CN114911372A - 感应电容补偿电路及补偿方法 - Google Patents

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CN114911372A CN202210533379.7A CN202210533379A CN114911372A CN 114911372 A CN114911372 A CN 114911372A CN 202210533379 A CN202210533379 A CN 202210533379A CN 114911372 A CN114911372 A CN 114911372A
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Abstract

本发明公开了一种感应电容补偿电路及补偿方法，补偿电路包括：第一开关、补偿单元和补偿控制单元。在第一开关闭合时，通过基准电压给感应电容提供电荷；补充单元与补偿电容的两端连接，补偿控制单元包括钳位电路、第三开关和第四开关，第三开关和第四开关用于将补偿电容与感应电容连通，在每次连通中补偿电容与感应电容的电荷稳定后，钳位电路控制补偿电容两端的电压相等。根据本发明的感应电容补偿电路，通过补偿电容对感应电容进行补偿，在补偿电容和补偿电容连通且补偿电容与感应电容的电荷稳定后，通过钳位电路控制补偿电容两端的电压相等，以确保补偿电容对感应电容的每次补偿的电荷均相同，从而使得感应电容的大小在补偿下呈线性变化。

Description

感应电容补偿电路及补偿方法
技术领域
本发明是关于集成电路领域，特别是关于一种感应电容补偿电路及补偿方法。
背景技术
在无触摸时的电容感应识别系统中存在有一寄生电容，发生触摸后，由于寄生电容的存在，感应电容会偏离实际值而发生变化。为了减小寄生电容对感应电容的影响，需要一补偿电容进行补偿，为了节省面积，其取值远小于寄生电容，因此需要通过多次补偿才能将寄生电容补偿到可接受的范围。但是每次补偿后，感应电容上的电压会发生变化，这会影响补偿电容每次补偿的电荷量，继而影响感应电容的变化量，从而产生非线性。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种感应电容补偿电路及补偿方法，其能够对感应电容每次补偿的电荷量都相同。
为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种感应电容补偿电路，包括：第一开关、补偿单元和补偿控制单元。
第一开关连接于基准电压和感应电容之间，在所述第一开关处于闭合状态时，通过基准电压给所述感应电容提供电荷；
补偿单元连接于第一开关和感应电容之间，所述补充单元包括补偿电容；
补偿控制单元与所述补偿电容的两端连接，所述补偿控制单元包括钳位电路、第三开关和第四开关，所述第三开关和第四开关用于将所述补偿电容与所述感应电容连通，在每次连通中所述补偿电容与所述感应电容的电荷稳定后，所述钳位电路控制所述补偿电容两端的电压相等。
在本发明的一个或多个实施例中，所述钳位电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器具有第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第三开关的第一端与第一运算放大器的第一输入端和感应电容的第一端连接，所述第三开关的第二端与所述补偿电容的第一端连接，所述第四开关的第一端与第一运算放大器的第二输入端和第一输出端连接，所述第四开关的第二端与所述补偿电容的第二端连接。
在本发明的一个或多个实施例中，所述补偿单元还包括第五开关和第六开关，所述第五开关的第一端与基准电压连接，所述第五开关的第二端与补偿电容的第二端连接，所述第六开关的第一端与参考电压连接，所述第六开关的第二端与补偿电容的第一端连接。
在本发明的一个或多个实施例中，在所述感应电容补偿电路的一个工作周期中，利用第一脉冲信号控制所述第一开关，所述第一脉冲信号从第一电平翻转到第二电平，所述第一开关从断开状态转换到闭合状态，所述第一脉冲信号从第二电平翻转到第一电平，所述第一开关从闭合状态转换到断开状态；
