KR101172798B1 - 커패시턴스 측정 회로 및 커패시턴스 측정 방법 - Google Patents

커패시턴스 측정 회로 및 커패시턴스 측정 방법 Download PDF

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Abstract

커패시턴스 측정 회로 및 커패시턴스 측정 방법을 공개한다. 커패시턴스 측정 회로 및 커패시턴스 측정 방법은 제어부가 감지 신호의 레벨에 상관없이 지정된 규칙에 따라 제어 코드를 소정 횟수 발생하고, 발생된 제어 코드에 따른 감지 신호의 레벨이 정상으로 판별되면, 제어 코드를 변경하여 커패시턴스 값을 측정한다. 따라서 측정된 커패시턴스 값이 노이즈에 영향을 거의 받지 않으며, 안정적인 값으로 출력될 수 있다.

Description

커패시턴스 측정 회로 및 커패시턴스 측정 방법{Capacitance measurement circuit and method for measuring capacitance thereof}
본 발명은 커패시턴스 측정 회로 및 커패시턴스 측정 방법에 관한 것으로, 특히 노이즈의 영향을 줄일 수 있는 커패시턴스 측정 회로 및 커패시턴스 측정 방법에 관한 것이다.
커패시턴스 측정 회로(capacitance measurement circuit)는 커패시턴스를 측정하기 위한 회로로서, 각종 회로 또는 소자의 커패시턴스를 측정하기 위하여 주로 사용된다. 그러나 최근에는 각종 휴대용 장치가 터치 패드, 터치스크린 및 접근 감지 센서와 같은 사용자 인터페이스를 제공함에 따라 사용자의 접촉 및 접근을 감지할 수 있는 커패시턴스 측정 회로의 적용 범위가 확대되고 있다.
도 1은 종래의 커패시턴스 측정 회로의 일예를 나타내는 도면으로, 한국 특허 공개 10-2009-0026791호에 공개되어 있다. 도 1에 도시된 커패시턴스 측정 회로(1)는 펄스 신호 발생부(10), 펄스 신호 전달부(20), 펄스 신호 검출부(30) 및 제어부(40)를 구비한다.
펄스 신호 발생부(10)는 제어부(40)로부터 전송되는 제어 코드(Ccode)에 따라 펄스 신호(pul)의 펄스폭을 설정하고, 설정된 펄스폭을 가지는 펄스 신호(pul)를 발생한다.
펄스 신호 발생부(10)는 클럭 신호 발생기(11)와 가변 지연 체인(VDC), 인버터(INV) 및 앤드 게이트(AND)를 구비한다. 클럭 신호 발생기(11)는 클럭 신호(clk)를 발생하여 가변 지연 체인(VDC) 및 앤드 게이트(AND)로 각각 전송한다. 가변지연 체인(VDC)은 제어부(40)에서 출력되는 제어 코드(Ccode)에 응답하여 클럭 신호(clk)를 가변 지연하여 지연 클럭 신호(dclk)를 출력한다. 인버터(INV)는 가변 지연 체인(VDC)로부터 출력되는 지연 클럭 신호(dclk)를 반전한다. 앤드 게이트(AND)는 클럭 신호 발생기(11)로부터 전송되는 클럭 신호(clk)와 가변 지연 체인(VDC) 및 인버터(INV)를 거쳐 전송되는 반전 지연 클럭 신호(/dclk)를 논리곱하여 가변 지연 체인(VDC)의 지연시간에 대응되는 펄스폭을 가지는 펄스 신호(pul)를 발생한다. 가변 지연 체인(VDC)의 지연시간은 제어 코드(Ccode)에 대응하는 시간이다. 따라서, 펄스 신호(pul)의 펄스폭도 제어 코드(Ccode)에 대응하는 폭이 된다.
저항(R1)과 패드(PAD)로 구성되는 펄스 신호 전달부(20)는 패드(PAD)에 소정의 정전 용량을 갖는 접촉 물체가 접촉되면 펄스 신호(pul)는 패드(PAD)를 통해 인가된 접촉 물체의 커패시턴스와 저항(R1)에 의해 펄스 신호(pul)의 신호 레벨이 낮아지게 된다. 여기서, 지연 펄스 신호(dpul)는 펄스 신호(pul)가 저항(R1)과 패드(PAD)를 통과한 펄스를 의미한다.
이때, 접촉 물체는 소정의 커패시턴스을 가지는 모든 물체가 적용될 수 있으며, 대표적인 예로 많은 전하를 축적할 수 있는 사람의 인체가 있다.
펄스 신호 검출부(30)는 지연 펄스 신호(dpul)를 감지하여 감지 신호(det)를 출력한다. 접촉물체의 커패시턴스에 의해 지연 펄스 신호(dpul)의 신호 레벨이 일정 수준 이하로 감소하면 지연 펄스 신호(dpul)는 펄스 신호 검출부(30)에서 검출되지 않는다. 또는 제어부(40)로부터 입력되는 제어코드(Ccode)가 일정 이하가 되어 펄스 신호(pul)의 폭이 일정한 값 이하가 되어도 지연 펄스 신호(dpul)는 펄스 신호 검출부(30)에서 검출되지 않는다. 펄스 신호 검출부(30)는 T-플립플롭(31) 및 주기 판별기(32)를 구비한다. T-플립플롭(TFF)은 클럭 신호(clk)에 응답하여 지연 펄스 신호(dpul)를 인가받고, 지연 펄스 신호(dpul)가 전달되면 클럭 신호(clk)의 상승 에지 또는 하강 에지에 동기화되어 출력 신호를 토글링하고, 지연 펄스 신호(dpul)가 전달되지 않으면 출력 신호를 토글링시키지 않는다. 주기 판별기(32) T-플립플롭(31)의 출력 신호가 주기적으로 천이하는지를 판별하여 주기적으로 천이하는 경우에 하이 레벨의 감지 신호(det)를 출력하고, 주기적으로 천이하지 않으면 로우 레벨의 감지 신호(det)를 출력한다.
제어부(40)는 코드 발생부(41)를 구비하여, 감지 신호(det)에 따라 접촉 물체의 커패시턴스 값에 대응하는 제어 코드(Ccode)를 출력한다. 감지 신호(det)가 로우 레벨로 인가되면 제어 코드(Ccode)를 증가하여 출력하고, 감지 신호(det)가 하이 레벨로 인가되면 제어 코드(Ccode)를 감소하여 출력한다. 그리고 펄스 신호 발생부(10)의 가변 지연 체인(VDC)은 제어 코드(Code)에 응답하여, 클럭 신호(clk)의 지연 시간을 조절하여 지연 클럭 신호(dclk)를 출력한다. 따라서 제어 코드(Ccode)에 의해 펄스 신호 발생부(10)에서 출력되는 펄스 신호의 폭이 조절된다.
도 2 및 도 3은 도 1의 커패시턴스 측정 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 커패시턴스 측정 회로(1)의 제어부(40)는 감지 신호(det)에 응답하여 제어 코드(Ccode)를 조절한다. 즉, 제어부(40)의 코드 발생부(41)는 펄스 신호 검출부(30)에서 출력되는 감지 신호(det)가 로우 레벨이면 제어 코드(Ccode)를 증가시키고, 펄스 신호 검출부(30)에서 출력되는 감지 신호(det)가 하이 레벨이면 제어 코드(Ccode)를 감소시킨다.
제어 코드(Ccode)에 응답하여 가변 지연 체인(VDC)은 클럭 신호(clk)를 가변 지연하여 지연 클럭 신호(dclk)를 출력하고, 펄스 신호 발생부(10)는 가변 지연 체인(VDC)에서 클럭 신호(clk)를 지연하는 시간에 따라 펄스 신호(pul)의 폭을 가변하여 출력한다. 그리고 펄스 신호 검출부(30)는 펄스 신호 전달부(20)의 패드(PAD)를 통해 인가되는 커패시턴스에 의해 지연되는 지연 펄스 신호(dpul)를 감지하여 감지 신호(det)를 출력한다.
즉, 패드(PAD)를 통해 인가되는 커패시턴스에 따라 펄스 신호(pul)가 지연 펄스 신호(dpul)로 전달될 수 있는지 여부가 결정된다. 즉, 패드(PAD)를 통해 인가되는 커패시턴스에 비해 펄스 신호(pul)의 펄스폭이 작으면 펄스 신호(pul)는 지연 펄스 신호(dpul)로 전달되지 못하며(즉, 펄스 신호 검출부(30)는 지연 펄스 신호(dpul)를 검출할 수 없으며), 패드(PAD)를 통해 인가되는 커패시턴스에 비해 펄스 신호(pul)의 펄스폭이 크면 펄스 신호(pul)는 지연 펄스 신호(dpul)로 전달될 수 있다(즉, 펄스 신호 검출부(30)는 지연 펄스 신호(dpul)를 검출할 수 있다.). 따라서, 펄스 신호 검출부(30)가 지연 펄스 신호(dpul)가 전달되는지 여부(즉, 지연 펄스 신호(dpul)가 검출되는지 여부)에 따라 감지 신호(det)를 출력하고, 제어부(40)가 감지 신호(det)에 따라 제어 코드(Ccode)를 가변시킴과 동시에 감지 신호(det)를 체크함으로써 패드(PAD)를 통해 인가되는 커패시턴스를 측정할 수 있다.
도 1의 커패시턴스 측정 회로(1)에서 코드 발생부(41)는 제어 코드(Ccode)를 1비트 단위로 업/다운하기 때문에 노이즈에 의해 변동되는 제어 코드(Ccode)의 변동 폭이 크지 않다. 그러나 도 1의 커패시턴스 측정 회로(1)의 실제 동작에 있어서는 비록 제어 코드(Ccode)가 1비트 단위로 업/다운될지라도, 노이즈에 의해 제어 코드(Ccode)가 계속적으로 변동된다. 이러한 제어 코드(Ccode)의 변동은 제어부(40)가 필터를 추가로 구비하여 필터링하더라도, 커패시턴스 측정 회로(1)가 안정적인 제어 코드(Ccode)를 출력하기 어렵게 한다.
본 발명의 목적은 노이즈의 영향을 줄일 수 있는 커패시턴스 측정 회로를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 목적을 달성하기 위한 커패시턴스 측정 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 커패시턴스 측정 회로는 제어 코드에 응답하여 클럭 신호의 펄스폭을 가변하여 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호 발생부, 패드를 구비하고, 상기 패드를 통해 인가되는 커패시턴스에 응답하여 상기 펄스 신호를 지연하여 지연 펄스 신호를 출력하는 펄스 신호 전달부, 상기 클럭 신호에 응답하여 상기 지연 펄스 신호를 검출하여 감지 신호를 출력하는 펄스 신호 검출부, 및 지정된 규칙에 따라 상기 제어 코드를 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 신호 발생부로 인가하고, 생성된 상기 제어 코드에 응답하여 인가되는 상기 복수개의 감지 신호를 판별하여 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 제어부를 구비한다.
