KR100695905B1 - 다채널 정전용량변화 검출장치 및 그 방법 - Google Patents

다채널 정전용량변화 검출장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100695905B1
KR100695905B1 KR1020060001341A KR20060001341A KR100695905B1 KR 100695905 B1 KR100695905 B1 KR 100695905B1 KR 1020060001341 A KR1020060001341 A KR 1020060001341A KR 20060001341 A KR20060001341 A KR 20060001341A KR 100695905 B1 KR100695905 B1 KR 100695905B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frequency
capacitance change
change
sensing
detection
Prior art date
Application number
KR1020060001341A
Other languages
English (en)
Inventor
이상철
한용현
김복만
정상보
Original Assignee
에이디반도체(주)
주식회사 켐트로닉스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이디반도체(주), 주식회사 켐트로닉스 filed Critical 에이디반도체(주)
Priority to KR1020060001341A priority Critical patent/KR100695905B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100695905B1 publication Critical patent/KR100695905B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/14—Greenhouses
    • A01G9/1438—Covering materials therefor; Materials for protective coverings used for soil and plants, e.g. films, canopies, tunnels or cloches
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/241—Arrangement of opening or closing systems for windows and ventilation panels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/247—Watering arrangements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00—Other organic fertilisers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14—Fungi; Culture media therefor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

본 발명은 다채널 정전용량변화 검출장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 시분할된 듀얼 주파수를 이용하여 정전용량 변화를 검출하는 정전용량변화 검출모듈을 다수개 장착된 다채널 정전용량변화 검출장치에서 정전용량 변화가 감지되는 초기시점이나 감지신호가 해제되는 시점에서는 듀얼 주파수의 발생주기를 높이고 감지 감지상태나 감지되지 않는 상태에서는 듀얼 주파수의 발생주기를 낮추고 사용하지 않을 경우에는 기준주파수를 변경하여 전력소모를 최소화시켜 감지신호의 정밀도를 높일 뿐만 아니라 전력소모를 줄일 수 있도록 하며 다수개의 채널에 대한 감지레벨을 간편하게 조절할 수 있는 이점이 있다.
시분할, 듀얼 주파수, 차주파수, 정전용량, DFM, 인에이블, 슬립, 감지레벨, 외부 커패시터

Description

다채널 정전용량변화 검출장치 및 그 방법{APPARATUS FOR DETECTING VARIATION OF CAPACITANCE MULTI CHANNEL AND METHOD THEREOF}
도 1은 종래의 단일주파수에 의한 정전용량변화 검출장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 2는 종래의 복수주파수에 의한 정전용량변화 검출모듈을 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 3은 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출장치의 듀얼 주파수 발생주기 가변부의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출장치의 정전용량변화 검출모듈을 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 5는 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출장치의 기준주파수 생성부를 설명하기 위한 회로구성도이다.
도 6은 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출장치의 감도조절기를 나타낸 블록구성도이다.
도 7은 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출장치의 채널별 감지레벨 입력을 설명하기 위한 그래프이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
100 : 정전용량변화 검출모듈 110 : 듀얼 주파수 발생부
120 : 차주파수 연산부 130 : 차주파수 변화율 연산부
131 : 기준전류 발생부 132 : 콘트롤부
140 : 비교기 150 : 감지레벨 입력단
160 : 기준주파수 홀딩부 170 : 출력단
200 : DFM 부 210 : 초기 감지신호 발생부
220 : 인에이블 신호 입출력부 230 : 슬립신호 입력부
240 : 감도조절기
본 발명은 다채널 정전용량변화 검출장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시분할된 듀얼 주파수를 이용하여 정전용량 변화를 검출하는 정전용량변화 검출모듈을 다수개 장착된 다채널 정전용량변화 검출장치에서 정전용량 변화가 감지되는 초기시점이나 감지신호가 해제되는 시점에서는 듀얼 주파수의 발생주기를 높이고 감지 감지상태나 감지되지 않는 상태에서는 듀얼 주파수의 발생주기를 낮추고 사용하지 않을 경우에는 기준주파수를 변경하여 전력소모를 최소화시켜 감지신호의 정밀도를 높일 뿐만 아니라 전력소모를 줄일 수 있도록 하며 다수개의 채 널에 대한 감지레벨을 간편하게 조절할 수 있도록 한 다채널 정전용량변화 검출장치 및 그 방법에 관한 것이다.
