所述触摸装置可以为电容式触摸装置。例如，互电容式触摸装置或自电容式触摸装置。

在基于互电容的触摸系统中，触摸屏可包括(例如)驱动区及感测区，诸如驱动线(或称驱动电极)及感测线(或称检测电极)。作为一个示例，驱动线可形成多行，而感测线可形成多列(例如，正交)。触摸像素可设置于行与列的交叉点处。在操作期间，可用交流信号(AC)波形来激励所述行，且互电容可形成于该触摸像素的行与列之间。在一物件接近该触摸像素时，耦合于该触摸像素的行与列之间的一些电荷可改为耦合至该物件上。耦合于该触摸像素上的电荷的此减少可导致行与列之间的互电容的净减少及耦合于该触摸像素上的AC波形的减少。电荷耦合AC波形的此减少可由触摸系统检测并测量以判定是否有触摸，以及该物件在该触摸屏上的触摸位置。对于互容式触摸屏，所述待测电容器是所述互容式触摸屏上的检测电极和驱动电极形成的。

相对地，在基于自电容的触摸系统中，每一触摸像素可由形成对地的自电容的个别电极形成。在一物件接近该触摸像素时，另一对地电容(capacitance to ground)可形成于该物件与该触摸像素之间。该另一对地电容可导致该触摸像素所经受的自电容的净增加。此自电容增加可由触摸系统检测并测量以判定是否有触摸，以及该物件在触摸该触摸屏时的位置。对于自容式触摸屏，所述待测电容器是所述触摸屏上的检测电极和地形成的，或者所述待测电容是所述触摸屏上的检测电极和外部对象形成的。所述外部对象例如但不局限于为用户的手指等导电物体。

本申请的触摸装置的触摸面板可以为显示面板上方外挂的触摸屏，也可集成在显示面板内(Incell)等，这些技术方案都应落在本申请的保护范围。

另外，所述电容测量系统也可为指纹感测装置。相应地，所述电容测量电路为指纹感测装置中的电容测量电路。所述待测电容为指纹感测装置中的待测电容。

其中，所述的电容测量电路请参见前述部分的详细介绍，在此不再赘述。

本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括前述的触摸装置。请参阅图6，图6是本申请实施例提供的一种电子设备的示意图，如图6所示，电子设备600包括触摸装置601。所述触摸装置601可以是图5中的触摸装置500。

本申请实施例中，该电子设备可以用于根据电容测量电路实现电容测量，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电容测量系统、触摸装置和电容测量电路的详细描述，在此不再赘述。

作为示例而非限定，本申请实施例中的电子设备可以为终端设备、手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机电脑、游戏设备、车载电子设备或穿戴式智能设备等便携式或移动计算设备，以及电子数据库、汽车、银行自动柜员机(Automated Teller Machine，ATM)等其他电子设备。该穿戴式智能设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或部分的功能，例如：智能手表或智能眼镜等，以及只专注于某一类应用功能，需要和其它设备如智能手机配合使用，如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等设备。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。

虽然本申请披露如上，但本申请并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种电容测量电路，用于对待测电容的电容值进行测定，其特征在于，所述电容测量电路包括：第一延迟单元、第二延迟单元和延迟锁相环单元；所述第一延迟单元和所述第二延迟单元均与所述延迟锁相环单元耦接；

所述第一延迟单元，用于采用待测电容对输入的时钟信号进行第一延迟，产生第一延迟时钟信号；

所述第二延迟单元，用于采用可变电容对所述时钟信号进行第二延迟，产生第二延迟时钟信号；

所述延迟锁相环单元，用于接收所述第一延迟时钟信号和所述第二延迟时钟信号，并基于所述第一延迟时钟信号对应的第一延迟时间与所述第二延迟时钟信号对应的第二延迟时间之间的关系，对所述可变电容的电容值进行调整，以调整所述第二延迟时钟信号，进而调整所述第二延迟时间，直至所述第一延迟时间与所述第二延迟时间相当，以在所述第一延迟时间与所述第二延迟时间相当时，基于所述可变电容对应的电容值确定所述待测电容的电容值。