在所述第一开关从闭合状态转换到断开状态后，利用第二脉冲信号控制所述第五开关和第六开关，所述第五开关和第六开关在第二脉冲信号的控制下同步动作，所述第二脉冲信号在第一电平和第二电平之间进行多次翻转，所述第二脉冲信号从第一电平翻转到第二电平时，所述第五开关和第六开关从断开状态转换到闭合状态，所述第二脉冲信号从第二电平翻转到第一电平时，所述第五开关和第六开关从闭合状态转换到断开状态；
利用第三脉冲信号控制所述第三开关和第四开关，所述第三开关和第四开关在第三脉冲信号的控制下同步动作，所述第二脉冲信号在第一电平和第二电平之间进行多次翻转的同时，所述第三脉冲信号在第二电平和第一电平之间进行多次翻转，所述第三脉冲信号从第一电平翻转到第二电平时，所述第三开关和第四开关从断开状态转换到闭合状态，所述第三脉冲信号从第二电平翻转到第一电平时，所述第三开关和第四开关从闭合状态转换到断开状态，以使第三开关和第四开关处于闭合状态时，第五开关和第六开关处于断开状态。
在本发明的一个或多个实施例中，所述感应电容补偿电路的一个工作周期中包括感应电容充电时段、感应电容补偿时段，在所述感应电容充电时段，控制第一开关处于闭合状态；
在所述感应电容补偿时段，保持第一开关处于断开状态，所述补偿单元在所述感应电容补偿时段完成向所述感应电容的多次补偿，在一次补偿过程中，控制第五开关和第六开关闭合以对补偿电容充电，控制第三开关和第四开关闭合且使第五开关和第六开关保持断开状态以实现对感应电容的电荷补偿。
在本发明的一个或多个实施例中，所述补偿电容给感应电容每次补偿的电荷为：
QCc＝(VREF-VCM)*Cc
补偿电容每次补偿后，感应电容上的电压变化为：
Figure BDA0003642202260000031
补偿电容的N次补偿后，感应电容上的电压为：
VCs＝VREF-N*ΔVCs＝VREF-N*(VREF-VCM)*Cc/Cs
其中，Cc为补偿电容的大小，VREF为基准电压，VCM为参考电压，Cs为感应电容的大小。
在本发明的一个或多个实施例中，所述感应电容补偿电路还包括第二开关和测量单元，所述第二开关的第一端连接第一开关和感应电容的公共端，所述第二开关的第二端与测量单元连接，所述感应电容补偿电路的一个工作周期还包括感应电容测量时段，在所述感应电容测量时段，控制第二开关闭合，以将补偿后的感应电容的电荷转移至所述测量单元，电荷转移完毕后控制第二开关断开，以使所述测量单元测量感应电容的大小。
在本发明的一个或多个实施例中，所述感应电容补偿电路还包括第二开关和测量单元，所述第二开关的第一端连接第一开关和感应电容的公共端，所述第二开关的第二端与测量单元连接，利用第四脉冲信号控制所述第二开关，在所述第二脉冲信号和第三脉冲信号停止翻转后，所述第四脉冲信号从第一电平翻转到第二电平，所述第二开关从断开状态转换到闭合状态，所述第四脉冲信号从第二电平翻转到第一电平，所述第二开关从闭合状态转换到断开状态，在所述第二开关处于断开状态时，通过所述检测单元用于测量所述感应电容的大小。
在本发明的一个或多个实施例中，所述测量单元包括第二运算放大器、反馈电容、复位开关、第八开关和恒流源；
所述第二运算放大器具有第三输入端、第四输入端和第二输出端，所述反馈电容连接于第二运算放大器的第三输入端和第二输出端之间，所述复位开关连接于所述第二运算放大器的第三输入端和第二输出端之间，所述第二开关的第二端与所述第二运算放大器的第三输入端连接，所述第二开关的第一端与第一开关和感应电容的公共端连接，所述第二运算放大器的第四输入端连接参考电压，所述第八开关的第一端与所述第二运算放大器的第三输入端连接，所述第八开关的第二端与恒流源的第一端连接，所述恒流源的第二端接地，在所述第八开关处于闭合状态时，通过所述恒流源对反馈电容进行放电。
在本发明的一个或多个实施例中，在所述第二开关断开后，控制所述第八开关的通断以实现所述恒流源对所述反馈电容的放电。
在本发明的一个或多个实施例中，所述测量单元还包括计数单元，所述计数单元用于对所述恒流源的放电次数进行计数，所述计数单元包括比较器和D触发器，所述比较器具有第五输入端、第六输入端和第三输出端，所述比较器的第五输入端连接第二运算放大器的第二输出端，所述比较器的第六输入端连接参考电压，所述比较器的输出端连接D触发器的D输入端。