종래의 정전용량변화 검출집적회로는 정전용량변화에 따라 변하는 감지 주파수의 변화를 기준 주파수와 비교하여 일정치 이상 차이가 나면 이를 출력하는 구성을 취한다. 이 때, 감지 주파수를 발생시키는 주파수 발생부의 충방전 제어부의 시간지연성분으로 인하여 실제로는 감지 주파수가 정전용량 변화값에 비례하여 발생되지 않으므로 작은 정전용량의 변화를 감지할 때 많은 오차가 발생한다.
도 1은 종래의 단일주파수에 의한 정전용량변화 검출장치를 설명하기 위한 회로도이다.
여기에 도시된 바와 같이 정전용량변화 검출장치의 입력단에 대상 커패시터를 설치하여 대상 커패시터의 정전용량 변화를 검출할 경우에, 대상 커패시터의 정전용량을 Cs, 대상 커패시터의 충방전을 위한 정전류를 Is, 입력단의 배치 배선에서 발생되는 기생 정전용량을 Cp, SCHMITT_A 스위치 지연과 인버터 INV_1A의 스위치 지연과 PMOS Tr(PM1~ PM3)의 스위치 지연과 NMOS Tr(NM1~NM3)의 스위치 지연성분을 포함하는 충방전 제어부의 시간지연을 td라 할 때, 대상 커패시터가 충전되어 SCHMITT 트리거 A의 입력레벌 Vth(Vth=Vb-Va)에 도달하는데 걸리는 시간(주기) Ta는,
Figure 112006000787495-pat00001
이고, 입력단의 대상 커패시터의 정전용량 Cs가 변하여 Cs+Cx가 될 경우에 있어서 대상 커패시터가 충전되어 Vth에 도달하는데 걸리는 시간(주기) Ta'는,
Figure 112006000787495-pat00002
이다. 따라서, 주기의 변화는,
Figure 112006000787495-pat00003
가 된다. 위의 식에서 알 수 있듯이, 정전용량의 변화량(Cx)에 대한 충방전 제어부의 시간지연(td)을 충분히 작게 하지 않으면 정전용량의 변화량(Cx)에 대한 감지 주파수(fa)의 변화가 작게 되어 감지의 정확도가 떨어진다. 특히 외부의 노이즈를 억제하기 위하여 감지 주파수를 높게 할 경우 시간지연(td) 성분의 영향은 더욱 커진다.
위와 같이 충방전 제어부의 시간지연성분으로 인하여 정전용량의 변화에 따른 감지 주파수의 변화가 작게 나타나서 미세한 정전용량의 변화는 감지하기가 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 본 출원인은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 단일주파수가 아닌 시분할된 듀얼 주파수를 이용하여 정전용량의 변화를 검출하여 정전용량변화 검출의 민감도를 향상시킬 수 있는 "정전용량변화 검출방법 및 검출집적회로"에 대해 특허출원 10-2004-0070072 (2004.09.02)와 특허출원 10-2004-0096241 (2004.11.23)로 출원한 바 있다.
도 2는 종래의 복수주파수에 의한 정전용량변화 검출모듈을 설명하기 위한 블록구성도이다.
여기에 도시된 바와 같이 6개의 핀을 갖는 칩으로 구성되며, 제 1핀은 (V+) 입력단, 제 2핀은 (V-) 입력단, 제 3핀은 출력단, 제 4핀은 인에이블 신호 입출력단, 제 5핀은 감지레벨 입력단, 제 6핀은 정전용량 입력단으로 사용된다.