상기 목적을 달성하기 위한 제어부는 동일한 값의 상기 제어 코드를 n회(n은 자연수) 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하고, 상기 n회 생성된 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 저장하고, 저장된 복수개의 상기 감지 신호에서 1의 개수가 p개(p는 n보다 작거나 같은 자연수) 이상이면, 상기 제어 코드를 감소하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 제어부는 상기 저장된 복수개의 감지 신호에서 0의 개수가 q개(q는 n보다 작거나 같은 자연수) 이상이면, 상기 제어 코드를 증가하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 제어부는 상기 제어 코드의 증가 및 감소가 지정된 횟수 이상 반복되면, 상기 제어 코드를 커패시턴스 값으로서 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 제어부는 순차적으로 증가하는 상기 r개(r은 자연수)의 제어 코드를 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하고, 상기 생성된 r개의 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 순차적으로 저장하고, 저장된 복수개의 상기 감지 신호 중 1의 값을 갖는 감지 신호 이후에 0의 값을 갖는 감지 신호가 있으면, 노이즈가 포함된 것으로 판단하여 상기 순차적으로 증가하는 상기 r개의 제어 코드를 다시 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 제어부는 상기 저장된 복수개의 감지 신호 중 0의 값을 갖는 감지 신호 이후에 저장된 감지 신호가 모두 1의 값을 가지면, 최초 1의 값을 갖는 감지 신호에 대응하는 제어 코드를 커패시턴스 값으로서 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 제어부는 순차적으로 감소하는 상기 s개(s는 자연수)의 제어 코드를 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하고, 상기 생성된 s개의 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 순차적으로 저장하고, 저장된 복수개의 상기 감지 신호 중 0의 값을 갖는 감지 신호 이후에 1의 값을 갖는 감지 신호가 있으면, 노이즈가 포함된 것으로 판단하여 상기 순차적으로 감소하는 상기 s개의 제어 코드를 다시 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 제어부는 상기 저장된 복수개의 감지 신호 중 1의 값을 갖는 감지 신호 이후에 저장된 감지 신호가 모두 0의 값을 가지면, 최초 0의 값을 갖는 감지 신호에 대응하는 제어 코드를 커패시턴스 값으로서 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 제어부는 상기 제어 코드가 가질 수 있는 최대값 이내에서 설정된 범위의 상한 및 하한에 대응하는 제어 코드를 교대로 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하고, 상기 생성된 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 순차적으로 저장하고, 저장된 복수개의 상기 감지 신호 중 상기 하한에 대응하는 상기 제어 코드에 대해 상기 감지 신호가 1의 값을 가지고 상기 상한에 대응하는 상기 제어 코드에 대해 상기 감지 신호가 0의 값을 가지면, 노이즈가 포함된 것으로 판단하여 상기 설정된 범위의 상한 및 하한에 대응하는 제어 코드를 다시 교대로 복수 횟수 다시 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 펄스 신호 검출부는 상기 지연 펄스 신호를 각각 다른 이득으로 증폭하여 각각 증폭 신호를 출력하는 복수개의 증폭기, 및 상기 복수개의 증폭기 각각에 대응하여 구비되고, 각각 대응하는 상기 증폭 신호를 래치하여 래치 신호를 출력하는 복수개의 플립플롭을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 제어부는 상기 복수개의 래치 신호들의 변화를 감지하여 노이즈 포함 여부를 판별하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 커패시턴스 측정 방법은 제어 코드에 응답하여 클럭 신호의 펄스폭을 가변하여 펄스 신호를 발생하는 단계, 패드를 통해 인가되는 커패시턴스에 응답하여 상기 펄스 신호를 지연하여 지연 펄스 신호를 출력하는 단계, 상기 클럭 신호에 응답하여 상기 지연 펄스 신호를 검출하여 감지 신호를 출력하는 단계, 및 상기 제어 코드를 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 신호 발생부로 인가하고, 생성된 상기 제어 코드에 응답하여 인가되는 상기 복수개의 감지 신호를 판별하여 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계를 구비한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는 동일한 값의 상기 제어 코드를 n회(n은 자연수) 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하는 단계, 상기 n회 생성된 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 저장하는 단계, 및 저장된 복수개의 상기 감지 신호에서 1의 개수가 p개(p는 n보다 작거나 같은 자연수) 이상이면, 상기 제어 코드를 감소하여 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는 상기 저장된 복수개의 감지 신호에서 0의 개수가 q개(q는 n보다 작거나 같은 자연수) 이상이면, 상기 제어 코드를 증가하여 출력하는 단계를 더 구비할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는 순차적으로 증가하는 상기 r개(r은 자연수)의 제어 코드를 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하는 단계, 상기 생성된 r개의 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 순차적으로 저장하는 단계, 및 저장된 복수개의 상기 감지 신호 중 1의 값을 갖는 감지 신호 이후에 0의 값을 갖는 감지 신호가 있으면, 노이즈가 포함된 것으로 판단하여 상기 순차적으로 증가하는 상기 r개의 제어 코드를 다시 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는 순차적으로 감소하는 상기 s개(s는 자연수)의 제어 코드를 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하는 단계, 상기 생성된 s개의 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 순차적으로 저장하는 단계, 및 저장된 복수개의 상기 감지 신호 중 0의 값을 갖는 감지 신호 이후에 1의 값을 갖는 감지 신호가 있으면, 노이즈가 포함된 것으로 판단하여 상기 순차적으로 감소하는 상기 s개의 제어 코드를 다시 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는 상기 제어 코드가 가질 수 있는 최대값 이내에서 설정된 범위의 상한 및 하한에 대응하는 제어 코드를 교대로 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하는 단계, 상기 생성된 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 순차적으로 저장하는 단계, 저장된 복수개의 상기 감지 신호 중 상기 하한에 대응하는 상기 제어 코드에 대해 상기 감지 신호가 1의 값을 가지고 상기 상한에 대응하는 상기 제어 코드에 대해 상기 감지 신호가 0의 값을 가지면, 노이즈가 포함된 것으로 판단하여 상기 설정된 범위의 상한 및 하한에 대응하는 제어 코드를 다시 교대로 복수 횟수 다시 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 커패시턴스 측정 회로 및 커패시턴스 측정 방법은 제어부가 감지 신호의 레벨에 상관없이 지정된 규칙에 따라 제어 코드를 소정 횟수 발생하고, 발생된 제어 코드에 따른 감지 신호의 레벨이 정상으로 판별되면, 제어 코드를 변경하여 커패시턴스 값을 측정하므로, 측정된 커패시턴스 값이 노이즈에 영향을 거의 받지 않으며, 안정적인 값으로 출력될 수 있다.
도 1은 종래의 커패시턴스 측정 회로의 일예를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 커패시턴스 측정 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 커패시턴스 측정 회로의 일예를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 커패시턴스 측정 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 4의 커패시턴스 측정 회로의 커패시턴스 측정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 도 7에 나타낸 커패시턴스 측정 방법의 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 도 4의 커패시턴스 측정 회로가 노이즈 플래그 신호를 출력할 수 있도록 하는 순서도이다.
도 10은 도 4의 커패시턴스 측정 회로의 커패시턴스 측정 방법의 다른 예를 나타내는 순서도이다.
도 11은 도 4의 커패시턴스 측정 회로의 커패시턴스 측정 방법의 다른 예를 나타내는 순서도이다.
도 12는 본 발명에 따른 커패시턴스 측정 회로의 커패시턴스 측정 방법의 다른 예의 개념을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명에 다른 예에 따른 커패시턴스 측정 회로를 나타내는 도면이다.
도 14는 도 13의 펄스 신호 검출부가 지연 펄스 신호를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 13의 커패시턴스 측정 회로의 커패시턴스 측정 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 노이즈의 영향을 줄일 수 있는 커패시턴스 측정 회로 및 커패시턴스 측정 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 커패시턴스 측정 회로의 일예를 나타내는 도면이고, 도 5 및 도 6은 도 4의 커패시턴스 측정 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 커패시턴스 측정 회로(100)는 도 1과 동일하게 펄스 신호 발생부(110), 펄스 신호 전달부(120), 펄스 신호 검출부(130) 및 제어부(140)를 구비한다. 본 발명의 커패시턴스 측정 회로(100)에서 펄스 신호 발생부(110), 펄스 신호 전달부(120), 펄스 신호 검출부(130)는 도 1의 커패시턴스 측정 회로(1)의 펄스 신호 발생부(10), 펄스 신호 전달부(20), 펄스 신호 검출부(30)와 동일하게 동작하므로 별도로 설명하지 않는다. 그러나 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 커패시턴스 측정 회로(100)의 제어부(140)는 도 1의 제어부(40)와 달리 하이 레벨 또는 로우 레벨의 감지 신호(det)가 인가되어도 즉시 제어 코드(Ccode)를 변경하지 않는다. 본 발명의 커패시턴스 측정 회로(100)에서 제어부(140)는 하이 레벨 또는 로우 레벨의 감지 신호(det)가 인가되더라도 동일한 제어 코드(Ccode)를 복수 횟수 출력하도록 설정된다. 이를 위하여 제어부(140)의 코드 발생부(141)는 카운터를 추가로 구비할 수 있다.
또한, 도 4에서는 펄스 신호 발생부(110)가 제어 코드(Ccode)에 대응하는 펄스 폭을 가지는 펄스 신호(pul)를 출력하기 위해 클럭 신호 발생기(111), 가변 지연 체인(VDC), 인버터(INV) 및 앤드 게이트(AND)를 구비하는 경우를 예시하였으나, 제어 코드(Ccode)에 응답하여 제어 코드(Ccode)에 대응하는 펄스 폭을 가지는 펄스 신호(pul)를 출력하는 펄스 신호 발생부(110)는 다양하게 구성될 수 있다. 즉, 펄스 신호(pul)를 발생시키기 위한 논리 회로는 다양하게 구성될 수 있다.
또한, 도 4에서는 펄스 신호 검출부(130)가 지연 펄스 신호(dpul)가 전달되는지 여부(즉, 지연 펄스 신호(dpul)가 검출되는지 여부)에 따라 감지 신호(det)를 출력하기 위해 T-플립플롭(131) 및 주기 판별부(132)를 구비하는 경우를 예시하였으나, 펄스 신호 검출부(130)는 다른 플립플롭 및/또는 다른 논리 회로들로 구성될 수도 있다.
나아가, 도 4에서는 설명의 편의상, 제어 코드(Ccode)에 따라 특정 신호를 지연시키고, 이러한 지연 시간을 이용하여 제어 코드(Ccode)가 패드(PAD)에 접촉된 접촉 물체의 커패시턴스에 대응하는 값을 가지는지 여부를 나타내는 감지 신호(det)를 출력하기 위해, 커패시턴스 측정 회로(100)가 펄스 신호 발생부(110), 펄스 신호 전달부(120) 및 펄스 신호 검출부(130)을 구비하는 경우를 예시하였으나, 동일한 동작을 수행하기 위해 상기 회로들은 다른 로직 회로로 변경할 수도 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 실시예의 제어 코드(Ccode)에 따라 패드(PAD)를 통해 인가되는 접촉물체의 커패시턴스를 감지하여 감지 신호(det)를 출력하는 회로(즉, 펄스 신호 발생부(110), 펄스 신호 전달부(120) 및 펄스 신호 검출부(130))는 한국공개특허 10-2007-0005472 또는 10-2009-0026791에 공개된 다른 회로들로 대체될 수 있다.
도 5는 제어 코드(Ccode)에 응답하여 폭이 가변되는 펄스 신호(pul)와 감지 신호(det)의 변화를 나타낸다. 도 5에 도시된 바와 같이 제어부(140)가 동일한 제어 코드(Ccode)를 복수 횟수로 발생하므로, 펄스 신호 발생부(110)는 동일한 폭의 펄스 신호(pul)를 복수 횟수로 출력한다. 본 발명에서는 일예로 동일한 제어 코드(Ccode)가 발생되는 횟수를 4회로 설정하여 설명한다.
도 5를 참조하면, 제어부(140)는 감지 신호(det)의 레벨에 상관없이 동일한 제어 코드(Ccode)를 4회 출력한다. 펄스 신호 발생부(110)는 동일한 값으로 인가되는 제어 코드(Ccode)에 응답하여 동일한 폭을 갖는 펄스 신호(pul)를 4회 출력한다. 펄스 신호 전달부(120)는 패드(PAD)를 통해 커패시턴스가 인가되고 있으면 펄스 신호(pul)를 지연하여 지연 펄스 신호(dpul)를 펄스 신호 검출부(130)로 전송하고, 펄스 신호 검출부(130)는 클럭 신호(clk)에 응답하여 지연 펄스 신호(dpul)를 감지하여 감지 신호(det)를 출력한다. 제어부(140)는 감지 신호(det)를 인가받고, 동일한 제어 코드(Ccode)에 의해 동일한 폭으로 생성되는 펄스 신호(pul)에 대해 감지 신호(det)가 모두 동일한 레벨로 인가되는지를 확인한다. 도 5에서는 설명의 편의를 위하여 감지 신호(det)가 로우 레벨인 경우에 '0'으로, 감지 신호(det)가 하이 레벨인 경우에 '1'로 추가로 나타내었으며, 동일한 폭을 갖는 펄스 신호(pul)에 대한 감지 신호(det)를 그룹으로 표현하였다.