本发明还公开了一种感应电容补偿方法，包括如下步骤：
S1、将基准电压与感应电容连通，以利用所述基准电压给所述感应电容提供电荷；
S2、将基准电压与感应电容的连通断开，控制所述补偿电容向所述感应电容多次补偿电荷，并控制在所述补偿电容每次完成补偿后两端的电压相等，以确保所述补偿电容每次补偿的电荷相同。
在本发明的一个或多个实施例中，还包括：测量补偿后的感应电容的大小。
与现有技术相比，根据本发明实施例的感应电容补偿电路及补偿方法，通过补偿电容对感应电容进行补偿，并在补偿电容和补偿电容连通后且补偿电容与感应电容的电荷稳定后，通过钳位电路控制补偿电容两端的电压相等，以确保补偿电容对感应电容的每次补偿的电荷均相同，从而使得感应电容的大小在补偿下呈线性变化。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的感应电容补偿电路的电路原理图。
图2是根据本发明一实施例的感应电容补偿电路中各开关的工作时序图。
图3是根据本发明一实施例的感应电容补偿方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施例进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施例的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
实施例1
如图1所示，一种感应电容补偿电路，包括：第一开关K1、补偿单元10、补偿控制单元20、第二开关K2和测量单元30。
其中，第一开关K1的第一端连接基准电压VREF，第一开关K1的第二端与感应电容Cs的第一端连接，感应电容Cs的第二端接地。在第一开关K1处于闭合状态时，通过基准电压VREF给感应电容Cs提供电荷。
补偿单元10连接于感应电容Cs和第一开关K1的公共端，该公共端为第一开关K1的第二端或感应电容Cs的第一端，通过补偿单元10给感应电容Cs补偿电荷。
补偿控制单元20与补偿单元10连接，补偿控制单元20用于确保补偿单元10每次给感应电容Cs补偿的电荷均相同。
第二开关K2的第一端连接第一开关K1和感应电容Cs的公共端，第二开关K2的第二端与测量单元30连接，即测量单元30通过第二开关K2与补偿单元10和感应电容Cs连接，通过测量单元30测量感应电容Cs的大小。
如图1所示，补偿单元10包括补偿电容Cc、第五开关K5和第六开关K6。第五开关K5的第一端与基准电压VREF连接，第五开关K5的第二端与补偿电容Cc的第二端连接。第六开关K6的第一端与参考电压VCM连接，第六开关K6的第二端与补偿电容Cc的第一端连接。通过基准电压VREF和参考电压VCM的电压差给补偿电容Cc充电。
如图1所示，补偿控制单元20与补偿电容Cc的两端连接，补偿控制单元20包括钳位电路、第三开关K3和第四开关K4，第三开关K3和第四开关K4用于将补偿电容Cc与感应电容Cs连通，在每次连通中补偿电容Cc与感应电容Cs的电荷稳定后，钳位电路控制补偿电容Cc两端的电压相等。
具体的，钳位电路包括第一运算放大器AMP1，第一运算放大器AMP1具有第一输入端、第二输入端和第一输出端，第二输入端和第一输出短接，其中，第一输入端为正输入端，第二输入端为负输入端，在其他实施例中，第一输入端也可以为负输入端，第二输入端也可以为正输入端。
第三开关K3的第一端与第一运算放大器AMP1的第一输入端和感应电容Cs的第一端连接，第三开关K3的第二端与补偿电容Cc的第一端和第六开关K6的第二端连接。第四开关K4的第一端与第一运算放大器AMP1的第二输入端和第一输出端连接，第四开关K4的第二端与补偿电容Cc的第二端连接。
如图1所示，补偿单元10还包括第七开关K7。第七开关K7的第一端连接第一开关K1和感应电容Cs的公共端，第七开关K7的第二端与第三开关K3的第一端以及第一运算放大器AMP1的第一输入端连接。通过闭合第七开关K7实现补偿单元10、补偿控制单元20与感应电容Cs之间的连通。在需要补偿电容Cc对感应电容Cs进行补偿电荷时，第七开关K7处于闭合状态。