이를 구체적으로 살펴보면 대상 커패시터(Cs)의 정전용량의 변화에 대하여 시간분할로 감지 주파수 fa와 fa보다 k배 느린 감지 주파수 fb를 발생하는 듀얼 주파수 발생부(110)와, 감지주파수 fa 와 fb의 차이인 차주파수를 연산하는 차주파수 연산부(120)와, 기준 주파수 생성부(130a)와 차주파수 변화율을 연산하는 연산부(130b)로 구성된 차주파수 변화율 연산부(130)와, 소정의 감지레벨(DL)을 입력받는 감지레벨 입력단(150)과, 감지레벨 입력단(150)으로 입력되는 감지레벨(DL)과 차주파수 변화율 연산부(130b)에서 연산된 차주파수 변화율을 비교하는 비교부(140)와, 비교부(140)에서의 비교결과가 차주파수 변화율이 감지레벨보다 클 경우 하이신호에서 로우신호로 변환하여 출력하는 출력단(170)과, 비교부(140)에서의 비교결과 차주파수 변화율이 감지레벨보다 큰 결과가 나오기 시작할 때 또는 작은 결과가 나오기 시작할 때 이를 시점으로 하여 일정시간 동안 듀얼 주파수 발생부(110)에서 발생되는 fa의 발생주기를 높여주는 듀얼 주파수 발생주기 가변부(200),로 이루어지며 인에이블 신호 입출력부(220)를 포함하여 외부에서 인가되는 전압이 하이이면 인에이블되고 로우이면 대기상태로 인식하도록 구성되며, 듀얼 주파수 발생주기 가변부(200)가 동작 중인 경우에는 외부로부터 로우신호가 입력되지 않도록 자체적으로 로우신호를 발생시켜서 이를 외부로 출력하여 이웃과 통신할 수 있도록 이루어 진다.
따라서, 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출장치는 위와 같이 이루어진 단일채널의 정전용량변화 검출모듈을 여러개 모아 하나의 칩에 형성하여 구성한다.
그런데, 다채널 정전용량변화 검출장치의 경우 다수개의 정전용량변화 검출모듈이 여러개 모아 하나의 칩에 형성함에 따라 전력소모가 증가되는 문제점이 있다.
한편, 각 채널별로 소정의 감지레벨을 갖기 위해서는 감지레벨 입력단(150)에 정전용량이 다른 외부 커패시터(Cd1, Cd2, Cd3)를 연결하여 감지레벨을 각각 다르게 설정할 수 있게 된다.
그러면, 외부 커패시터로 충전되는 전류의 세기를 동일할 경우 도 3에 도시된 바와 같이 외부 커패시터(Cd1, Cd2, Cd3)의 정전용량에 따라서 정해진 기준전압 Vth에 도달하는 시간이 다르게 되는데 이러한 시간을 측정하여 내부에서 정해진 코드에 따라 감지레벨을 선택함으로써 각각 다른 감지레벨을 갖게 된다.
그러나, 다수개 채널에 대해 감지레벨을 모두 동일하게 설정할 경우에도 동일한 정전용량을 갖는 외부 커패시터(Cd)를 감지레벨 입력단(150)에 각각 연결해야만 하기 때문에 감지레벨을 설정하기 불편할 뿐만 아니라 외부 커패시터의 소비가 늘어나는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 시분할된 듀얼 주파수를 이용하여 정전용량 변화를 검출하는 정전용량변화 검출모듈을 다수개 장착된 다채널 정전용량변화 검출장치에서 정전용량 변화가 감지되는 초기시점이나 감지신호가 해제되는 시점에서는 듀얼 주파수의 발생주기를 높이고 감지 감지상태나 감지되지 않는 상태에서는 듀얼 주파수의 발생주기를 낮추고 사용하지 않을 경우에는 기준주파수를 변경하여 전력소모를 최소화시켜 감지신호의 정밀도를 높일 뿐만 아니라 전력소모를 줄일 수 있도록 하며 다수개의 채널에 대한 감지레벨을 간편하게 조절할 수 있도록 한 다채널 정전용량변화 검출장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출장치는 대상 커패시터의 정전용량의 변화에 대하여 시간분할로 감지 주파수 fa와 fa보다 k배 느린 감지 주파수 fb를 발생하는 듀얼 주파수 발생부와, 감지주파수 fa 와 fb의 차이인 차주파수를 연산하는 차주파수 연산부와, 기준 주파수 생성부와 차주파수 변화율을 연산하는 연산부로 구성된 차주파수 변화율 연산부와, 소정의 감지레벨을 입력받는 감지레벨 입력단과, 감지레벨 입력단으로 입력되는 감지레벨과 차주파수 변화율 연산부에서 연산된 