2.根据权利要求1所述的电容测量电路，其特征在于，所述第一延迟单元包括第一反相器、第二反相器和所述待测电容；

所述第一反相器的输入端与所述时钟信号耦接，所述第一反相器的输出端与所述待测电容的第一端耦接；所述待测电容的第二端接地；

所述第二反相器的输入端与所述待测电容的第一端耦接，所述第二反相器的输出端作为第一延迟单元的输出端；

所述第二延迟单元包括第三反相器、第四反相器和所述可变电容；

所述第三反相器的输入端与所述时钟信号耦接，所述第三反相器的输出端与所述可变电容的第一端耦接；所述可变电容的第二端接地；

所述第四反相器的输入端与所述可变电容的第一端耦接，所述第四反相器的输出端作为第二延迟单元的输出端。

3.根据权利要求1所述的电容测量电路，其特征在于，所述延迟锁相环单元用于当确定所述第一延迟时间小于所述第二延迟时间时，减小所述可变电容的电容值；当确定所述第一延迟时间大于所述第二延迟时间时，增大所述可变电容的电容值。

4.根据权利要求1所述的电容测量电路，其特征在于，所述延迟锁相环单元，包括依次耦接的鉴频鉴相器、电荷泵、充放电模块、模数转换器和可变电容控制模块；

所述鉴频鉴相器，用于接收所述第一延迟时钟信号和所述第二延迟时钟信号，并当确定所述第一延迟时间大于所述第二延迟时间时，输出第一控制信号；当确定所述第一延迟时间大于所述第二延迟时间时，输出第二控制信号；

所述电荷泵，用于在接收到所述第一控制信号时，对所述充放电模块进行放电；在接收到所述第二控制信号时，对所述充放电模块进行充电；或者，在接收到所述第一控制信号时，对所述充放电模块进行充电；在接收到所述第二控制信号时，对所述充放电模块进行放电；

模数转换器，用于在所述电荷泵在所述第一控制信号的控制下对所述充放电模块放电结束时，采集所述充放电模块处的第一电压并转换成对应的第一数字反馈信号；在所述电荷泵在所述第二控制信号的控制下对所述充放电模块充电结束时，采集所述充放电模块处的第二电压并转换成对应的第二数字反馈信号；或者，在所述电荷泵在所述第一控制信号的控制下对所述充放电模块充电结束时，采集所述充放电模块处的第三电压并转换成对应的第三数字反馈信号；在所述电荷泵在所述第二控制信号的控制下对所述充放电模块放电结束时，采集所述充放电模块处的第四电压并转换成对应的第四数字反馈信号；

可变电容控制模块，用于在接收到的所述第一数字反馈信号或第三数字反馈信号时，将所述可变电容值增加至第一数字反馈信号或第三数字反馈信号对应的电容值；在接收到的所述第二数字反馈信号或第四数字反馈信号时，将所述可变电容值减少至第二数字反馈信号或第四数字反馈信号对应的电容值。

5.根据权利要求4所述的电容测量电路，其特征在于，所述电荷泵包括放电子模块和充电子模块；

所述放电子模块，用于在接收到所述第一控制信号或第二控制信号时，对所述充放电模块进行放电；

所述充电子模块，用于在接收到所述第一控制信号或第二控制信号时，对所述充放电模块进行充电。

6.根据权利要求5所述的电容测量电路，其特征在于，所述放电子模块包括放电控制开关和第一电流源；

所述放电控制开关的第一端与所述第一电流源的第一端耦接，所述的放电控制开关的第二端与所述充放电模块耦接，所述放电控制开关的控制端与所述鉴频鉴相器的第一输出端耦接；所述第一电流源的第二端接地；

所述充电子模块包括充电控制开关和第二电流源；

所述充电控制开关的第一端与所述第二电流源的第一端耦接，所述的充电控制开关的第二端与所述充放电模块耦接，所述充电控制开关的控制端与所述鉴频鉴相器的第二输出端耦接；所述第二电流源的第二端与预设的电源电压耦接。

7.根据权利要求4所述的电容测量电路，其特征在于，所述充放电模块包括充放电电容；所述充放电电容的第一端与所述电荷泵的输出端耦接，所述充放电电容的第二端接地。

8.一种电容测量系统，其特征在于，应用于电子设备，所述电容测量系统包括：

待测电容；

如权利要求1-7任一项所述的电容测量电路，所述电容测量电路连接至所述待测电容，用于检测所述待测电容的电容值。

9.一种触摸装置，其特征在于，应用于电子设备，所述触摸装置包括：

触摸屏，包括待测电容；

如权利要求1-7任一项所述的电容测量电路，所述电容测量电路连接至所述待测电容，用于检测所述待测电容的电容值。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的触摸装置。

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