如图1所示，测量单元30包括第二运算放大器AMP2、反馈电容Cint、复位开关Krset、第八开关K8和恒流源A1。测量单元30通过第二开关K2与补偿单元10和感应电容Cs连接，用于测量感应电容Cs的大小。
具体的，第二运算放大器AMP2具有第三输入端、第四输入端和第二输出端，第三输入端为负输入端，第四输入端为正输入端，在其他实施例中，第三输入端为正输入端，第四输入端为负输入端。
反馈电容Cint连接于第二运算放大器AMP2的第三输入端和第二输出端之间，复位开关Krset连接于第二运算放大器AMP2的第三输入端和第二输出端之间。第二开关K2的第二端与第二运算放大器AMP2的第三输入端连接，第二开关K2的第一端与第一开关K1和感应电容Cs的公共端连接，通过闭合第二开关K2实现测量单元30与感应电容Cs的连通。第二运算放大器AMP2的第四输入端连接参考电压VCM。
第八开关K8的第一端与第二运算放大器AMP2的第三输入端连接，第八开关K8的第二端与恒流源A1的第一端连接，恒流源A1的第二端接地，恒流源A1的电流方向为流向地。在第八开关处于闭合状态时，通过恒流源A1对反馈电容Cint进行放电。
如图1所示，测量单元30还包括计数单元31，计数单元31用于对恒流源A1的放电次数进行计数。
具体的，计数单元31包括比较器COMP和D触发器M。比较器COMP具有第五输入端、第六输入端和第三输出端，第五输入端为负输入端，第六输入端为正输入端，在其他实施例中，第五输入端为正输入端，第六输入端为负输入端。比较器COMP的第五输入端连接第二运算放大器AMP2的第二输出端，比较器COMP的第六输入端连接参考电压VCM，比较器COMP的输出端连接D触发器M的D输入端。比较器COMP将量化的放电次数转变为数字信号，并通过D触发器M进行计数。
结合图2和图1说明本实施例的工作原理。图2是第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第五开关K5、第六开关K6和第八开关K8的工作时序图。
具体而言，在感应电容补偿电路的一个工作周期中，利用第一脉冲信号控制第一开关K1开闭。第一脉冲信号从第一电平翻转到第二电平时，第一开关K1从断开状态转换到闭合状态，第一脉冲信号从第二电平翻转到第一电平时，所述第一开关从闭合状态转换到断开状态。即第一开关K1在第一脉冲信号从第一电平跳转至第二电平、第二电平再跳转至第一电平而闭合一次，从而通过基准电压VREF给感应电容Cs充电。
当第一脉冲信号从第二电平跳转至第一电平，即第一开关K1从闭合状态转换到断开状态。利用第二脉冲信号控制第五开关K5和第六开关K6，此时的第五开关K5和第六开关K6在第二脉冲信号的控制下同步动作，第二脉冲信号在第一电平和第二电平之间进行多次翻转，第二脉冲信号从第一电平翻转到第二电平时，第五开关K5和第六开关K6从断开状态转换到闭合状态，第二脉冲信号从第二电平翻转到第一电平时，第五开关K5和第六开关K6从闭合状态转换到断开状态。即在接下来第二脉冲信号在第二电平和第一电平之间不断跳转过程中，第五开关K5和第六开关K6重复着闭合和断开的交替动作。
利用第三脉冲信号控制第三开关K3和第四开关K4，第三开关K3和第四开关K4在第三脉冲信号的控制下同步动作。第二脉冲信号在第一电平和第二电平之间进行多次翻转的同时，第三脉冲信号也在第一电平和第二电平之间进行多次翻转。第三脉冲信号从第一电平翻转到第二电平时，第三开关K3和第四开关K4从断开状态转换到闭合状态，第三脉冲信号从第二电平翻转到第一电平时，第三开关K3和第四开关K4从闭合状态转换到断开状态。
在本实施例中，第三开关K3和第四开关K4处于闭合状态时，第五开关K5和第六开关K6处于断开状态，第五开关K5和第六开关K6处于闭合状态时，第三开关K3和第四开关K4处于断开状态，第三开关K3、第四开关K4、第五开关K5和第六开关K6可以同时处于断开状态。
进一步的，在第二脉冲信号从第一个第二电平跳转至第一电平时，第三脉冲信号从第一电平跳转至第二电平，此时，第三开关K3和第四开关K4开始动作，第三开关K3和第四开关K4从断开状态转换到闭合状态，并也在接下来的第三脉冲信号的第二电平和第一电平之间的不断跳转过程中，重复着闭合和断开的交替动作。由此可知，第三开关K3和第四开关K4相对于第五开关K5和第六开关K6错位动作，即第五开关K5和第六开关K6从闭合到断开时，第三开关K3和第四开关K4从断开到闭合。