차주파수 변화율을 비교하는 비교부와, 비교부에서의 비교결과가 차주파수 변화율이 감지레벨보다 클 경우 하이신호에서 로우신호로 변환하여 출력하는 출력단과, 비교부에서의 비교결과 차주파수 변화율이 감지 레벨보다 큰 결과가 나오기 시작할 때 또는 작은 결과가 나오기 시작할 때 이를 시점으로 하여 일정시간 동안 듀얼 주파수 발생부에서 발생되는 fa의 발생주기를 높여주는 듀얼 주파수 발생주기 가변부와, 외부에서 인가되는 전압에 따라 검출모듈을 인에이블시킬 뿐만 아니라 외부로 인에이블 신호를 출력하는 인에이블 신호 입출력부로 구성된 정전용량변화 검출모듈이 다수개 장착되어 이루어진 다채널 정전용량변화 검출장치에 있어서, 상기 기준주파수 발생부의 기준주파수를 최소로 변경하기 위한 슬립단자와, 상기 정전용량변화 검출모듈의 감지레벨 입력단에 외부 커패시터가 연결되지 않은 것으로 판단될 경우 앞쪽의 정전용량변화 검출모듈의 감지레벨로 설정되도록 하는 감도조절기를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 기준주파수 발생부는 전류미러의 기준전류를 발생시키기 위한 기준저항이 듀얼저항으로 형성된 기준전류 발생부와, 슬립단자의 입력값에 따라 기준전류 발생부의 듀얼저항을 선택하기 위한 콘트롤부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 외부 커패시터의 연결여부는 기준전압까지 도달되는 최소시간보다 짧을 경우 외부 커패시터가 연결되지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 외부 커패시터의 연결여부는 순차적으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출방법은 채널별로 각각 정전 용량의 변화에 대하여 시간분할로 감지 주파수 fa와 상기 fa보다 k배 느린 감지 주파수 fb를 발생하는 제1단계와, 상기 감지 주파수 fa 와 fb의 차이인 차주파수 fd를 연산하는 제2단계와, 상기 차주파수의 변화율을 연산하는 제3단계와, 상기 차주파수의 변화율을 소정의 감지레벨과 비교하여 상기 차주파수의 변화율이 상기 감지레벨보다 크면 정전용량변화 검출신호를 출력하는 제4단계,를 포함하는 다채널 정전용량변화 검출방법에 있어서, 상기 정전용량변화가 감지될 경우 감지 주파수 fa의 발생주기를 높이는 제 5단계와, 상기 정전용량변화가 감지되지 않을 경우 감지 주파수 fa의 발생주기를 낮추는 제 6단계와, 슬립단자의 입력값에 따라 기준주파수를 낮추어 감지 주파수 fa의 발생주기를 최소로 낮추는 제 7단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제 7단계에서 정전용량변화가 감지될 경우 제 5단계로 리턴되는 것을 특징으로 한다.
위와 같이 이루어진 본 발명은 다채널 정전용량변화 검출장치에서 채널별로 정전용량변화가 감지되는 시점에서는 감지 주파수 fa의 발생주기를 높여 정밀도를 높이고 정전용량변화가 감지되지 않는 시점에서는 fa의 발생주기를 줄여 전력소모를 줄일 뿐만 아니라 슬립단자를 설치하여 정전용량변화 검출이 발생하지 않는다고 판단할 경우에는 기준주파수를 낮추어 fa의 발생주기를 최소화하여 정밀도를 높이면서도 전력소모를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 정전용량변화를 감지하기 위한 감지레벨을 설정할 때 채널 별로 각각 감지레벨을 동일하게 설정할 경우 다수개의 정전용량변화 검출모듈 중 어느 하나의 검출모듈에만 외부 커패시터를 연결하여 감지레벨을 설정할 경우 다른 검출모듈들도 동일하게 감지레벨이 설정되어 검출모듈마다 외부 커패시터를 연결하지 않아도 감지레벨을 설정할 수 있을 뿐만 아니라 외부 커패시터의 개수를 줄일 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다
도 4는 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출장치의 정전용량변화 검출모듈을 설명하기 위한 블록구성도이다.