동일한 폭으로 생성되는 펄스 신호(pul)에 대해 감지 신호(det)가 모두 동일하게 '0'으로 인가되면, 패드(PAD)를 통해 인가된 커패시턴스가 제어 코드(Ccode)가 나타내는 커패시턴스보다 크다는 것을 알 수 있다. 또한 노이즈가 유입되지 않았음을 나타낸다. 따라서 제어부(140)는 제어 코드(Ccode)를 1비트 증가하여 4회 출력한다. 도 5에 도시된 바와 같이 펄스 신호(pul)의 폭이 2로 증가되었을 때, 노이즈가 유입되면, 감지 신호(det)가 변화된다. 동일한 크기의 커패시턴스가 패드(PAD)를 통해 인가되고 있으면, 동일한 폭을 갖는 펄스 신호(pul)에 대해 감지 신호(det)는 동일한 레벨을 가져야 한다. 따라서 동일한 폭을 갖는 펄스 신호(pul)에 대해 감지 신호(det)의 레벨이 변화하면, 노이즈가 유입된 것으로 판단할 수 있다. 이에 제어부(140)는 제어 코드(Ccode)를 변화하지 않고 다시 4회 출력한다. 즉 이전과 동일한 폭을 갖는 펄스 신호(pul)를 4회 출력한다. 그리고 펄스 신호(pul)에 대해 감지 신호(det)가 동일한 레벨로 출력되면, 노이즈가 유입되지 않은 정상 상태이다. 감지 신호(det)가 모두 동일하게 '0'으로 인가되면, 제어부(140)는 다시 제어 코드(Ccode)를 1비트 증가하여 4회 출력한다.
즉 제어부(140)는 동일한 제어 코드(Ccode)를 4회 출력하고, 제어 코드(Ccode)에 대응하는 감지 신호(det)가 모두 동일한 레벨로 인가되면 노이즈가 없는 정상 상태로 판단하여 제어 코드(Ccode)를 변화한다. 그리고 제어 코드(Ccode)에 대응하는 감지 신호(det)가 모두 동일한 레벨로 인가되지 않으면, 노이즈가 유입된 비정상 상태로 판단하여 다시 동일한 제어 코드(Ccode)를 4회 인가하여 정상 상태인지를 확인한다.
도 5에서는 펄스 신호(pul)의 폭이 2인 경우와 6인 경우에 노이즈가 유입된 상태를 나타내며, 따라서 제어부(140)는 펄스 신호(pul)의 폭이 2가 되도록하는 제어 코드(Ccode)와 6이 되도록 하는 제어 코드(Ccode)를 4회씩 2번 출력한다. 이후 펄스 신호(pul)의 폭이 7인 경우에 감지 신호(det)는 모두 동일하게 '1'로 인가된다. 이는 제어 코드(Ccode)가 현재 인가된 커패시턴스 값을 지적하고 있음을 나타낸다. 따라서 제어부(140)는 제어 코드(Ccode)를 1비트 줄여서 4회 출력한다. 이후 제어부(140)는 펄스 신호(pul)의 폭이 6 과 7로 반복되면, 제어 코드(Ccode)를 커패시턴스 값(CV)로서 외부로 출력한다.
도 6에서 제어 코드(Ccode1)는 노이즈가 없는 상태에서 제어부(140)에서 출력되는 제어 코드의 변화를 나타내며, 제어 코드(Ccode2)는 노이즈가 불규칙적으로 인가되는 상태에서 제어부(140)에서 출력되는 제어 코드의 변화를 나타낸다. 그리고 제어 코드(Ccode3)는 도 2에 도시된 종래의 커패시턴스 측정 회로(1)에서 출력되는 제어 코드를 제어 코드(Ccode1, Ccode2)와 비교하기 위하여 도시하였다. 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 커패시턴스 측정 회로(100)는 제어부(140)에서 출력되는 제어 코드(Ccode1, Ccode2)에 응답하여, 펄스 신호 발생부(110)가 동일한 폭을 갖는 펄스 신호(pul)를 4회씩 출력한다. 따라서 노이즈가 없는 정상 상태일지라도, 커패시턴스 측정 회로(100)가 커패시턴스 측정하시 시작하는 제1 시간(t1)으로부터 커패시턴스 크기에 대응하는 제어 코드(Ccode1)를 출력할 때까지의 시간(t3)은 종래의 커패시턴스 측정 회로(1)가 인가된 커패시턴스 크기에 대응하는 제어 코드(Ccode3)를 출력할 때까지의 시간(t2)보다 4배가 더 길다. 즉 도 4의 커패시턴스 측정 회로(100)는 도 1의 커패시턴스 측정 회로(1)보다 커패시턴스의 크기를 측정하기 위한 시간이 더 길다. 또한 노이즈(n1 ~ n5)가 인가된 경우에는 상기한 바와 같이 제어부가 동일한 제어 코드(Ccode2)를 다시 출력하므로, 커패시턴스의 크기를 측정하는 시간이 4배 보다 더 소요될 것이다. 제어 코드(Ccode2)에 나타난 바와 같이, 아주 작은 노이즈(n1, n4)가 유입되었을 때는 노이즈(n1, n4)가 감지 신호(det)의 레벨에 영향을 미치지 못하므로 모두 동일한 레벨의 감지 신호(det)를 인가받은 제어부(140)는 제어 코드(Ccode2)를 변화한다. 그러나 감지 신호(det)의 레벨을 변화시킬 수 있는 수준의 노이즈(n2, n3, n5)가 인가되면, 제어부(140)는 동일한 레벨의 제어 코드(Ccode2)를 다시 출력하므로 커패시턴스 값을 측정하기 위한 시간이 증가하게 된다. 그러나 종래의 커패시턴스 측정 회로(1)는 감지 신호(det)의 레벨을 변화시킬 수 있는 수준의 노이즈(n2, n3, n5)가 인가되면 제어 코드(Ccode3)가 변경되므로, 커패시턴스 값을 측정하기 위한 시간이 증가하게 된다. 따라서 노이즈 환경에서 도 4의 커패시턴스 측정 회로(100)는 도 1의 커패시턴스 측정 회로(1)보다 커패시턴스 값을 측정하기 위한 시간이 4배보다는 짧게 소요되는 경우도 생길 수 있다.
도 4의 커패시턴스 측정 회로(100)는 측정 시간이 길어지는 단점이 있으나, 측정된 커패시턴스 크기에 대응하는 제어 코드(Ccode1, Ccode2)는 노이즈에 의한 영향을 매우 적게 받으므로 커패시턴스 값(CV)은 매우 안정적인 값으로 출력된다. 즉 별도의 필터를 구비하지 않더라도 안정적이며 정확한 커패시턴스 값(CV)을 측정할 수 있다. (커패시턴스 값(CV)은 제어부(140)에서 출력되는 제어 코드와 동일하거나, 또는 상기 제어 코드에 상응하는 값일 수 있다.)
상기한 바와 같이 동일한 폭을 갖는 펄스 신호(pul)를 생성하고, 펄스 신호(pul)를 이용하여 패드(PAD)를 통해 인가되는 커패시턴스를 측정하도록 동일한 제어 코드(Ccode)를 복수 횟수 출력하는 것을 등가 펄스 폭 코드(Equal Pulse Width Code : 이하 EPW) 방식이라 할 수 있다.
상기에서는 코드 발생부(141)는 카운터를 구비하는 것으로 설명하였으나, 카운터는 코드 발생부(141)의 외부에 별도로 구비될 수도 있다. 또한 제어부가 동일한 제어 코드(Ccode)를 출력하는 횟수는 다양하게 설정될 수 있으며, 사용자에 의해 설정 될 수 있다.
또한 상기에서는 복수 횟수로 출력되는 동일 제어 코드(Ccode)에 대해 감지 신호(det)가 모두 동일한 값을 갖는 경우에만 제어 코드(Ccode)를 변경하는 것으로 설명하였으나, 제어 코드(Ccode)를 변경하기 위한 조건으로 동일한 값의 감지 신호(det)가 감지되는 횟수를 별도로 지정할 수도 있다. 예를 들어 상기한 바와 같이 동일한 제어 코드(Ccode)가 4회 출력되는 커패시턴스 측정 회로(100)에서 3회 이상 동일한 값의 감지 신호(det)가 제어부(140)로 인가되면, 제어부(140)는 1회에 대해서는 작은 노이즈가 인가된 것으로 판단하여 무시하고 제어 코드(Ccode)를 변경할 수 있다. 추가로 제어 코드(Ccode)를 변경하기 위한 조건으로 '0'의 값을 갖는 감지 신호(det)가 인가되는 횟수와 '1'의 값을 갖는 감지 신호(det)가 인가되는 횟수를 각각 설정할 수도 있다. 또한 도 5 및 도 6에 도시된 제어 코드(Ccode)가 점차로 증가하는 경우뿐만 아니라, 제어 코드(Ccode)가 점차로 감소하는 경우에도 동일한 방식으로 적용될 수 있다.
도 7은 도 4의 커패시턴스 측정 회로의 커패시턴스 측정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 커패시턴스 측정 회로(100)가 커패시턴스 측정 동작을 시작한다(S111). 커패시턴스 측정 회로(100)는 동작 초기에 제어 코드(Ccode)를 초기화 한다(S112). 제어 코드(Ccode)의 초기값은 환경에 따라 다양하게 설정할 수 있으며, 일예로 '0'으로 설정 될 수 있다.
제어 코드(Ccode)가 초기화되면, 이후 제어부(140)는 동일한 제어 코드(Ccode)가 발생되는 횟수(n)(n은 0 이상의 정수)를 초기화한다(S113). 그리고 펄스 신호 발생부(110)는 제어 코드(Ccode)에 응답하여 소정의 폭을 갖는 펄스 신호(pul)를 출력한다(S114). 그리고 펄스 신호 검출부(130)는 펄스 신호 전달부(120)를 통해 지연되어 인가되는 지연 펄스 신호(dpul)에 응답하여 감지 신호(det)를 출력한다. 제어부(140)는 감지 신호(det)가 '1'의 값을 갖는지 '0'의 값을 갖는지를 판별하여 저장한다(S115).
그리고 동일한 제어 코드(Ccode)가 발생된 횟수(n)가 설정된 최대 발생 횟수(Max_n)(Max_n은 자연수)보다 작은지 판별한다(S116). 제어 코드(Ccode)가 발생된 횟수(n)가 최대 발생 횟수(Max_n)보다 작으면, 동일 제어 코드(Ccode)가 발생된 횟수(n)를 1만큼 증가한다(S117). 그리고 다시 동일 제어 코드(Ccode)에 대응하는 펄스 신호를 생성한다(S114). 그러나 제어부(140)는 동일 제어 코드(Ccode)가 발생된 횟수(n)가 최대 발생 횟수(Max_n)보다 작지 않으면, 판별된 감지 신호(det)에서 0의 개수 및 1의 개수를 계산한다(S118).
제어부(140)는 동일 제어 코드(Ccode)에 대해 '1'의 값을 갖는 감지 신호(det)의 개수가 p(p는 Max_n 보다 작거나 같은 자연수)개 이상인지 또는 '0'의 값을 갖는 감지 신호(det)의 개수가 q(q는 Max_n 보다 작거나 같은 자연수)개 이상인지를 판단한다(S150). 여기서 p는 제어 코드(Ccode)를 변경하기 위한 '1'의 값을 갖는 감지 신호(det)가 인가되는 횟수를 설정하기 위하여 지정되는 값이고, q는 제어 코드(Ccode)를 변경하기 위한 '0'의 값을 갖는 감지 신호(det)가 인가되는 횟수를 설정하기 위하여 지정되는 값이다.