当第五开关K5和第六开关K6闭合、第三开关K3和第四开关K4断开时，通过基准电压VREF和参考电压VCM给补偿电容Cc充电。当第三开关K3和第四开关K4闭合、第五开关K5和第六开关K6断开时，通过补偿电容Cc给感应电容Cs补偿电荷。通过设置第一运算放大器AMP1使补偿电容Cc两端的电压相等，从而在第三开关K3和第四开关K4的每一次闭合，补偿电容Cc每一次给感应电容Cs补偿电荷时，补偿的电荷均相等。在每次补偿的电荷量相同，补偿次数为定值的情况下，才能够准确量化出感应电容Cs变化引起的电荷量的变化，防止因每次补偿电荷量不一样使得剩余的电荷量发生变化，而影响到感应电容Cs变化量的大小，产生非线性。
在本实施例中，补偿电容Cc给感应电容Cs每次补偿的电荷为：
QCc＝(VREF-VCM)*Cc
补偿电容Cc每次补偿后，感应电容Cs上的电压变化为：
Figure BDA0003642202260000101
补偿电容Cc的N次补偿后，感应电容Cs上的电压为：
VCs＝VREF-N*ΔVCs＝VREF-N*(VREF-VCM)*Cc/Cs
其中，Cc为补偿电容的大小，VREF为基准电压，VCM为参考电压，Cs为感应电容的大小。
第一开关K1动作时，基准电压VREF噪声在感应电容Cs上的噪声电压为：VnREF(K1)
第五开关K5和第六开关K6动作时，基准电压VREF噪声在补偿电容Cc上的噪声电荷为：QnREF(Cc)＝VnREF(K5、K6)*Cc
第三开关K3和第四开关K4动作时，补偿电容Cc上的噪声电荷在感应电容Cs上产生的噪声电压为：Vn1＝QnREF(Cc)/Cs
补偿电容Cc的N次补偿后，感应电容Cs上的总噪声电压为：
Figure BDA0003642202260000111
第一运算放大器AMP1的噪声电压为：VnAMP1，其在补偿电容Cc上产生的噪声电荷为：
QnAMP1(Cc)＝VnAMP1*Cc
第一运算放大器AMP1的噪声电压在感应电容Cs上产生的噪声电压为：
Figure BDA0003642202260000112
补偿电容Cc的N次补偿后，第一运算放大器AMP1的噪声电压在感应电容Cs上产生的噪声电压为：
Figure BDA0003642202260000113
在本实施例中，在补偿电容Cc给感应电容Cs补偿电荷结束后，第二脉冲信号和第三脉冲信号停止翻转，即第三开关K3、第四开关K4、第五开关K5和第六开关K6均从闭合状态转换到断开状态时，利用第四脉冲信号控制第二开关K2，第四脉冲信号在第一电平和第二电平之间进行翻转，第四脉冲信号从第一电平翻转到第二电平时，第二开关K2从断开状态转换到闭合状态，第四脉冲信号从第二电平翻转到第一电平时，第二开关K2从闭合状态转换到断开状态。在第二开关K2从闭合状态转换到断开状态时，通过检测单元30用于测量感应电容Cs的大小。
在本实施例中，在第四脉冲信号从第一电平跳转至第二电平时，第二开关K2闭合，此时，感应电容Cs上的电荷转移至反馈电容Cint上。当第四脉冲信号从第二电平跳转至第一电平时，第二开关K2断开。此时，通过控制第八开关的通断以实现恒流源A1对反馈电容Cint的放电。
利用第五脉冲信号控制第八开关K8，第八开关K8在第五脉冲信号的控制下动作。第五脉冲信号在第一电平和第二电平之间进行多次翻转，第五脉冲信号从第一电平翻转到第二电平时，第八开关K8从断开状态转换到闭合状态，第五脉冲信号从第二电平翻转到第一电平时，第八开关K8从闭合状态转换到断开状态。在本实施例中，第五脉冲信号在第一电平和第二电平之间不断翻转，第八开关K8重复着闭合和断开的交替动作。第八开关K8每一次的闭合，均会通过恒流源A1对反馈电容Cint进行一次放电，直至将反馈电容Cint上的电荷放完。通过计数单元31对恒流源A1的放电次数进行计数，通过所得次数从而能够确定感应电容Cs的大小。
如图3所示，本实施例还公开了一种感应电容补偿方法，包括如下步骤：
S1、将基准电压与感应电容连通，以利用基准电压给感应电容提供电荷；
S2、将基准电压与感应电容的连通断开，控制补偿电容向感应电容多次补偿电荷，并控制在补偿电容每次完成补偿后两端的电压相等，以确保补偿电容每次补偿的电荷相同。