즉, 도 4에서는 다채널 정전용량변화 검출장치를 이루는 정전용량변화 검출모듈로써 대상 커패시터(Cs)의 정전용량의 변화에 대하여 시간분할로 감지 주파수 fa와 fa보다 k배 느린 감지 주파수 fb를 발생하는 듀얼 주파수 발생부(110)와, 감지주파수 fa 와 fb의 차이인 차주파수를 연산하는 차주파수 연산부(120)와, 기준 주파수 생성부(130a)와 차주파수 변화율을 연산하는 연산부(130b)로 구성된 차주파수 변화율 연산부(130)와, 소정의 감지레벨(DL)을 입력받는 감지레벨 입력단(150)과, 감지레벨 입력단(150)으로 입력되는 감지레벨(DL)과 차주파수 변화율 연산부 (130b)에서 연산된 차주파수 변화율을 비교하는 비교부(140)와, 비교부(140)에서의 비교결과가 차주파수 변화율이 감지레벨보다 클 경우 하이신호에서 로우신호로 변환하여 출력하는 출력단(170)과, 비교부(140)에서의 비교결과 차주파수 변화율이 감지레벨보다 큰 결과가 나오기 시작할 때 또는 작은 결과가 나오기 시작할 때 이를 시점으로 하여 일정시간 동안 듀얼 주파수 발생부(110)에서 발생되는 fa의 발생주기를 높여주는 듀얼 주파수 발생주기 가변부(200)와, 외부에서 인가되는 전압에 따라 검출모듈을 인에이블시킬 뿐만 아니라 외부로 인에이블 신호를 출력하는 인에이블 신호 입출력부(220)로 구성되어 다수개가 하나의 칩에 형성되어 다채널 정전용량변화 검출장치를 이루게 된다.
여기에 기준주파수 발생부(130a)의 기준주파수를 최소로 변경하기 위한 슬립단자(SLEEP)와, 정전용량변화 검출모듈(100)의 감지레벨 입력단(150)에 외부 커패시터(Cd)가 연결되지 않은 것으로 판단될 경우 다수개의 정전용량변화 검출모듈 중 어느 하나의 정전용량변화 검출모듈의 감지레벨로 설정되도록 하는 감도조절기(240)가 더 포함되어 이루어진다.
도 5는 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출장치의 기준주파수 생성부를 설명하기 위한 회로구성도이다.
여기에 도시된 바와 같이 기준주파수 발생부(130a)는 전류미러의 기준전류(IREF)를 발생시키기 위한 기준저항이 듀얼저항(Rb+Rb1)으로 형성된 기준전류 발생부(131)와, 슬립단자(SLEEP)의 입력값에 따라 기준전류 발생부(131)의 듀얼저항 (Rb+Rb1)을 선택하기 위한 콘트롤부(132)를 포함하여 이루어진다.
따라서, 슬립단자(SLEEP)의 입력값에 따라 콘트롤부(132)가 FET를 온시킬 경우 Rb1은 무시되어 기준전류(IREF)는 VRb/Rb가 되고 콘트롤부(132)가 FERT를 오프시킬 경우 기준저항은 Rb+Rb1으로써 기준전류(IREF)는 VRb/(Rb+Rb1)이 된다.
이렇게 기준전류(IREF)가 변함에 따라 기준주파수(fr)를 변경시킬 수 있도록 함으로써 슬립단자(SLEEP)에 임의의 신호를 인가하여 기준주파수(fr)를 줄임으로써 전력소모를 줄일 수 있도록 한다.