동일한 제어 코드(Ccode)에 대해 '1'의 값을 갖는 감지 신호(det)의 개수가 p개 이상이면, 제어부(40)는 제어 코드(Ccode)가 패드(PAD)를 통해 인가된 커패시턴스의 크기에 대응하는 값보다 크다고 판단하고, 제어 코드(Ccode)를 감소하여 출력한다. 반면에, 동일한 제어 코드(Ccode)에 대해 '0'의 값을 갖는 감지 신호(det)의 개수가 q개 이상이면, 제어부(140)는 제어 코드(Ccode)가 패드(PAD)를 통해 인가된 커패시턴스의 크기에 대응하는 값에 도달하지 못한 것으로 판단하고, 제어 코드(Ccode)를 증가하여 출력한다(S160).
그러나 '1'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 p개보다 많지 않고, 0'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 q개보다 많지 않으면, 제어부(140)는 노이즈가 존재했던 것으로 판단하여 제어 코드(Ccode)를 변경하지 않고, 다시 동일한 폭을 갖는 펄스 신호(pul)를 생성하도록 제어 코드(Ccode) 발생된 횟수(n)를 초기화한다(S113).
또한, 제어부(140)는 제어 코드(Ccode)가 반복되는지를 판단한다(S170). 즉, 제어부(140)는 소정의 값(예를 들면, k)을 가지는 제어 코드(Ccode)와 또 다른 소정의 값(예를 들면, k+1)을 가지는 제어 코드(Ccode)가 교대로 반복적으로 발생되는지 여부를 판단할 수 있다. 도 7의 실시예에서, 제어 코드(Ccode)는 Max_n회씩 동일한 값으로 발생된다. 결과적으로, S170 단계에서, 제어부(140)는 소정의 값(예를 들면, k)을 가지는 제어 코드(Ccode)가 Max_n회 발생되고, 또 다른 소정의 값(예를 들면, k+1)을 가지는 제어 코드(Ccode)가 Max_n회 발생되되, 이러한 동작이 반복적으로 발생되는지 여부를 판단할 수 있다.
제어부(140)는 S170 단계에서 판단한 결과, 제어코드(Ccode)가 반복되면 제어 코드(Ccode)가 패드(PAD)를 통해 인가된 커패시턴스 값에 대응하는 값을 갖는 것으로 판단하고, 제어 코드(Ccode)를 커패시턴스 값(CV)으로서 출력한다(S180). (예를 들면, 상술한 바와 같이, 제어 코드(Ccode)가 k와 k+1로 반복적으로 발생되는 경우, 제어부(140)는 k 또는 k+1 또는 k와 k+1를 기초로 한 임의의 다른 값을 커패시턴스 값으로서 출력할 수 있다.) 그러나 제어코드(Ccode)가 반복되지 않으면, 제어부(140)는 제어 코드(Ccode)가 패드(PAD)를 통해 인가된 커패시턴스의 크기에 대응하는 값에 도달하지 못한 것으로 판단하여, 증가 또는 감소된 제어 코드(Ccode)에 응답하여 펄스 신호(pul)를 생성하도록 제어 코드(Ccode) 발생된 횟수(n)를 초기화한다(S113).
도 7에서 p와 q는 동일 제어 코드(Ccode)가 출력되는 최대 횟수(Max_n)와 동일하게 설정될 수 있으며, p와 q가 동일 제어 코드(Ccode)가 출력되는 최대 횟수와 동일하게 설정되면, 도 5 및 6과 같이 동일한 제어 코드(Ccode)에 대해 감지 신호(det)가 모두 동일하게 '1'또는 '0'의 값을 갖는 경우에만 제어 코드(Ccode)가 조절될 것이다.
또한, 도 7에서는 제어부(140)가 제어 코드(Ccode)가 반복되는지 여부를 판단하여 제어 코드(Ccode)를 커패시턴스 값으로 출력하는 경우를 예시하였으나, 감지 신호(det)가 '0'과 '1'이 반복적으로 출력되는지 여부를 판단하여 제어 코드(Ccode)를 커패시턴스 값으로 출력할 수도 있다.
도 8은 도 7의 순서도에서 S150 및 S160 단계의 구체적인 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8에서, S111 내지 S118 단계, S170 단계, 및 S180 단계는 도 7에서 설명한 것과 동일하므로 도 7의 설명을 참고로 하면 이해될 것이다. 다만, S112 단계에서, 제어 코드(Ccode) 뿐만 아니라 감지 신호(det)도 초기화될 수 있다.
S118 단계에서, 제어부(140)가 판별된 감지 신호(det)에서 0의 개수 및 1의 개수를 계산한 후, 제어부(140)는 이전의 감지 신호(det)가 0이었는지 여부를 판단한다(S119). 본 실시예에서, 제어부(140)는 동일한 제어 코드(Ccode)를 Max_n회씩 반복적으로 발생한다. Max_n회씩 발생된 동일한 제어 코드(Ccode)에 대하여, 감지 신호(det)가 모두 0이었을 뿐만 아니라, '0'의 값을 가지는 감지 신호(det)가 소정 개수 이상이었을 경우에도 제어부(140)는 이전의 감지 신호(det)가 0이었다고 판단할 수 있다. 또한, Max_n회씩 발생된 동일한 제어 코드(Ccode)에 대하여, '1'의 값을 가지는 감지 신호(det)가 소정 개수 이상이었을 경우에는, 제어부(140)는 이전의 감지 신호(det)가 '1'이었다고 판단할 수 있다.
이전의 감지 신호(det)가 0이었다면, 제어부는 '1'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 p1(p1은 Max_n보다 작거나 같은 자연수)개 이상인지 여부를 판단한다(S120).
S120 단계에서 판단한 결과, '1'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 p1개보다 작다면, '0'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 q2(q2는 Max_n보다 작거나 같은 자연수)개 이상인지 여부를 판단한다(S121).
S121 단계에서 판단한 결과, '0'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 q2개 이상이면, 제어부(140)는 제어 코드(Ccode)를 증가시키고(S122), n을 초기화한다(S113).
S121 단계에서 판단한 결과, '0'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 q2개 보다 작다면, 제어부(140)는 노이즈가 존재했던 것으로 판단하고, 제어 코드(Ccode)를 변경하지 않고 n을 초기화한다(S113).
S120 단계에서 판단한 결과, '1'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 p1개 이상이면, 제어부(140)는 제어 코드(Ccode)를 감소시키고(S123), 제어 코드(Ccode)가 반복되는지 여부를 판단한다(S170). 또한, 이 경우, 감지 신호(det)는 '0'에서 '1'로 변경된다.
S119 단계에서 판단한 결과, 이전의 감지 신호(det)가 '0'이 아니라면, 즉, 이전의 감지 신호(det)가 '1'이라면, 제어부(140)는 '0'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 q1(q1은 Max_n보다 작거나 동일한 자연수)개 이상인지 여부를 판단한다(S124).
S124 단계에서 판단한 결과, '0'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 q1개보다 작다면, 제어부(140)는 '1'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 p2(p2는 Max_n보다 작거나 동일한 자연수)개 이상인지 여부를 판단한다(S125).
S125 단계에서 판단한 결과, '1'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 p2개 이상이면, 제어부(140)는 제어 코드(Ccode)를 감소시키고(S126), n을 초기화한다(S113).
S125 단계에서 판단한 결과, '1'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 p2개보다 작다면, 제어부(140)는 노이즈가 존재하였다고 판단하고, 제어 코드(Ccode)를 변경하지 않고 n을 초기화한다(S113).
S124 단계에서 판단한 결과, '0'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 q1 이상이라면, 제어부(140)는 제어 코드(Ccode)를 증가시키고(S127), 제어 코드(Ccode)가 반복되는지 여부를 판단한다(S170).
도 8에서, p1 및 p2는 도 7에서 설명한 p와 동일한 성격의 값이며, p1과 p2는 동일할 수도 있고, 서로 다른 값일 수도 있다. 또한, q1 및 q2는 도 7에서 설명한 q와 동일한 성격의 값이며, q1과 q2는 동일할 수도 있고, 서로 다른 값일 수도 있다.
또한, 도 8에 나타낸 일부 단계들은 생략될 수 있다.
예를 들면, S112 단계에서, 제어 코드(Ccode)는 최소값(예를 들면, 0)으로, 감지 신호(det)는 '0'으로 초기화된 경우, 도 8에서 S119 단계, S123 단계, S124 단계 내지 S127 단계, 및 S170 단계들이 생략될 수 있다. 이 경우, S118 단계에서, 제어부(140)가 판별된 감지 신호(det)에서 0의 개수 및 1의 개수를 계산한 후, 제어부(140)는 '1'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 p1개 이상인지 여부를 판단한다(S120). S120 단계에서 판단한 결과, '1'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 p1개 이상이면, 제어부(140)는 그 때의 제어 코드(Ccode)를 커패시턴스 값(CV)으로 출력할 수 있다(S180). S120 단계에서 판단한 결과, '1'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 p1개보다 작다면, 제어부(140)는 '0'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 q2개 이상인지 여부를 판단한다(S121). S121 단계에서 판단한 결과, '0'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 q2개 이상이면, 제어부(140)는 제어 코드(Ccode)를 증가시킨 후(S122) n을 초기화하고(S113), S121 단계에서 판단한 결과, '0'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 q2개보다 작다면, 제어부(140)는 제어 코드(Ccode)를 변경시키지 않고 n을 초기화한다(S113).
또 다른 예로서, S112 단계에서, 제어 코드(Ccode)는 최대값으로, 감지 신호(det)는 '1'로 초기화된 경우, 도 8에서 S119 단계, S120 단계 내지 S123 단계, S127 단계, 및 S170 단계가 생략될 수 있다. 이 경우, S118 단계에서, 제어부(140)가 판별된 감지 신호(det)에서 0의 개수 및 1의 개수를 계산한 후, 제어부(140)는 '0'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 q1개 이상인지 여부를 판단한다(S124). S124 단계에서 판단한 결과, '0'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 q1개 이상이면, 제어부(140)는 그 때의 제어 코드(Ccode)를 커패시턴스 값(CV)으로 출력한다(S180). S124 단계에서 판단한 결과, '0'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 q1개보다 작다면, 제어부(140)는 '1'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 p2개 이상인지 여부를 판단한다(S125). S125 단계에서 판단한 결과, 1'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 p2개 이상이면, 제어부(140)는 제어 코드(Ccode)를 감소시키고(S126) n을 초기화한다(S113). S125 단계에서 판단한 결과, '1'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 p2개보다 작다면, 제어부(140)는 제어 코드(Ccode)를 변화시키지 않고 n을 초기화한다.
도 9는 도 4의 커패시턴스 측정 회로가 노이즈 플래그 신호를 출력할 수 있도록 하는 순서도이다.
상기한 EPW 방식을 사용하는 커패시턴스 측정 회로(100)는 동일한 제어 코드를 연속적으로 Max_n(예를 들면, 4)회 출력하고 동일한 제어 코드(Ccode)에 대해 동일한 값을 갖는 감지 신호(det)가 인가되면 제어 코드(Ccode)를 변경한다. 그러나 동일한 값을 갖는 감지 신호(det)가 인가되지 않으면, 노이즈가 있는 것으로 판단하여 동일한 제어 코드(Ccode)를 다시 Max_n(예를 들면, 4)회 출력하는 것으로 설명하였다. 그러나 노이즈가 많은 환경에서는 동일한 값을 갖는 감지 신호(det)가 계속적으로 인가되지 않을 수 있다. 이런 경우에 커패시턴스 측정 회로(100)는 제어 코드(Ccode)가 인가되는 커패시턴스의 크기에 대응하는 수준에 도달하지 못하고, 측정 시간이 계속적으로 길어지게 될 수 있다. 이에 도 8에서는 커패시턴스 측정 회로(100)가 노이즈가 많은 상태에서는 노이즈 상태임을 나타내는 노이즈 플래그를 표시하고 커패시턴스 측정 동작을 초기화 또는 중지 할 수 있도록 한다.