感应电容补偿方法还包括，测量补偿后的感应电容的大小。
实施例2
结合图1所示，感应电容补偿电路的一个工作周期中包括感应电容充电时段、感应电容补偿时段以及感应电容测量时段。
在感应电容充电时段，控制第一开关K1处于闭合状态，通过基准电压VREF给感应电容Cs充电。
在感应电容补偿时段，保持第一开关处于断开状态，补偿单元10在感应电容补偿时段完成向感应电容Cs的多次补偿。在一次补偿过程中，控制第五开关K5和第六开关K6闭合以通过基准电压VREF和参考电压VCM的压差对补偿电容Cc充电。充电完成后，控制第三开关K3、第四开关K4和第七开关K7闭合且使第五开关K5和第六开关K6保持断开状态以通过补偿电容Cc实现对感应电容Cs的电荷补偿。
在感应电容测量时段，控制第二开关K2闭合，补偿电容Cc和感应电容Cs之间断开，以将补偿后的感应电容Cs的电荷转移至测量单元30，电荷转移完毕后控制第二开关K2断开，以使测量单元30测量感应电容Cs的大小。
进一步的，在感应电容测量时段，完成将感应电容Cs电荷转移至反馈电容Cint后，控制第二开关K2断开，此时控制第八开关K8的通断以实现恒流源A1对反馈电容Cint的放电。通过计数单元31对恒流源A1的放电次数进行计数，通过所得次数从而能够确定感应电容Cs的大小。
本实施例中的各开关采用不同于脉冲信号控制的其他控制方式。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (13)

1.一种感应电容补偿电路，其特征在于，包括：
第一开关，连接于基准电压和感应电容之间，在所述第一开关处于闭合状态时，通过基准电压给所述感应电容提供电荷；
补偿单元，连接于第一开关和感应电容的公共端，所述补充单元包括补偿电容；以及
补偿控制单元，与所述补偿电容的两端连接，所述补偿控制单元包括钳位电路、第三开关和第四开关，所述第三开关和第四开关用于将所述补偿电容与所述感应电容连通，在每次连通中所述补偿电容与所述感应电容的电荷稳定后，所述钳位电路控制所述补偿电容两端的电压相等。
2.如权利要求1所述的感应电容补偿电路，其特征在于，所述钳位电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器具有第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第三开关的第一端与第一运算放大器的第一输入端和感应电容的第一端连接，所述第三开关的第二端与所述补偿电容的第一端连接，所述第四开关的第一端与第一运算放大器的第二输入端和第一输出端连接，所述第四开关的第二端与所述补偿电容的第二端连接。
3.如权利要求2所述的感应电容补偿电路，其特征在于，所述补偿单元还包括第五开关和第六开关，所述第五开关的第一端与基准电压连接，所述第五开关的第二端与补偿电容的第二端连接，所述第六开关的第一端与参考电压连接，所述第六开关的第二端与补偿电容的第一端连接。
4.如权利要求3所述的感应电容补偿电路，其特征在于，在所述感应电容补偿电路的一个工作周期中，利用第一脉冲信号控制所述第一开关，所述第一脉冲信号从第一电平翻转到第二电平，所述第一开关从断开状态转换到闭合状态，所述第一脉冲信号从第二电平翻转到第一电平，所述第一开关从闭合状态转换到断开状态；
在所述第一开关从闭合状态转换到断开状态后，利用第二脉冲信号控制所述第五开关和第六开关，所述第五开关和第六开关在第二脉冲信号的控制下同步动作，所述第二脉冲信号在第一电平和第二电平之间进行多次翻转，所述第二脉冲信号从第一电平翻转到第二电平时，所述第五开关和第六开关从断开状态转换到闭合状态，所述第二脉冲信号从第二电平翻转到第一电平时，所述第五开关和第六开关从闭合状态转换到断开状态；
利用第三脉冲信号控制所述第三开关和第四开关，所述第三开关和第四开关在第三脉冲信号的控制下同步动作，所述第二脉冲信号在第一电平和第二电平之间进行多次翻转的同时，所述第三脉冲信号在第二电平和第一电平之间进行多次翻转，所述第三脉冲信号从第一电平翻转到第二电平时，所述第三开关和第四开关从断开状态转换到闭合状态，所述第三脉冲信号从第二电平翻转到第一电平时，所述第三开关和第四开关从闭合状态转换到断开状态，以使第三开关和第四开关处于闭合状态时，第五开关和第六开关处于断开状态。