이와 같이 이루어진 본 발명에 의해 다수개의 채널별로 각각 정전용량변화를 검출하기 위해 시간분할로 감지 주파수 fa와 fa보다 k배 느린 감지 주파수 fb를 발생한다. 그런다음 발생된 감지 주파수 fa 와 fb의 차이인 차주파수 fd를 연산하여 차주파수의 변화율을 연산하고 차주파수의 변화율을 소정의 감지레벨과 비교하여 차주파수의 변화율이 감지레벨보다 크면 정전용량변화 검출신호를 출력하여 정전용량변화를 검출하게 된다.
이때 정전용량변화가 감지될 경우 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 대상 커패시터(Cs)의 정전용량이 증가하는 시점이나 대상 커패시터(Cs)의 정전용량이 감소하는 시점에서는 정전용량이 변화하는 시점으로써 정밀도를 높이기 위해서 듀얼 주파수 발생주기 가변부(200)가 BF모드로 동작하여 감지 주파수 fa의 발생주기를 높이게 된다.
그러나, 대상 커패시터(Cs)의 정전용량이 감지되지 않는 상태나 감지되고 있는 상태에서는 정전용량의 변화가 없기 때문에 전력소모를 줄이기 위해서 듀얼 주 파수 발생주기 가변부(200)가 BS모드로 동작하여 감지 주파수 fa의 발생주기를 줄이게 된다.
한편, 정전용량변화 검출이 발생하지 않는다고 판단할 경우에는 슬립단자(SLEEP)를 통해 슬립신호를 인가함으로써 슬립모드로 동작하여 기준주파수 발생부(130a)에서 기준주파수(fr)를 낮추어 원천적으로 동작주파수 자체를 줄여 전력소모를 최소화하게 된다.
그러다가 정전용량변화가 감지될 경우에는 BF모드로 동작하게 된다.
이렇게 다채널을 운영하면서 정전용량변화가 감지되는 시점과 감지되지 않는 시점 및 슬립상태를 구분하여 BF모드, BS모드, 슬립모드로 운영하여 정밀도를 높이면서도 전력소모를 줄일 수 있게 된다.
한편, 다채널로 형성하면서 채널별로 감지레벨을 설정할 때 동일하게 설정할 경우 동일한 외부 커패시터(Cd)를 감지레벨 입력단(150)에 연결하지 않고 첫 번째 정전용량변화 검출모듈의 감지레벨 입력단(150)에 연결된 외부 커패시터(Cd)의 정전용량에 의한 도달시간을 적용하여 감지레벨을 설정함으로써 동일하게 감지레벨을 설정할 수 있게 된다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이 감도조절기(240)에서 두 번째 검출모듈의 감지레벨 입력단(150)에 연결된 외부 커패시터(Cd)에 의해 기준전압(Vth)에 도달하는 Cd2 시간과 최소시간(T1)을 서로 비교한다. 이때, Cd2 시간이 T1 시간보다 작을 경우 첫 번째 검출모듈의 Cd1 시간을 두 번째 검출모듈의 Cd2 시간으로 적용한다.
이와 같이 세 번째 검출모듈의 Cd3 시간을 T1 시간과 비교하여 Cd3 시간이 T1 시간보다 작을 경우에는 Cd2 시간을 세 번째 검출모듈의 Cd3 시간으로 적용한다.
이러한 방법으로 순차적으로 각각의 검출모듈의 Cd 시간을 T1 시간과 비교하여 그 값이 작을 경우에는 앞쪽 검출모듈의 Cd 시간으로 적용함으로써 첫 번째 검출모듈에 감지레벨을 조절하기 위한 외부 커패시터(Cd) 1개를 연결할 경우 나머지 검출모듈에서도 감지레벨을 동일하게 설정할 경우 감지레벨 입력단(150)에 외부 커패시터(Cd)를 연결하지 않고도 감지레벨을 설정할 수 있어 외부 커패시터(Cd)의 개수를 줄일 수 있다.
또한, 감지레벨을 중간에서 다르게 설정하기 위해서는 외부 커패시터(Cd)를 연결할 경우 그 뒤쪽의 검출모듈은 외부 커패시터(Cd)를 연결한 값으로 설정된다.