커패시턴스 측정 회로(100)가 커패시턴스 측정 동작을 시작한다(S211). 커패시턴스 측정 회로(100)는 동작 초기에 먼저 반복 횟수를 나타내는 반복 신호(Iter)(Iter 은 0 이상의 정수)와 제어 코드(Ccode)를 초기화한다(S212). S212 단계에서, 감지 신호(det)도 특정한 값으로 초기화될 수 있다.
S213 단계 내지 S227 단계, S270 단계, 및 S280 단계는 도 7 내지 도 8에서 설명한 S113 단계 내지 S127 단계, S170 단계, 및 S180 단계와 동일하므로 별도로 설명하지 않는다.
S225 단계에서 판단한 결과, '1'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 p2개 보다 작거나, S221 단계에서 판단한 결과, '0'의 값을 가지는 감지 신호(det)의 개수가 q2개보다 작다면, 제어부(140)는 반복 신호(Iter)가 설정된 최대 반복 회수(Max_Iter)(Max_Iter 은 자연수)보다 큰지를 판별한다(S230). 반복 신호(Iter)가 설정된 최대 반복 회수(Max_Iter)보다 크면, 계속적으로 포함되는 노이즈로 인하여 4회씩 동일한 값으로 출력되는 제어 코드(Ccode)가 설정된 최대 반복 횟수만큼 출력되었으며, 인가된 커패시턴스에 대응하는 값을 가지지 못하였으므로, 커패시턴스 측정 실패를 나타내는 노이즈 플래그(N_flag)를 활성화하여 출력하고(S232), S212 단계를 수행하여 초기화한다. 반면 반복 신호(Iter)가 설정된 최대 반복 신호(Max_Iter)보다 크지 않으면, 반복 신호(Iter)를 1 증가하고(S231), 다시 동일한 폭을 갖는 펄스 신호(pul)를 생성하도록 제어 코드(Ccode)가 발생된 횟수(n)를 초기화한다(S213).
따라서 도 9에 도시된 방법에 따른 커패시턴스 측정 회로는 노이즈가 계속적으로 유입되어 인가된 커패시턴스를 측정하기 어려운 경우에, 노이즈 플래그(N_flag)를 활성화하여 외부에 노이즈 상태임을 통지하고, 커패시턴스 측정 동작을 초기화할 수 있다. 도 9에서는, 노이즈 플래그(N_flag)를 활성화한 후(S232) 커패시턴스 측정 동작을 초기화하는 경우를 예시하였으나, 본 발명의 커패시턴스 측정 회로(100)는 노이즈 플래그(N_flag)가 활성화된 후 커패시턴스 측정 동작을 중지할 수도 있다. 이 경우, 본 발명의 커패시턴스 측정 회로(100)는 사용자에 의해 별도의 조작이 있을 때까지 대기할 수도 있다.
도 7 내지 도 9에서는 설명의 편의상 펄스 신호의 폭이 최소에서 증가하는 경우를 예를 들어 설명하였으나, 펄스 신호의 폭이 최대에서 감소하는 경우에도 본 발명의 개념을 적용할 수 있다.
도 10은 도 4의 커패시턴스 측정 회로의 커패시턴스 측정 방법의 다른 예를 나타내는 순서도이다.
상기한 EPW 방식을 사용하는 커패시턴스 측정 회로(100)는 동일한 제어 코드를 연속적으로 복수횟수 출력하고 감지 신호(det)를 판별하여 제어 코드(Ccode)를 변경한다. 따라서 도 2에 도시된 종래의 커패시턴스 측정 회로(1)에 비하여 안정적으로 커패시턴스 크기를 측정할 수 있으나, 측정 속도가 느리다. 이에 도 10 에서는 연속적으로 증가하는 제어 코드(Ccode)를 인가하고, 각각의 제어 코드(Ccode)에 대응하여 출력되는 감지 신호(det) 값이 정해진 규칙에 따르는지를 판별하여 노이즈 포함 여부를 판별 할 수 있도록 한다. 연속적으로 증가하는 제어 코드(Ccode)를 인가하므로 EPW 방식과 구별하여 증가 펄스 폭 코드(Increasing Pulse Width Code : 이하 IPW) 방식이라 할 수 있을 것이다.
IPW 방식의 개념을 설명하기 위하여 도 2를 참조하여 설명한다. 노이즈가 없는 상태에서 제어 코드(Ccode)는 순차적으로 증가하여도 감지 신호(det)는 모두 '0'의 값으로 출력되며, 제어 코드(Ccode)가 인가된 커패시턴스의 크기에 대응하는 값을 갖게 되면, 비로소 감지 신호(det)는 '1'의 값으로 출력될 것이다. 그리고 제어 코드(Ccode)가 인가된 커패시턴스의 크기에 대응하는 값보다 큰 값을 갖게 되는 경우에도 감지 신호(det)는 '1'의 값으로 출력 될 것이다. 따라서 EPW 방식과 유사하게 제어부(140)가 감지 신호(det)의 값에 무관하게 연속적으로 증가하는 제어 코드(Ccode)를 출력하는 IPW 방식을 사용하는 경우에, 연속적으로 증가하는 제어 코드(Ccode)에 대해 연속적으로 인가된 감지 신호(det)가'1'의 값으로 판정된 이후에 '0'의 값을 가지면 노이즈가 포함된 것으로 판별 할 수 있다.
예를 들어, 제어부(140)가 연속적으로 증가하는 3개의 제어 코드(Ccode)를 출력하고 각각의 제어 코드(Ccode)에 대한 감지 신호(det)를 판별하는 경우를 가정하면, 노이즈가 없는 정상 상태에서 제어부(140)로 인가되는 감지 신호(det)는 '111', '011', '001', '000'로 인가될 수 있다. 그러나 감지 신호(det)가 '010', '100', '101', '110'로 인가된다면, 감지 신호(det)가 '1'의 값 이후에 '0'의 값으로 인가되었으므로, 노이즈가 포함된 것으로 판별할 수 있다. 그리고 노이즈가 포함된 경우에는 EPW 방식과 마찬가지로 이전과 동일한 연속적으로 증가하는 3개의 제어 코드(Ccode)를 출력하여 다시 측정한다.
도 10을 참조하여 IPW 방식을 설명하면, 커패시턴스 측정 회로(100)가 커패시턴스 측정 동작을 시작한다(S311). 커패시턴스 측정 회로(100)는 동작 초기에 제어 코드(Ccode)를 초기화 한다(S312). 이후 제어부(140)는 연속적으로 증가하는 제어 코드(Ccode)가 발생되는 횟수(r)(r은 0 이상의 정수)를 초기화한다(S313). 그리고 펄스 신호 발생부(110)는 제어 코드(Ccode)에 응답하여 소정의 폭을 갖는 펄스 신호(pul)를 생성하여 출력한다(S314). 그리고 펄스 신호 검출부(130)는 펄스 신호펄스 신호 전달부(120)를 통해 지연되어 인가되는 지연 펄스 신호(dpul)에 응답하여 감지 신호(det)를 출력한다. 제어부(140)는 감지 신호(det)가 '1'의 값을 갖는지 '0'의 값을 갖는지를 판별하여 저장한다(S315).
그리고 연속적으로 증가하는 제어 코드(Ccode)가 발생된 횟수(r)가 설정된 최대 발생 횟수(Max_r)(Max_r은 자연수)보다 작은지 판별한다(S316). 제어 코드(Ccode)가 발생된 횟수(r)가 최대 발생 횟수(Max_r)보다 작으면, 동일 제어 코드(Ccode)가 발생된 횟수(r)와 제어 코드(Ccode)를 각각 1 증가한다(S317). 그리고 증가된 제어 코드(Ccode)에 대응하는 펄스 신호를 생성한다(S314). 그러나 제어부(140)는 연속적으로 제어 코드(Ccode)가 발생된 횟수(r)가 최대 발생 횟수(Max_r)보다 작지 않으면, 상기한 규칙에 따라 노이즈가 포함되었는지 여부를 판별한다(S318). 판별 결과, 노이즈가 포함된 것으로 판단되면, 연속적으로 증가된 제어 코드(Ccode)대해 다시 측정을 하여야 하므로, 증가된 제어 코드(Ccode)에서 연속적으로 제어 코드(Ccode)가 발생된 횟수(r)를 감산하고(S319), 다시 연속적으로 제어 코드(Ccode)가 발생된 횟수(r)을 초기화한다(S313). 증가된 제어 코드(Ccode)에서 연속적으로 제어 코드(Ccode)가 발생된 횟수(r)를 감산할 때, 제어 코드(Ccode)가 발생된 횟수(r)는 최대 발생 횟수(Max_r)와 같은 값을 가지므로, 증가된 제어 코드(Ccode)에서 최대 발생 횟수(Max_r)를 감산하여도 동일한 결과가 나타난다.
한편 노이즈가 포함되지 않은 것으로 판단되면, 제어부(140)는 감지 신호(det)가 모두 '1'의 값을 갖는지를 판별한다(S320). 상기한 노이즈 판별 규칙은 감지 신호가 '1'의 값 이후에 '0'의 값을 갖는 경우에 노이즈가 포함된 것으로 판별할 수 있다. 그러나 예를 들어 감지 신호(det)가 '011', '001', '000'의 값으로 출력되어야 함에도 노이즈로 인하여, '111'로 출력되었다면, 상기의 노이즈 판별 규칙으로는 노이즈의 포함 여부를 정확히 판별 할 수 없다. 따라서 제어 코드(Ccode)를 1 감소하고(S321), 다시 연속적으로 제어 코드(Ccode)가 발생된 횟수(r)을 초기화한다(S313).
그리고 제어부(140)는 감지 신호(det)가 모두 '1'의 값을 갖지 않는 다면, 감지 신호(det)가 모두 '0'의 값을 갖는지를 판별한다(S322). 이것은 감지 신호(det)가 모두 '1'의 값을 갖는지를 판별하는 것과 유사하게 노이즈 포함 여부를 정확하게 판별하기 위함이다. 따라서 제어 코드(Ccode)를 1 증가하고(S323), 다시 연속적으로 제어 코드(Ccode)가 발생된 횟수(r)을 초기화한다(S313).
한편 감지 신호(det)가 모두 '1'의 값을 갖거나, 모두 '0'의 값을 갖지 않는다면, 노이즈가 포함되지 않았고, 감지 신호(det)가 최초로 '1'을 출력할 때의 제어 코드(Ccode)가 인가된 커패시턴스의 크기에 대응하는 값을 갖는 제어 코드(Ccode)로 판별할 수 있다. 따라서 해당 제어 코드(Ccode)를 커패시턴스 값(CV)로서 외부로 출력 할 수 있다. 지금까지는 설명의 편의상 S321과 S323에서 제어 코드(Ccode)의 증감을 +/- 1로 하였지만, +/- r 또는 기타 다른 값으로 제어 코드(Ccode)를 증감시킬 수도 있다.
상기한 IPW 방식을 적용하는 커패시턴스 측정 회로는 EWP 방식을 적용하는 커패시턴스 측정 회로보다 빠르게 커패시턴스 값(CV)을 출력 할 수 있다.
도 11은 도 4의 커패시턴스 측정 회로의 커패시턴스 측정 방법의 다른 예를 나타내는 순서도이다.
도 10의 IPW 방식과 달리 도 11은 감소 펄스 폭 코드(Decreasing Pulse Width Code : 이하 DPW) 방식으로서 연속적으로 감소하는 제어 코드(Ccode)를 출력하는 방식이다. DPW 방식을 사용하는 커패시턴스 측정 회로는 제어부(140)가 연속적으로 증가하는 3개의 제어 코드(Ccode)를 출력하고 각각의 제어 코드(Ccode)에 대한 감지 신호(det)를 판별하는 경우, 노이즈가 없는 정상 상태에서 제어부(140)로 인가되는 감지 신호(det)는 '111', '100', '110', '000'로 인가될 수 있다. 그러나 감지 신호(det)가 '010', '011', '101', '001'로 인가된다면, 감지 신호(det)가 '0'의 값 이후에 '1'의 값으로 인가되었으므로, 노이즈가 포함된 것으로 판별할 수 있다.
도 11에서는 연속적으로 감소되는 제어 코드가 발생되는 횟수(s)(s는 0 이상의 정수)가 최대 발생 횟수(Max_s)(Max_s는 자연수)보다 적으면(S416), 제어 코드가 발생되는 횟수(s)를 1 증가하고, 제어 코드(Ccode)를 1 감소한다(S417). 그리고 제어 코드(Ccode)가 연속적으로 감소되므로, 감지 신호(det)에 노이즈가 포함 된 것으로 판별되면(S418), 제어 코드(Ccode)에 제어 코드가 발생되는 횟수(s)를 가산한다(S419). 또한 IPW 방식과 달리 DPW 방식에서는 감지 신호(det)가 최초로 '0'을 출력할 때의 제어 코드(Ccode)가 인가된 커패시턴스의 크기에 대응하는 값을 갖는 제어 코드(Ccode)로 판별하여, 해당 제어 코드(Ccode)를 커패시턴스 값(CV)로서 외부로 출력 할 수 있다(S424).
나머지 구성은 도 10과 동일하므로 별도로 설명하지 않는다.
그리고 도시하지 않았으나, IPW 방식 및 DPW 방식에서도 도 9와 같이 최대 반복 횟수(Max_Iter)를 지정하여 노이즈 플래그를 활성화 할 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 커패시턴스 측정 회로의 커패시턴스 측정 방법의 다른 예의 개념을 나타내는 도면이다.
도 12에 도시된 커패시턴스 측정 방법은 패드(PAD)를 통해 인가된 커패시턴스가 특정 범위 내에 존재하는지 여부를 확인하기 위하여 해당 범위의 상한 및 하한 값에 대응하는 제어 코드를 반복하여 인가하는 방식으로 교대 펄스 폭 코드(Alternative Pulse Width Code : 이하 APW) 방식이라 할 수 있다.
도 12에서는 APW 방식의 일예로 커패시턴스 측정 회로(100)가 4비트의 커패시턴스 값(CV)을 출력할 수 있는 경우를 도시하였다. 커패시턴스 측정 회로(100)가 4비트의 커패시턴스 값(CV)을 출력하는 제어부(140)는 하위 절반의 범위에 해당하는 제어 코드(Ccode)인 '0000' 및 '1000'을 생성하여 지정된 횟수로 반복적으로 출력한다. 여기서 '0000' 및 '1000'의 제어 코드(Ccode)를 반복적으로 출력하는 것은 EPW 방식과 유사하게 노이즈가 포함되었는지 여부를 판단하기 위해서이다. 도 11 에서는 일예로 특정 범위의 하한 및 상한에 대응하는 제어 코드가 2회 인가되는 것으로 도시하였다. 만일 패드(PAD)를 통해 인가된 커패시턴스의 크기가 인가된 제어 코드(Ccode)에 대응하는 범위보다 크면, 반복되는 제어 코드(Ccode)에 대해 감지 신호(det)는 '0000'으로 출력될 것이다. 그리고 커패시턴스의 크기가 인가된 제어 코드(Ccode)에 대응하는 범위보다 작으면, 반복되는 제어 코드(Ccode)에 대해 감지 신호(det)는 '1111'로 출력될 것이다. 또한 커패시턴스의 크기가 인가된 제어 코드(Ccode)에 대응하는 범위내에 포함되면, 반복되는 제어 코드(Ccode)에 대해 감지 신호(det)는 '0101'으로 출력될 것이다. 따라서 감지 신호(det)가 '0000', '0101', '1111'가 아닌 다른 값으로 출력되는 경우에는 노이즈가 포함된 것으로 판단할 수 있다.
제어부(140)는 감지 신호(det)가 '0000' 또는 '1111'로 나타나면, 인가된 커패시턴스의 크기가 제어 코드(Ccode)의 범위에 대응하지 않는 것으로 판단하여, 나머지 범위에 대응하는 제어 코드(Ccode)를 생성하여 출력한다. 이때 제어부(140)는 나머지 범위의 절반에 대응하는 제어 코드(Ccode)를 생성하여 출력할 수 있다. 한편 제어부(140)는 감지 신호(det)가 '0101'로 나타나면, 인가된 커패시턴스의 크기가 제어 코드(Ccode)의 범위에 대응하는 것으로 판단한다. 그러나 정확한 커패시턴스의 크기를 측정하기 위하여 해당 제어 코드(Ccode)의 범위의 절반에 대응하는 제어 코드(Ccode)를 생성하여 출력할 수 있다. 즉 인가된 커패시턴스 크기에 대응하는 커패시턴스 값(CV)을 출력할 수 있을 때까지 점차로 제어 코드(Ccode)의 범위를 줄여여서 커패시턴스 값(CV)를 측정할 수 있다.
상기한 방식은 분할 정복 알고리즘(Divide and Conquer Algorithm)으로 잘 알려진 방식이다. 그러나 본 발명의 APW 방식은 분할 정복 알고리즘에 한정되지 않고, 제어부(140)가 제어 코드(Ccode)를 특정 범위에 대응하는 값으로 반복적으로 출력하고, 인가된 커패시턴스의 크기가 해당 범위에 포함되는지 여부를 판별하는 방식에 모두 적용 될 수 있다.
APW 방식을 이용하여 커패시턴스 값(CV)을 측정하는 방법에 대한 순서도는 도 10 에 도시된 IPW 방식 및 도 11 에 도시된 DPW 방식과 유사하게 적용 할 수 있으므로 별도로 도시하지 않는다. 또한 최대 반복 횟수(Max_Iter)를 지정하여 노이즈 플래그를 활성화 할 수 있다.
도 13은 본 발명에 다른 예에 따른 커패시턴스 측정 회로를 나타내는 도면이며, 도 14는 도 13의 펄스 신호 검출부가 지연 펄스 신호를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 13의 커패시턴스 측정 회로(200)는 도 4의 커패시턴스 측정 회로(100)와 마찬가지로 펄스 신호 발생부(210), 펄스 신호 전달부(220), 펄스 신호 검출부(230) 및 제어부(240)를 구비한다. 그러나 도 13에 도시된 커패시턴스 측정 회로(200)에서 펄스 신호 검출부(230)는 도 4의 커패시턴스 측정 회로(100)의 펄스 신호 검출부(130)와 다르게 구성된다.
도 13에서 펄스 신호 검출부(230)는 복수개의 증폭기들(AMP1 ~ AMP3) 및 복수개의 플립플롭들(DF1 ~ DF3)을 구비할 수 있다. 플립플롭들(DF1 ~ DF3)은 D-플립플롭일 수도 있으며, 다른 플립플롭들일수도 있다. 복수개의 증폭기(AMP1 ~ AMP3)는 각각 서로 다른 이득을 갖는다. 즉 각각 증폭기(AMP1 ~ AMP3)는 펄스 신호 전달부(220)에서 전달되는 지연 펄스 신호(dpul)를 서로 다른 이득으로 증폭하여, 대응하는 플립플롭(DF1 ~ DF3)으로 증폭 신호(a1 ~ a3)를 출력한다. 도 13에서 제1 증폭기(AMP1)는 지연 펄스 신호(dpul)의 1/4 레벨을 감지 할 수 있도록 증폭하여 제1 증폭 신호(a1)를 출력하고, 제2 증폭기(AMP2)는 지연 펄스 신호(dpul)를 2/4 레벨을 감지 할 수 있도록 증폭하여 제2 증폭 신호(a2)를 출력하며, 제3 증폭기(AMP3)는 지연 펄스 신호(dpul)를 3/4 레벨을 감지 할 수 있도록 증폭하여 제3 증폭 신호(a3)를 출력한다. 그리고 플립플롭들(DF1 ~ DF3) 각각은 대응하는 증폭기에서 출력되는 증폭 신호(a1 ~ a3)를 래치하여 래치 신호(q1 ~ q3)를 출력한다. 여기서 래치 신호(q1 ~ q3)는 도 4의 감지 신호(det)에 대응하는 신호이다. 그러나 래치 신호(q1 ~ q3)는 증폭 신호(a1 ~ a3)를 래치하여 출력되는 신호이므로, 결과적으로 래치 신호(q1 ~ q3)는 펄스 신호 전달부(220)에서 전달되는 지연 펄스 신호(dpul)의 레벨을 감지하는 신호이다. 감지 신호(det)가 지연 펄스 신호(dpul)를 그대로 감지하는데 비하여, 래치 신호(q1 ~ q3)는 지연 펄스 신호(dpul)를 증폭하여 래치하므로, 지연 펄스 신호(dpul)의 레벨을 나타낼 수 있다. 감지 신호(det)가 통상적으로 지연 펄스 신호(dpul)의 1/2 레벨을 감지하여 출력되는 신호인 것으로 가정하면, 제2 래치 신호(q2)는 감지 신호(det)에 대응하는 신호로 판단할 있다.
접촉 물체가 패드(PAD)에 접촉되어 펄스 신호 전달부(220)에 커패시턴스가 인가되면, 펄스 신호 발생부(210)에서 인가되는 펄스 신호(pul)는 펄스 신호 전달부(220)에서 접촉 물체의 커패시턴스와 저항(R1)에 의해 지연되어 도 14와 같이 서서히 증가하는 형태의 지연 펄스 신호(dpul)로 출력된다. 여기서, 지연 펄스 신호(dpul)의 시정수는 저항(R1)과 패드(PAD)를 통해 인가되는 접촉 물체의 커패시턴스에 의해 결정된다.
펄스 신호 감지부(230)에서 제1 증폭기(AMP1)와 제1 플립플롭(DF1)은 지연 펄스 신호(dpul)가 가질 수 있는 최대 레벨의 1/4 레벨을 감지하여 제1 래치 신호(q1)를 출력하고, 제2 증폭기(AMP2)와 제2 플립플롭(DF2)은 지연 펄스 신호(dpul)가 가질 수 있는 최대 레벨의 1/2 레벨을 감지하여 제2 래치 신호(q2)를 출력하며, 제3 증폭기(AMP3)와 제3 플립플롭(DF3)은 지연 펄스 신호(dpul)가 가질 수 있는 최대 레벨의 3/4 레벨을 감지하여 래치 신호(q3)를 출력한다. 지연 펄스 신호(dpul)가 도 14와 같은 형태로 나타나므로, 제어부(240)에 인가되는 래치 신호는 제1 래치 신호(q1), 제2 래치 신호(q2) 및 제3 래치 신호(q3)의 순서로 '1'로 천이 될 것이다. 제1 내지 제3 래치 신호가 지연 펄스 신호(dpul)의 레벨을 나타내므로 제1 내지 제3 래치 신호를 멀티 레벨 코드(Multi Level Code : MLC)로 표현할 수 있으며, 멀티 레벨 코드(MLC)는 (q3, q2, q1)의 2진 코드로 표현될 수 있다.
상기한 바와 같이 지연 펄스 신호(dpul)가 서서히 증가하므로, 노이즈가 존재하지 않는다면, 멀티 레벨 코드(MLC)(q3 q2 q1)는 '000' -> '001'-> '011'-> '111'의 순서로 변화될 것이다. 멀티 레벨 코드(MLC)가 상기한 순서로 변화하지 않으면, 커패시턴스 측정 회로(200)는 멀티 레벨 코드(MLC)에 노이즈가 포함된 것으로 판별할 수 있다.
지연 펄스 신호(dpul)의 시정수 및 펄스 신호(pul)의 펄스폭이 도 14에 나타낸 것과 같은 경우, 도 13의 펄스 신호 감지부(230)가 출력하는 멀티 레벨 코드(MLC)(q3 q2 q1)는 '000' -> '001'-> '011'->'011'으로 변화할 것이다. 지연 펄스 신호(dpul)의 시정수는 도 14에 나타낸 것과 같으나, 펄스 신호(pul)의 펄스 폭이 도 14에 나타낸 것보다 작다면, 도 13의 펄스 신호 감지부(230)가 출력하는 멀티 레벨 코드(MLC)(q3 q2 q1)는 '000' -> '001'-> '001'-> '001' 또는 '000' -> '000' -> '000' -> '000'로 변화할 것이다.
도 15는 도 13의 커패시턴스 측정 회로의 커패시턴스 측정 방법을 나타내는 순서도이다.
커패시턴스 측정 회로(200)가 커패시턴스 측정 동작을 시작한다(S511). 커패시턴스 측정 회로(200)는 동작 초기에 먼저 반복 횟수를 나타내는 반복 신호(Iter)(Iter 은 0 이상의 정수)와 제어 코드(Ccode)를 초기화한다(S512). 이 때, 제어 코드(Ccode)는 최소값(예를 들면, 0)으로 초기화될 수 있다. 그리고 펄스 신호 발생부(210)는 제어 코드(Ccode)에 응답하여 소정의 폭을 갖는 펄스 신호(pul)를 출력한다(S513). 이후 펄스 신호 검출부(230)는 펄스 신호 전달부(220)를 통해 지연되어 인가되는 지연 펄스 신호(dpul)의 레벨을 감지하여 멀티 레벨 코드(MLC)를 생성한다(S514).
제어부(240)는 생성되는 멀티 레벨 코드(MLC)의 변화를 확인하여 노이즈가 포함되었는지 여부를 판별한다(S515). 멀티 레벨 코드(MLC)에 노이즈가 포함되어 있지 않으면, 멀티 레벨 코드(MLC)가 모두 0으로 출력되면, 제어부(140)는 제어 코드(Ccode)가 패드(PAD)를 통해 인가된 커패시턴스의 크기에 대응하는 값에 도달하지 못한 것으로 판단하고, 제어 코드(Ccode)를 증가하여 출력한다(S519). 그러나 멀티 레벨 코드(MLC)에 1이 포함되어 있으면, 가운데 비트가 1인지를 판별한다(S517). 즉 제2 래치 신호(q2)가 1인지 판별한다. 상기한 바와 같이 제2 래치 신호(q2)는 감지 신호(det)에 대응하는 신호로 판단될 수 있으므로, 멀티 레벨 코드(MLC)의 가운데 비트인 제2 래치 신호가 1이면, 제어부(140)는 제어 코드(Ccode)가 패드(PAD)를 통해 인가된 커패시턴스의 크기에 대응하는 값에 도달한 것으로 판단하여, 제어 코드(Ccode)를 커패시턴스 값(CV)로서 출력한다(S518).
한편 제어부(240)는 멀티 레벨 코드(MLC)의 천이 순서를 확인하여 멀티 레벨 코드(MLC)에 노이즈가 포함되어 있으면, 반복 신호(Iter)를 1 증가한다(S520). 그리고 증가된 반복 신호(Iter)가 설정된 최대 반복 신호(Max_Iter)(Max_Iter 은 자연수)보다 큰지를 판별한다(S521). 반복 신호(Iter)가 설정된 최대 반복 신호(Max_Iter)보다 크면, 커패시턴스 측정 실패를 나타내는 노이즈 플래그(N_flag)를 활성화하여 출력한다(S522). 반면 반복 신호(Iter)가 설정된 최대 반복 신호(Max_Iter)보다 크지 않으면, 다시 동일한 폭을 갖는 펄스 신호(pul)를 생성한다(S513). EPW 방식, IPW 방식, DPW 방식 및 APW 방식은 제어 코드(Ccode)를 복수 횟수 생성하여, 펄스신호(pul)의 폭을 조절하여 노이즈가 포함되었는지 여부를 판별하였으나 멀티 레벨 코드(MLC)는 한번의 펄스 신호(pul)만 생성하여도 노이즈 포함 여부를 확인할 수 있다.
상기한 멀티 레벨 코드(MLC)는 도 2의 종래의 커패시턴스 측정 방법 뿐만 아니라 EPW 방식, IPW 방식, DPW 방식 및 APW 방식 등의 방식에 다양하게 적용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (47)

  1. 제어 코드에 대응하는 펄스폭을 가지는 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호 발생부;
    패드를 구비하고, 상기 패드를 통해 인가되는 커패시턴스에 따라 상기 펄스 신호를 지연하여 지연 펄스 신호로 출력하는 펄스 신호 전달부;
    상기 지연 펄스 신호를 검출하여 감지 신호를 출력하는 펄스 신호 검출부; 및
    지정된 규칙에 따라 상기 제어 코드를 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 신호 발생부로 인가하고, 생성된 상기 제어 코드 각각에 대응하는 복수개의 감지 신호를 판별하여 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    동일한 값의 상기 제어 코드를 n회(n은 자연수) 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하고, 상기 n회 생성된 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 저장하고,
    상기 저장된 복수개의 감지 신호에서 0의 개수가 q개(q는 n보다 작거나 같은 자연수) 이상이면, 상기 제어 코드를 증가하여 출력하고, 상기 저장된 복수개의 상기 감지 신호에서 1의 개수가 p개(p는 n보다 작거나 같은 자연수) 이상이면, 상기 제어 코드를 감소하여 출력하고,
    상기 제어 코드의 증가 및 감소가 지정된 횟수 이상 반복되면, 상기 제어 코드를 커패시턴스 값으로서 출력하는 커패시턴스 측정 회로.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제어 코드에 대응하는 펄스폭을 가지는 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호 발생부;
    패드를 구비하고, 상기 패드를 통해 인가되는 커패시턴스에 따라 상기 펄스 신호를 지연하여 지연 펄스 신호로 출력하는 펄스 신호 전달부;
    상기 지연 펄스 신호를 검출하여 감지 신호를 출력하는 펄스 신호 검출부; 및
    지정된 규칙에 따라 상기 제어 코드를 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 신호 발생부로 인가하고, 생성된 상기 제어 코드 각각에 대응하는 복수개의 감지 신호를 판별하여 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    동일한 값의 상기 제어 코드를 n회(n은 자연수) 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하고, 상기 n회 생성된 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 저장하고,
    상기 저장된 복수개의 감지 신호에서 1의 개수가 p(p는 n보다 작거나 같은 자연수)개보다 작거나 0의 개수가 q(q는 n보다 작거나 같은 자연수)개보다 작으면, 노이즈가 포함된 것으로 판단하여 상기 제어 코드를 변화하지 않고 동일한 상기 제어코드를 다시 n회 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 제어부는
    동일한 상기 제어코드를 다시 n회 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하면, 반복 횟수를 증가시키고, 상기 반복 횟수가 설정된 최대 반복 횟수보다 크면, 노이즈 플래그를 활성화하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 반복 횟수가 설정된 최대 반복 횟수보다 크면, 상기 제어 코드 및 상기 반복 횟수를 초기화하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  9. 제어 코드에 대응하는 펄스폭을 가지는 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호 발생부;
    패드를 구비하고, 상기 패드를 통해 인가되는 커패시턴스에 따라 상기 펄스 신호를 지연하여 지연 펄스 신호로 출력하는 펄스 신호 전달부;
    상기 지연 펄스 신호를 검출하여 감지 신호를 출력하는 펄스 신호 검출부; 및
    지정된 규칙에 따라 상기 제어 코드를 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 신호 발생부로 인가하고, 생성된 상기 제어 코드 각각에 대응하는 복수개의 감지 신호를 판별하여 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는
    순차적으로 증가하는 r개(r은 자연수)의 제어 코드를 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하고, 상기 생성된 r개의 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 순차적으로 저장하고, 저장된 복수개의 상기 감지 신호 중 1의 값을 갖는 감지 신호 이후에 0의 값을 갖는 감지 신호가 있으면, 노이즈가 포함된 것으로 판단하여 상기 순차적으로 증가하는 상기 r개의 제어 코드를 다시 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 순차적으로 증가하는 상기 r개의 제어 코드를 상기 펄스 발생부로 인가하면, 반복 횟수를 증가하고, 상기 반복 횟수가 설정된 최대 반복 횟수보다 크면, 노이즈 플래그를 활성화하여 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 반복 횟수가 설정된 최대 반복 횟수보다 크면, 상기 제어 코드 및 상기 반복 횟수를 초기화하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  12. 제9 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 저장된 복수개의 감지 신호가 모두 1의 값을 가지면, 상기 제어 코드를 감소하여 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  13. 제9 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 저장된 복수개의 감지 신호가 모두 0의 값을 가지면, 상기 제어 코드를 증가하여 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  14. 제9 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 저장된 복수개의 감지 신호 중 0의 값을 갖는 감지 신호 이후에 저장된 감지 신호가 모두 1의 값을 가지면, 최초 1의 값을 갖는 감지 신호에 대응하는 제어 코드를 커패시턴스 값으로서 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  15. 제어 코드에 대응하는 펄스폭을 가지는 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호 발생부;
    패드를 구비하고, 상기 패드를 통해 인가되는 커패시턴스에 따라 상기 펄스 신호를 지연하여 지연 펄스 신호로 출력하는 펄스 신호 전달부;
    상기 지연 펄스 신호를 검출하여 감지 신호를 출력하는 펄스 신호 검출부; 및
    지정된 규칙에 따라 상기 제어 코드를 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 신호 발생부로 인가하고, 생성된 상기 제어 코드 각각에 대응하는 복수개의 감지 신호를 판별하여 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는
    순차적으로 감소하는 s개(s은 자연수)의 제어 코드를 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하고, 상기 생성된 s개의 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 순차적으로 저장하고, 저장된 복수개의 상기 감지 신호 중 0의 값을 갖는 감지 신호 이후에 1의 값을 갖는 감지 신호가 있으면, 노이즈가 포함된 것으로 판단하여 상기 순차적으로 감소하는 상기 s개의 제어 코드를 다시 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 순차적으로 감소하는 상기 s개의 제어 코드를 상기 펄스 발생부로 인가하면, 반복 횟수를 증가시키고, 상기 반복 횟수가 설정된 최대 반복 횟수보다 크면, 노이즈 플래그를 활성화하여 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 반복 횟수가 설정된 최대 반복 횟수보다 크면, 상기 제어 코드 및 상기 반복 횟수를 초기화하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  18. 제15 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 저장된 복수개의 감지 신호가 모두 1의 값을 가지면, 상기 제어 코드를 감소하여 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  19. 제15 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 저장된 복수개의 감지 신호가 모두 0의 값을 가지면, 상기 제어 코드를 증가하여 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  20. 제15 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 저장된 복수개의 감지 신호 중 1의 값을 갖는 감지 신호 이후에 저장된 감지 신호가 모두 0의 값을 가지면, 최초 0의 값을 갖는 감지 신호에 대응하는 제어 코드를 커패시턴스 값으로서 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  21. 제어 코드에 대응하는 펄스폭을 가지는 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호 발생부;
    패드를 구비하고, 상기 패드를 통해 인가되는 커패시턴스에 따라 상기 펄스 신호를 지연하여 지연 펄스 신호로 출력하는 펄스 신호 전달부;
    상기 지연 펄스 신호를 검출하여 감지 신호를 출력하는 펄스 신호 검출부; 및
    지정된 규칙에 따라 상기 제어 코드를 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 신호 발생부로 인가하고, 생성된 상기 제어 코드 각각에 대응하는 복수개의 감지 신호를 판별하여 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는
    상기 제어 코드가 가질 수 있는 최대값 이내에서 설정된 제1 범위의 상한 및 하한에 대응하는 제어 코드를 교대로 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하고, 상기 생성된 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 순차적으로 저장하고, 저장된 복수개의 상기 감지 신호 중 상기 하한에 대응하는 상기 제어 코드에 대해 상기 감지 신호가 1의 값을 가지고 상기 상한에 대응하는 상기 제어 코드에 대해 상기 감지 신호가 0의 값을 가지면, 노이즈가 포함된 것으로 판단하여 상기 제1 범위의 상한 및 하한에 대응하는 제어 코드를 다시 교대로 복수 횟수 다시 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  22. 제21 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 제1 범위의 상한 및 하한에 대응하는 제어 코드를 다시 교대로 복수 횟수 다시 상기 펄스 발생부로 인가하면, 반복 횟수를 증가시키고, 상기 반복 횟수가 설정된 최대 반복 횟수보다 크면, 노이즈 플래그를 활성화하여 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  23. 제22 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 반복 횟수가 설정된 최대 반복 횟수보다 크면, 상기 제어 코드 및 상기 반복 횟수를 초기화하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  24. 제21 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 저장된 복수개의 감지 신호가 모두 1의 값을 가지면, 상기 제1 범위 보다 낮은 값을 갖는 범위에서 상한 및 하한에 대응하는 상기 제어 코드를 교대로 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  25. 제21 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 저장된 복수개의 감지 신호가 모두 0의 값을 가지면, 상기 제1 범위 보다 높은 값을 갖는 범위에서 상한 및 하한에 대응하는 상기 제어 코드를 교대로 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  26. 제21 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 저장된 복수개의 감지 신호 중 하한에 대응하는 제어 코드에 대응하는 상기 감지 신호가 0의 값을 가지고, 상기 저장된 복수개의 감지 신호 중 상한에 대응하는 제어 코드에 대응하는 상기 감지 신호가 1의 값을 가지면, 상기 제1 범위 내에서 상기 제1 범위보다 좁은 범위의 상한 및 하한에 대응하는 상기 제어 코드를 교대로 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  27. 제26 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 상한 및 상기 하한에 대응하는 상기 제어 코드의 값의 차이가 최소이면, 상기 제어 코드를 커패시턴스 값으로서 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  28. 제1 항에 있어서, 상기 펄스 신호 발생부는
    클럭 신호를 발생하는 클럭 신호 발생기;
    상기 제어 코드에 대응하는 지연시간만큼 상기 클럭 신호를 지연하여 지연 클럭 신호를 출력하는 가변 지연 체인;
    상기 클럭 신호와 상기 지연 클럭 신호에 응답하여 상기 지연시간에 대응하는 펄스 폭을 가지는 상기 펄스 신호를 발생하는 논리 연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  29. 제1 항에 있어서, 상기 펄스 신호 전달부는
    상기 펄스 신호 발생부와 상기 펄스 신호 검출부 사이에 연결되고, 상기 패드를 통해 인가되는 커패시턴스와 함께 상기 펄스 신호의 전달을 억압하는 저항을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  30. 제28 항에 있어서, 상기 펄스 신호 검출부는
    상기 클럭 신호에 응답하여 상기 지연 펄스 신호에 따라 토글링되는 출력 신호를 발생하는 플립플롭; 및
    상기 클럭 신호에 응답하여 상기 플립플롭의 출력 신호의 주기를 판별하여 상기 감지 신호를 출력하는 주기 판별부를 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  31. 제1 항에 있어서, 상기 펄스 신호 검출부는
    상기 지연 펄스 신호를 각각 다른 이득으로 증폭하여 각각 증폭 신호를 출력하는 복수개의 증폭기; 및
    상기 복수개의 증폭기 각각에 대응하여 구비되고, 각각 대응하는 상기 증폭 신호를 래치하여 래치 신호를 출력하는 복수개의 플립플롭들을 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  32. 제31 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 복수개의 래치 신호들의 변화를 감지하여 노이즈 존재 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  33. 제어 코드에 대응하는 펄스폭을 가지는 펄스 신호를 발생하는 단계;
    패드를 통해 인가되는 커패시턴스에 응답하여 상기 펄스 신호를 지연하여 지연 펄스 신호를 출력하는 단계;
    상기 지연 펄스 신호를 검출하여 감지 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 제어 코드를 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 신호 발생부로 인가하고, 생성된 상기 제어 코드 각각에 대응하는 복수개의 감지 신호를 판별하여 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계를 구비하고,
    상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는,
    동일한 값의 상기 제어 코드를 n회(n은 자연수) 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하는 단계;
    상기 n회 생성된 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 저장하는 단계;
    상기 저장된 복수개의 감지 신호에서 0의 개수가 q개(q는 n보다 작거나 같은 자연수) 이상이면, 상기 제어 코드를 증가하여 출력하고, 상기 저장된 복수개의 감지 신호에서 1의 개수가 p개(p는 n보다 작거나 같은 자연수) 이상이면, 상기 제어 코드를 감소하여 출력하는 단계; 및
    상기 제어 코드의 증가 및 감소가 지정된 횟수 이상 반복되면, 상기 제어 코드를 커패시턴스 값으로서 출력하는 단계를 구비하는 커패시턴스 측정 방법.
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 제어 코드에 대응하는 펄스폭을 가지는 펄스 신호를 발생하는 단계;
    패드를 통해 인가되는 커패시턴스에 응답하여 상기 펄스 신호를 지연하여 지연 펄스 신호를 출력하는 단계;
    상기 지연 펄스 신호를 검출하여 감지 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 제어 코드를 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 신호 발생부로 인가하고, 생성된 상기 제어 코드 각각에 대응하는 복수개의 감지 신호를 판별하여 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계를 구비하고,
    상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는,
    동일한 값의 상기 제어 코드를 n회(n은 자연수) 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하는 단계;
    상기 n회 생성된 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 저장하는 단계; 및
    상기 저장된 복수개의 감지 신호에서 1의 개가 p(p는 n보다 작거나 같은 자연수)개보다 작거나 0의 개수가 q(q는 n보다 작거나 같은 자연수)개보다 작으면, 노이즈가 포함된 것으로 판단하여 상기 제어 코드를 변화하지 않고 동일한 상기 제어코드를 다시 n회 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.
  39. 제어 코드에 대응하는 펄스폭을 가지는 펄스 신호를 발생하는 단계;
    패드를 통해 인가되는 커패시턴스에 응답하여 상기 펄스 신호를 지연하여 지연 펄스 신호를 출력하는 단계;
    상기 지연 펄스 신호를 검출하여 감지 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 제어 코드를 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 신호 발생부로 인가하고, 생성된 상기 제어 코드 각각에 대응하는 복수개의 감지 신호를 판별하여 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계를 구비하고,
    상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는
    순차적으로 증가하는 r개(r은 자연수)의 제어 코드를 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하는 단계;
    상기 생성된 r개의 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 순차적으로 저장하는 단계; 및
    저장된 복수개의 상기 감지 신호 중 1의 값을 갖는 감지 신호 이후에 0의 값을 갖는 감지 신호가 있으면, 노이즈가 포함된 것으로 판단하여 상기 순차적으로 증가하는 상기 r개의 제어 코드를 다시 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.
  40. 제39 항에 있어서, 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는
    상기 저장된 복수개의 감지 신호가 모두 1의 값을 가지면, 상기 제어 코드를 감소하여 출력하는 단계; 및
    상기 저장된 복수개의 감지 신호가 모두 0의 값을 가지면, 상기 제어 코드를 증가하여 출력하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.
  41. 제39 항에 있어서, 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는
    상기 저장된 복수개의 감지 신호 중 0의 값을 갖는 감지 신호 이후에 저장된 감지 신호가 모두 1의 값을 가지면, 최초 1의 값을 갖는 감지 신호에 대응하는 제어 코드를 커패시턴스 값으로서 출력하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.
  42. 제어 코드에 대응하는 펄스폭을 가지는 펄스 신호를 발생하는 단계;
    패드를 통해 인가되는 커패시턴스에 응답하여 상기 펄스 신호를 지연하여 지연 펄스 신호를 출력하는 단계;
    상기 지연 펄스 신호를 검출하여 감지 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 제어 코드를 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 신호 발생부로 인가하고, 생성된 상기 제어 코드 각각에 대응하는 복수개의 감지 신호를 판별하여 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계를 구비하고,
    상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는
    순차적으로 감소하는 s개(s는 자연수)의 제어 코드를 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하는 단계;
    상기 생성된 s개의 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 순차적으로 저장하는 단계; 및
    저장된 복수개의 상기 감지 신호 중 0의 값을 갖는 감지 신호 이후에 1의 값을 갖는 감지 신호가 있으면, 노이즈가 포함된 것으로 판단하여 상기 순차적으로 감소하는 상기 s개의 제어 코드를 다시 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.
  43. 제42 항에 있어서, 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는
    상기 저장된 복수개의 감지 신호가 모두 1의 값을 가지면, 상기 제어 코드를 감소하여 출력하는 단계; 및
    상기 저장된 복수개의 감지 신호가 모두 0의 값을 가지면, 상기 제어 코드를 증가하여 출력하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.
  44. 제42 항에 있어서, 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는
    상기 저장된 복수개의 감지 신호 중 1의 값을 갖는 감지 신호 이후에 저장된 감지 신호가 모두 0의 값을 가지면, 최초 0의 값을 갖는 감지 신호에 대응하는 제어 코드를 커패시턴스 값으로서 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.
  45. 제어 코드에 대응하는 펄스폭을 가지는 펄스 신호를 발생하는 단계;
    패드를 통해 인가되는 커패시턴스에 응답하여 상기 펄스 신호를 지연하여 지연 펄스 신호를 출력하는 단계;
    상기 지연 펄스 신호를 검출하여 감지 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 제어 코드를 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 신호 발생부로 인가하고, 생성된 상기 제어 코드 각각에 대응하는 복수개의 감지 신호를 판별하여 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계를 구비하고,
    상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는
    상기 제어 코드가 가질 수 있는 최대값 이내에서 설정된 제1 범위의 상한 및 하한에 대응하는 제어 코드를 교대로 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하는 단계;
    상기 생성된 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 순차적으로 저장하는 단계;
    저장된 복수개의 상기 감지 신호 중 상기 하한에 대응하는 상기 제어 코드에 대해 상기 감지 신호가 1의 값을 가지고 상기 상한에 대응하는 상기 제어 코드에 대해 상기 감지 신호가 0의 값을 가지면, 노이즈가 포함된 것으로 판단하여 상기 제1 범위의 상한 및 하한에 대응하는 제어 코드를 다시 교대로 복수 횟수 다시 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.
  46. 제45 항에 있어서, 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는
    상기 저장된 복수개의 감지 신호가 모두 1의 값을 가지면, 상기 제1 범위 보다 낮은 값을 갖는 범위에서 상한 및 하한에 대응하는 상기 제어 코드를 교대로 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하는 단계;
    상기 저장된 복수개의 감지 신호가 모두 0의 값을 가지면, 상기 제1 범위 보다 높은 값을 갖는 범위에서 상한 및 하한에 대응하는 상기 제어 코드를 교대로 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하는 단계; 및
    상기 저장된 복수개의 감지 신호 중 하한에 대응하는 제어 코드에 대응하는 상기 감지 신호가 0의 값을 가지고, 상기 저장된 복수개의 감지 신호 중 상한에 대응하는 제어 코드에 대응하는 상기 감지 신호가 1의 값을 가지면, 상기 제1 범위 내에서 상기 제1 범위보다 좁은 범위의 상한 및 하한에 대응하는 상기 제어 코드를 교대로 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 발생부로 인가하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.
  47. 제46 항에 있어서, 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는
    상기 상한 및 상기 하한에 대응하는 상기 제어 코드의 값의 차이가 최소이면, 상기 제어 코드를 커패시턴스 값으로서 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.
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