5.如权利要求3所述的感应电容补偿电路，其特征在于，所述感应电容补偿电路的一个工作周期中包括感应电容充电时段、感应电容补偿时段，在所述感应电容充电时段，控制第一开关处于闭合状态；
在所述感应电容补偿时段，保持第一开关处于断开状态，所述补偿单元在所述感应电容补偿时段完成向所述感应电容的多次补偿，在一次补偿过程中，控制第五开关和第六开关闭合以对补偿电容充电，控制第三开关和第四开关闭合且使第五开关和第六开关保持断开状态以实现对感应电容的电荷补偿。
6.如权利要求3所述的感应电容补偿电路，其特征在于，所述补偿电容给感应电容每次补偿的电荷为：
QCc＝(VREF-VCM)*Cc
补偿电容每次补偿后，感应电容上的电压变化为：
Figure FDA0003642202250000031
补偿电容的N次补偿后，感应电容上的电压为：
VCs＝VREF-N*ΔVCs＝VREF-N*(VREF-VCM)*Cc/Cs
其中，Cc为补偿电容的大小，VREF为基准电压，VCM为参考电压，Cs为感应电容的大小。
7.如权利要求3所述的感应电容补偿电路，其特征在于，所述感应电容补偿电路还包括第二开关和测量单元，所述第二开关的第一端连接第一开关和感应电容的公共端，所述第二开关的第二端与测量单元连接，所述感应电容补偿电路的一个工作周期还包括感应电容测量时段，在所述感应电容测量时段，控制第二开关闭合，以将补偿后的感应电容的电荷转移至所述测量单元，电荷转移完毕后控制第二开关断开，以使所述测量单元测量感应电容的大小。
8.如权利要求4所述的感应电容补偿电路，其特征在于，所述感应电容补偿电路还包括第二开关和测量单元，所述第二开关的第一端连接第一开关和感应电容的公共端，所述第二开关的第二端与测量单元连接，利用第四脉冲信号控制所述第二开关，在所述第二脉冲信号和第三脉冲信号停止翻转后，所述第四脉冲信号从第一电平翻转到第二电平，所述第二开关从断开状态转换到闭合状态，所述第四脉冲信号从第二电平翻转到第一电平，所述第二开关从闭合状态转换到断开状态，在所述第二开关处于断开状态时，通过所述检测单元用于测量所述感应电容的大小。
9.如权利要求7或8所述的感应电容补偿电路，其特征在于，所述测量单元包括第二运算放大器、反馈电容、复位开关、第八开关和恒流源；
所述第二运算放大器具有第三输入端、第四输入端和第二输出端，所述反馈电容连接于第二运算放大器的第三输入端和第二输出端之间，所述复位开关连接于所述第二运算放大器的第三输入端和第二输出端之间，所述第二开关的第二端与所述第二运算放大器的第三输入端连接，所述第二开关的第一端与第一开关和感应电容的公共端连接，所述第二运算放大器的第四输入端连接参考电压，所述第八开关的第一端与所述第二运算放大器的第三输入端连接，所述第八开关的第二端与恒流源的第一端连接，所述恒流源的第二端接地，在所述第八开关处于闭合状态时，通过所述恒流源对反馈电容进行放电。
10.如权利要求9所述的感应电容补偿电路，其特征在于，在所述第二开关断开后，控制所述第八开关的通断以实现所述恒流源对所述反馈电容的放电。
11.如权利要求10所述的感应电容补偿电路，其特征在于，所述测量单元还包括计数单元，所述计数单元用于对所述恒流源的放电次数进行计数，所述计数单元包括比较器和D触发器，所述比较器具有第五输入端、第六输入端和第三输出端，所述比较器的第五输入端连接第二运算放大器的第二输出端，所述比较器的第六输入端连接参考电压，所述比较器的输出端连接D触发器的D输入端。
12.一种感应电容补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将基准电压与感应电容连通，以利用所述基准电压给所述感应电容提供电荷；
S2、将基准电压与感应电容的连通断开，控制所述补偿电容向所述感应电容多次补偿电荷，并控制在所述补偿电容每次完成补偿后两端的电压相等，以确保所述补偿电容每次补偿的电荷相同。
13.如权利要求12所述的感应电容补偿方法，其特征在于，还包括：测量补偿后的感应电容的大小。
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