그리고, 채널의 감지레벨을 조절하고자 할 때 하나만 조절함으로써 모든 채널에 대해 감지레벨을 조절할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 시분할된 듀얼 주파수를 이용하여 정전용량 변화를 검출하는 정전용량변화 검출모듈을 다수개 장착된 다채널 정전용량변화 검출장치에서 정전용량 변화가 감지되는 초기시점이나 감지신호가 해제되는 시점에서는 듀얼 주파수의 발생주기를 높이고 감지 감지상태나 감지되지 않는 상태에서는 듀얼 주파수의 발생주기를 낮추고 사용하지 않을 경우에는 기준주파수를 변경하여 전력 소모를 최소화시켜 감지신호의 정밀도를 높일 뿐만 아니라 전력소모를 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 다수개의 채널에 대한 감지레벨을 조절하고자 할 때 하나만 조절함으로써 모든 채널에 대해 감지레벨을 간편하게 조절할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 다수개의 채널에 대해 동일한 감지레벨을 설정할 경우 하나의 외부 커패시터로 설정할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 대상 커패시터의 정전용량의 변화에 대하여 시간분할로 감지 주파수 fa와 fa보다 k배 느린 감지 주파수 fb를 발생하는 듀얼 주파수 발생부와, 감지주파수 fa 와 fb의 차이인 차주파수를 연산하는 차주파수 연산부와, 기준 주파수 생성부와 차주파수 변화율을 연산하는 연산부로 구성된 차주파수 변화율 연산부와, 소정의 감지레벨을 입력받는 감지레벨 입력단과, 감지레벨 입력단으로 입력되는 감지레벨과 차주파수 변화율 연산부에서 연산된 차주파수 변화율을 비교하는 비교부와, 비교부에서의 비교결과가 차주파수 변화율이 감지레벨보다 클 경우 하이신호에서 로우신호로 변환하여 출력하는 출력단과, 비교부에서의 비교결과 차주파수 변화율이 감지레벨보다 큰 결과가 나오기 시작할 때 또는 작은 결과가 나오기 시작할 때 이를 시점으로 하여 일정시간 동안 듀얼 주파수 발생부에서 발생되는 fa의 발생주기를 높여주는 듀얼 주파수 발생주기 가변부와, 외부에서 인가되는 전압에 따라 검출모듈을 인에이블시킬 뿐만 아니라 외부로 인에이블 신호를 출력하는 인에이블 신호 입출력부로 구성된 정전용량변화 검출모듈이 다수개 장착되어 이루어진 다채널 정전용량변화 검출장치에 있어서,
    상기 기준주파수 발생부의 기준주파수를 최소로 변경하기 위한 슬립단자와,
    상기 정전용량변화 검출모듈의 감지레벨 입력단에 외부 커패시터가 연결되지 않은 것으로 판단될 경우 다수개의 정전용량변화 검출모듈 중 어느 하나의 정전용량변화 검출모듈의 감지레벨로 설정되도록 하는 감도조절기
    를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다채널 정전용량변화 검출장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 기준주파수 발생부는
    전류미러의 기준전류를 발생시키기 위한 기준저항이 듀얼저항으로 형성된 기준전류 발생부와,
    상기 슬립단자의 입력값에 따라 상기 기준전류 발생부의 상기 듀얼저항을 선택하기 위한 콘트롤부
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다채널 정전용량변화 검출장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 외부 커패시터의 연결여부는 기준전압까지 도달되는 최소시간보다 짧을 경우 상기 외부 커패시터가 연결되지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 다채널 정전용량변화 검출장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 외부 커패시터의 연결여부는 순차적으로 판단하는 것을 특징으로 하는 다채널 정전용량변화 검출장치.
  5. 채널별로 각각 정전용량의 변화에 대하여 시간분할로 감지 주파수 fa와 상기 fa보다 k배 느린 감지 주파수 fb를 발생하는 제1단계와, 상기 감지 주파수 fa 와 fb의 차이인 차주파수 fd를 연산하는 제2단계와, 상기 차주파수의 변화율을 연산하 는 제3단계와, 상기 차주파수의 변화율을 소정의 감지레벨과 비교하여 상기 차주파수의 변화율이 상기 감지레벨보다 크면 정전용량변화 검출신호를 출력하는 제4단계,를 포함하는 다채널 정전용량변화 검출방법에 있어서,
    상기에서 정전용량변화가 감지될 경우 상기 감지 주파수 fa의 발생주기를 높이는 제 5단계와,
    상기에서 정전용량변화가 감지되지 않을 경우 상기 감지 주파수 fa의 발생주기를 낮추는 제 6단계와,
    슬립단자의 입력값에 따라 기준주파수를 낮추어 상기 감지 주파수 fa의 발생주기를 최소로 낮추는 제 7단계
    를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다채널 정전용량변화 검출방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 7단계에서 정전용량변화가 감지될 경우 상기 제 5단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 다채널 정전용량변화 검출방법.
KR1020060001341A 2006-01-05 2006-01-05 다채널 정전용량변화 검출장치 및 그 방법 KR100695905B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060001341A KR100695905B1 (ko) 2006-01-05 2006-01-05 다채널 정전용량변화 검출장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060001341A KR100695905B1 (ko) 2006-01-05 2006-01-05 다채널 정전용량변화 검출장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100695905B1 true KR100695905B1 (ko) 2007-03-20

Family

ID=41563426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060001341A KR100695905B1 (ko) 2006-01-05 2006-01-05 다채널 정전용량변화 검출장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100695905B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100946246B1 (ko) 2007-12-04 2010-03-09 에이디반도체(주) 채널입력단자의 수를 최소화한 다채널 정전용량 터치센서
KR101687185B1 (ko) * 2015-10-27 2016-12-16 지투지솔루션(주) 단일 레이어 터치 패널의 능동형 저전력 afe 시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100946246B1 (ko) 2007-12-04 2010-03-09 에이디반도체(주) 채널입력단자의 수를 최소화한 다채널 정전용량 터치센서
KR101687185B1 (ko) * 2015-10-27 2016-12-16 지투지솔루션(주) 단일 레이어 터치 패널의 능동형 저전력 afe 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9261545B2 (en) Capacitance voltage conversion circuit, input apparatus using the same, electronic instrument, and capacitance voltage conversion method
US10082919B2 (en) Semiconductor device
CN101578526B (zh) 积分时间和/或电容测量系统、方法及设备
JP6013221B2 (ja) 集積回路装置
US20120092297A1 (en) Multi-touch panel capacitance sensing circuit
US7262640B2 (en) Voltage-frequency conversion apparatus
US20130050140A1 (en) Control circuit and control method for the touch panel
US9197207B2 (en) Touch sensor circuit and touch display device
CN111801584B (zh) 电容检测电路、触控装置和终端设备
US11092633B2 (en) Capacitance detection circuit, semiconductor device, input device and electronic apparatus including the same, and method of detecting capacitance
US20100283759A1 (en) Touch sensor system and microcomputer
JP2020086743A (ja) タッチ検出回路、入力装置、電子機器
KR102025093B1 (ko) 펄스 생성기 및 이를 포함하는 아날로그-디지털 변환기
JP2004198393A (ja) 周波数測定回路およびそれを用いた振動センサ式差圧・圧力伝送器
JP2014071885A5 (ko)
JP2019501456A (ja) 動作電圧を制御するシステムおよび方法
JP2006071629A (ja) 静電容量変化検出方法及び検出集積回路
KR20180093871A (ko) 전압 측정 회로
KR100695905B1 (ko) 다채널 정전용량변화 검출장치 및 그 방법
US20110068805A1 (en) Sensing circuit for sensing electric fuse and sensing method thereof
KR100632864B1 (ko) 정전용량변화 검출방법 및 검출집적회로
CN101257252B (zh) 电压控制电路
US20230418411A1 (en) Touch driving apparatus, touch control apparatus and touch driving method
KR100653403B1 (ko) 정전용량변화 검출방법 및 검출집적회로
KR100685365B1 (ko) 다채널 정전용량변화 검출장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130305

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140306

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150303

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160303

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee