KR20090026791A

KR20090026791A - 커패시턴스 측정 회로

Info

Publication number: KR20090026791A
Application number: KR1020090014944A
Authority: KR
Inventors: 문병준; 한상윤; 홍재석; 정덕영
Original assignee: 주식회사 애트랩
Priority date: 2009-02-23
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2009-03-13
Also published as: JP5165708B2; CN101813726A; CN103018574A; TWI412756B; TW201031932A; JP2010197390A; CN101813726B; KR101063537B1

Abstract

본 발명은 커패시턴스 검출 회로를 공개한다.

본 발명의 커패시턴스 측정 회로는 외부로부터 커패시턴스를 인가받는 패드가 피드백 루프 내부에 배치되고, 커패시턴스 값을 순차적으로 증감함에 따라 패드를 통해 인가되는 노이즈에 의한 영향을 적게 받으므로 정확한 커패시턴스 값을 측정할 수 있다. 그리고 인가된 커패시턴스를 주기적으로 감지함으로서 노이즈의 영향을 제거할 수 있으며, 디지털 필터를 구비하여 안정적인 커패시턴스 값을 획득 할 수 있다.

Description

커패시턴스 측정 회로{Capacitance measurement circuit}

본 발명은 커패시턴스 측정 회로에 관한 것으로서, 특히 노이즈를 줄일 수 있는 커패시턴스 측정 회로에 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.

도1 은 종래의 접촉 감지 센서의 일례를 나타내는 도면으로 한국 등록 특허 0683249호에 공개되어 있다. 도1 의 접촉 센서는 측정 신호 발생부(10), 기준 신호 발생부(20), 복수개의 센싱 신호 발생부들(30-1 ~ 30-n), 복수개의 가변 지연부들(35-1 ~ 35-n), 복수개의 접촉 신호 발생부들(40-1 ~ 40-n), 및 제어부(50)를 구비한다.

측정 신호 발생부(10)는 클럭 신호를 측정 신호(in)로서 발생하여 기준 신호 발생부(20)와 복수개의 센싱 신호 발생부들(30-1 ~ 30-n) 각각에 인가한다.

기준 신호 발생부(20)는 제1 저항(R1-1)과 커패시터(C)로 구성되어, 접촉 물체의 접촉 여부에 상관없이 항상 측정 신호(in)를 소정의 시간만큼 지연하여 기준 신호(ref)를 발생시킨다. 제1저항(R1-1) 과 커패시터(C)는 가변 지연 신호들(vsen2-1 ~ vsen2-n)에 대한 기준 신호(ref)의 지연값을 설정하기 위한 것이다.

복수개의 센싱 신호 발생부들(30-1 ~ 30-n) 각각은 측정 신호 발생부(10)와 복수개의 가변 지연부(35-1 ~ 35-n) 각각의 사이에 위치하는 제2 저항들(R2-1 ~ R2-n)과, 제2 저항들(R2-1 ~ R2-n)과 복수개의 가변 지연부들(35-1 ~ 35-n) 각각의 사이에 위치하여 커패시턴스을 가지는 접촉 물체가 접촉되도록 하는 패드(PAD)를 구비한다. 복수개의 제2 저항(R2-1 ~ R2-n) 각각은 측정 신호 발생부(10)와 복수개의 패드(PAD) 각각의 사이에 지연 성분을 동일하도록 조절한다. 복수개의 센싱 신호 발생부들(30-1 ~ 30-n) 각각은 접촉 물체가 접촉되는 패드(PAD)를 구비하고, 접촉 물체가 패드(PAD)에 접촉되면, 측정 신호(in)를 기준 신호(ref)보다 더 많이 지연시키고, 접촉되지 않으면 측정 신호(in)를 기준 신호(ref)보다 작게 지연시켜서 기준 신호(ref)와 지연 시간의 차이가 나도록 센싱 신호들(sen2-1 ~ sen2-n)을 발생시킨다.

접촉 물체는 소정의 정전 용량을 가지는 모든 물체가 적용될 수 있으며, 대표적인 예로 많은 양의 전하를 축적할 수 있는 사람의 인체가 있다.

복수개의 가변 지연부들(35-1 ~ 35-n) 각각은 제어부(50)로부터 공급되는 제어 신호들(D1 ~ Dn)에 응답하여 센싱 신호들(sen2-1 ~ sen2-n)의 지연 시간을 가변하고, 가변된 지연 시간에 따라 가변 지연 신호들(vsen2-1 ~ vsen2-n)을 출력한다. 가변 지연부(35-1 ~ 35-n) 각각은 복수개의 지연 셀들과 버퍼로 구성될 수 있고, 복수개의 지연 셀들 각각은 한 개의 멀티플렉서와 두 개의 인버터로 구성될 수 있다.

멀티플렉서는 두 개의 입력과 한 개의 출력 그리고 두 개의 입력 중에서 하나의 입력을 선택하기 위한 선택 입력을 포함하고, 이 선택 입력들은 제어부(50)로부터 공급되는 제어 신호(D1 ~ Dn) 중 대응하는 제어 신호에 의해 제어된다. 두 개의 인버터는 멀티플렉서의 출력을 소정 시간 지연시키는 역할을 한다.

복수개의 접촉 신호 발생부들(40-1 ~ 40-n) 각각은 기준 신호(ref)에 동기되어 가변 지연 신호들(vsen2-1 ~ vsen2-n)을 샘플링 및 래치하여 접촉 신호들(S1 ~ Sn)을 출력한다. 복수개의 접촉 신호 발생부들(40-1 ~ 40-n) 각각은 대응하는 가변 지연부(35-1 ~ 35-n)로부터 가변 지연 신호들(vsen2-1 ~ vsen2-n)을 수신하고, 기준 신호 발생부(20)의 기준 신호(ref)를 클럭 입력(CLK)으로 수신하여 접촉 신호들(S1 ~ Sn)을 발생시키는 D-플립플롭(D Flip-Flop)으로 구성된다.

제어부(50)는 패드(PAD)에 접촉 물체가 접촉되어 접촉 신호들(S1 ~ Sn)이 계속적으로 변화되면 접촉 센서가 동작 상태임을 감지하고, 접촉된 패드(PAD)에 상응하는 접촉 신호 발생부들(40-1 ~ 40-n)로부터 접촉 신호들(S1 ~ Sn)을 수신하여 접촉 출력들(Tout-1 ~ Tout-n)을 발생시키고, 패드(PAD)에 접촉 물체가 접촉되지 않아 접촉 신호들(S1 ~ Sn)이 소정 시간동안 변하지 않으면, 제어부(50)는 접촉 센서가 대기 상태임을 감지하고, 지연 시간 조정을 위해 복수개의 가변 지연부들(35-1 ~ 35-n) 각각에 공급되는 제어 신호의 조정을 시작한다.

도2 는 종래의 접촉 감지 센서의 다른 예를 나타내는 도면으로서 한국 등록 특허 0802656호에 공개되어 있다. 펄스 신호 발생부(60)는 제어부(90)로부터 전송되는 제어 코드(Code)의 코드 값에 따라 펄스 신호(pul)의 펄스폭을 설정하고, 설정된 펄스폭을 가지는 펄스 신호(pul)를 발생한다.

펄스 신호 발생부(60)는 클럭 신호 발생기(61)와 가변 지연 체인(VDC), 인버터(INV) 및 앤드 게이트(AND)를 구비한다. 클럭 신호 발생기(61)는 클럭 신호(clk)를 발생하여 가변 지연 체인(VDC) 및 앤드 게이트(AND)로 각각 전송한다. 가변 지연 체인(VDC)은 제어부(90)로부터 전송되는 제어 코드(Code)의 코드값에 응답하여 클럭신호(clk)의 지연시간을 가변한다. 인버터(INV)는 가변 지연 체인(VDC)로부터 출력되는 클럭신호(dclk)를 반전한다. 앤드 게이트(AND)는 클럭신호 발생기(61)로부터 전송되는 클럭신호(clk)와 가변 지연 체인(VDC) 및 인버터(INV)를 거쳐 전송되는 클럭신호(/dclk)를 앤드 조합하여 가변 지연 체인(VDC)의 지연시간에 대응되는 펄스폭을 가지는 펄스신호(pul)를 발생한다.

저항(R3)과 패드(PAD)로 구성되는 펄스 신호 전달부(70)는 패드(PAD)에 접촉 물체가 비접촉되면 펄스 신호(pul)는 그대로 펄스 신호 검출부(80)로 전달하나, 소정의 정전 용량을 갖는 접촉 물체가 접촉되면 펄스 신호(pul)는 패드(PAD)로 인가된 접촉 물체의 커패시턴스에 의해 펄스 신호 검출부(80)로 전달되지 않는다.

이때, 접촉 물체는 소정의 커패시턴스을 가지는 모든 물체가 적용될 수 있으며, 대표적인 예로 많은 전하를 축적할 수 있는 사람의 인체가 있다.

펄스 신호 검출부(80)는 펄스 신호 전달부(70)에 의해 전달되는 펄스 신 호(pul)를 검출하고, 검출 결과를 제어부(90)에 통보한다. 펄스 신호 검출부(80)는 T-플립플롭(TFF)으로 구현될 수 있다.

T-플립플롭(TFF)은 펄스 신호(pul)가 전달되면 펄스 신호(pul)의 상승 에지 또는 하강 에지에 동기화되어 출력 신호를 토글링하고, 펄스 신호(pul)가 전달되지 않으면 출력 신호를 토글링시키지 않는다.

제어부(90)는 펄스 신호 검출부(80)의 검출 결과에 따라 접촉 물체의 접촉 여부를 통보하는 출력 신호(out)를 생성하여 외부의 장치로 출력하고, 주기적으로 교정 동작을 수행하여 비접촉 상태하에서 펄스 신호(pul)의 펄스폭을 현재의 동작 환경에 적합하게 교정하여 준다. 제어부(90)는 T-플립플롭(TFF)이 토글링되는 출력 신호를 출력하면 접촉 물체가 비접촉되었음을 통보하는 출력 신호(out)를, 그렇지 않으면 접촉 물체가 접촉되었음을 통보하는 출력 신호(out)를 생성하여 외부로 출력한다.

상기한 도1 및 도2 의 접촉 감지 센서는 접촉 또는 비접촉만을 감지하여 출력할 뿐, 커패시턴스의 크기를 출력하지 않는다. 또한 휴대 장치는 그 특성상 잦은 주변 환경의 변화가 발생하며, 환경의 변화에 따라 야기되는 다양한 노이즈에 의해 휴대장치가 오동작을 하지 않도록 노이즈의 영향을 줄일 수 있는 커패시턴스 측정회로가 필요하다.

본 발명의 목적은 노이즈의 영향을 줄일 수 있는 커패시턴스 측정 회로를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 커패시턴스 측정 회로는 측정 신호를 발생하는 측정 신호 발생부, 상기 측정 신호를 기준 지연 값에 대응하는 시간동안 지연시켜 출력하는 고정 지연 체인, 상기 측정 신호를 코드 값에 대응하는 시간동안 지연시켜 출력하는 가변 지연 체인, 상기 고정 지연 체인의 출력 신호를 고정된 시간만큼 지연하여 기준 신호를 출력하는 제1 지연부, 외부로부터 커패시턴스를 인가받는 패드를 구비하고, 상기 가변 지연 체인의 출력 신호를 상기 패드를 통해 인가되는 커패시턴스에 응답하여 가변 지연하여 센싱 신호를 출력하는 제2 지연부, 및 상기 기준 신호와 상기 센싱 신호의 지연시간 차에 응답하여 상기 커패시턴스 값을 증가 또는 감소하여 출력하고, 상기 커패시턴스 값에 응답하여 상기 코드 값을 가변하여 출력하는 데이터 발생부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 데이터 발생부는 상기 기준 신호와 상기 센싱 신호의 지연시간 차에 응답하여 감지 신호를 출력하는 위상 검출부, 및 상기 감지 신호에 응답하여 커패시턴스 값을 지정된 규칙에 따라 순차적으로 증가 또는 감소하여 출력하고, 상기 커패시턴스 값에 응답하여 상기 코드 값을 가변하여 상기 가변 지연 체인으로 출력하는 지연 펌프를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위상 검출부는 상기 기준 신호의 상승 또는 하강 에지에 동기하여 상기 센싱 신호를 래치하여 상기 감지 신호를 출력하는 논리 회로로서 플립플롭인 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 커패시턴스 측정 회로는 지연 펌프는 상기 감지 신호에 응답하여 커패시턴스 값을 지정된 규칙에 따라 순차적으로 증가 또는 감소하여 출력하는 카운터, 및 상기 기준 지연 값에서 상기 커패시턴스 값을 감산하여 상기 코드 값을 출력하는 감산기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카운터는 상기 감지 신호에 응답하여 커패시턴스 값을 지정된 단위로 순차적으로 증가 또는 감소하여 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카운터는 상기 감지 신호가 연속적으로 하이 레벨 또는 로우 레벨로 인가되면, 커패시턴스 값의 변경 단위로 가변하면서 순차적으로 증가 또는 감소하여 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지연 펌프는 상기 코드 값 또는 상기 커패시턴스 값을 필터링 하여 출력하는 디지털 필터를 추가로 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지털 필터는 상기 코드 값 또는 커패시턴스 값을 인가받아 안정화 시키고, 노이즈를 제거하는 로우 패스 필터 또는 밴드 패스 필터인 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 커패시턴스 값에 응답하여 클럭 신호 의 펄스폭을 가변하여 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호 발생부, 외부로부터 커패시턴스를 인가받는 패드를 구비하고, 상기 펄스 신호를 상기 패드를 통해 인가되는 커패시턴스에 응답하여 상기 펄스신호를 전달하거나 전달하지 않는 펄스 신호 전달부, 상기 펄스신호 전달부를 통해 인가되는 상기 펄스 신호를 주기적으로 검출하여 감지 신호를 출력하는 펄스 신호 검출부, 상기 감지 신호에 응답하여 카운팅 값을 지정된 규칙에 따라 순차적으로 증가 또는 감소하여 출력하는 카운터, 및 상기 카운팅 값을 필터링하여 상기 커패시턴스 값을 출력하는 디지털 필터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 펄스 신호 발생부는 상기 클럭 신호를 발생하는 클럭 신호 발생기, 상기 커패시턴스 값에 따라 상기 클럭 신호를 가변 지연하여 출력하는 가변 지연 체인, 상기 가변 지연 체인의 출력 신호를 반전시켜 출력하는 인버터, 및 상기 클럭 신호와 상기 인버터의 출력 신호를 논리곱하여, 상기 클럭 신호의 지연시간에 대응하는 펄스 폭을 가지는 상기 펄스 신호를 발생하는 앤드 게이트를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 펄스 신호 검출부는 클럭 신호에 응답하여 상기 펄스 신호를 감지하고, 상기 펄스신호에 응답하여 토글링되는 출력 신호를 발생하는 T-플립플롭, 및 상기 T-플립플롭의 출력 신호가 주기적으로 토글링되는지 여부를 판별하여 감지 신호를 출력하는 주기 판별기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 펄스 신호 검출부는 셋 단자 또는 리 셋 단자 중 어느 한 단자로 인가되는 상기 펄스 신호에 응답하여 상기 감지 신호를 출력하는 SR 플립플롭, 상기 클럭 신호에 응답하여 상기 감지 신호를 래치하여 출력하는 D-플립플롭, 및 상기 D-플립플롭의 출력 신호에 응답하여 상기 셋 단자 또는 리셋 단자 중 하나의 단자를 선택하여 상기 펄스 신호를 전달하는 먹스를 구비하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 커패시턴스 측정 회로는 외부로부터 커패시턴스를 인가받는 패드가 피드백 루프 내부에 배치되고, 커패시턴스 값을 순차적으로 증감함에 따라 패드를 통해 인가되는 노이즈에 의한 영향을 적게 받으므로 정확한 커패시턴스 값을 측정할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 커패시턴스 측정 회로를 설명하면 다음과 같다.

도3 은 본 발명에 따른 커패시턴스 측정 회로의 일례를 나타내는 도면이다. 도3 의 커패시턴스 측정 회로는 도1 의 접촉 감지 센서와 유사하게 측정 신호 발생부(110), 가변 지연부(120), 고정 지연부(130) 및 지연 시간 계산 및 데이터 발생부(140)를 구비한다. 측정 신호 발생부(110)는 소정의 주기를 갖는 클럭 신호를 측정 신호(in)로서 발생하는 클럭 발생 회로로 구현될 수 있다.

가변 지연부(120)는 측정 신호 발생부(110)와 데이터 발생부(140) 사이에 직렬로 연결되는 가변 지연 체인(VDC)과 저항(R1)을 구비한다. 그리고 저항(R1)과 데이터 발생부(140) 사이에 연결되어 외부로부터 커패시턴스를 인가받는 패드(PAD)를 구비한다. 가변 지연 체인(VDC)은 지연 펌프(142)로부터 피드백되어 인가되는 코드 값(Code)에 응답하여 측정 신호(in)를 가변 지연하여 출력하고, 저항(R1)과 패드(PAD)는 가변 지연 체인(VDC)에서 인가되는 가변 지연된 측정 신호를 저항(R1)의 저항 값 및 패드(PAD)를 통해 인가되는 커패시턴스 크기에 따라 지연하여 센싱 신호(sen)를 지연 시간 계산 및 데이터 발생부(140)로 출력한다.

고정 지연부(130)는 가변 지연부(120)와 병렬로 측정 신호 발생부(110)와 데이터 발생부(140) 사이에 직렬로 연결되는 고정 지연 체인(FDC)과 저항(R2)을 구비한다. 고정 지연 체인(FDC)은 패드(PAD)의 오프셋(offset) 커패시턴스를 보상하여 커패시턴스의 측정 범위를 최대화하기 위해, 가변 지연 체인으로 인가되는 코드 값(Code)의 영점을 조절하기 위한 기준 지연 값(Nref)을 인가받는다. 고정 지연 체인(FDC)은 기준 지연 값(Nref)에 응답하여 측정 신호(in)를 지연하여 출력하고, 저항(R2)은 고정 지연 체인(FDC)에서 지연되어 출력되는 측정 신호를 저항 값에 따라 추가로 지연하여 기준 신호(ref)를 지연 시간 계산 및 데이터 발생부(140)로 출 력한다.

고정 지연 체인(FDC)과 가변 지연 체인(VDC)은 도1 의 가변 지연 체인(35-1 ~ 35-n)과 같이 복수개의 지연 셀들로 구성될 수 있고, 복수개의 지연 셀들 각각은 한 개의 멀티플렉서(MUX)와 두 개의 인버터로 구성될 수 있다. 고정 지연 체인(FDC)은 기준 지연 값(Nref)에 응답하여 측정 신호(in)를 지연하는 지연 셀들을 선택하고, 가변 지연 체인(VDC)은 코드 값(Code)에 응답하여 측정 신호(in)를 지연하는 지연 셀들을 선택한다.

지연 시간 계산 및 데이터 발생부(140)는 위상 검출부(141) 및 지연 펌프(delay pump)(142)를 구비한다. 위상 검출부(141)는 기준 신호(ref)에 대한 센싱 신호(sen)의 위상이 빠른지 느린지를 판별하여 감지 신호(det)를 출력한다. 지연 펌프(delay pump)는 감지 신호(det)에 응답하여 커패시턴스 값(CV)을 계산하고, 계산된 커패시턴스 값(CV)에 응답하여 코드 값(Code)을 업(up) 또는 다운(down)하여 출력한다.

도3 의 커패시턴스 측정 회로에서 가변 지연부(120) 및 고정 지연부(130)는 가변 지연 체인(VDC) 및 고정 지연 체인(FDC)이 각각 측정 신호 발생부(110)로부터 측정 신호(in)를 직접 인가받는다. 따라서 외부로부터 커패시턴스가 인가되는 패드(PAD)가 피드백되는 커패시턴스 값(CV)을 인가받는 가변 지연 체인(VDC)과 커패시턴스 값(CV)을 출력하는 지연 시간 계산 및 데이터 발생부(140) 사이에 배치되므로, 피드백 루프(feedback loop) 내부에 패드(PAD)가 배치되게 된다.

노이즈는 커패시턴스 측정 회로 내부에서도 발생할 수 있지만, 대부분 패 드(PAD)를 통해 외부에서 유입되는 경우가 많다. 즉 노이즈를 줄이기 위해서는 패드(PAD)를 통해 인가되는 노이즈를 제거하는 것이 가장 효율적이다. 그러나 도1 의 접촉 감지 센서는 패드(PAD)가 피드백 루프의 밖으로 연결되기 때문에 패드(PAD)를 통해 인가되는 노이즈를 줄이기가 어렵다. 그에 반하여 도3 의 커패시턴스 측정회로는 외부로부터 커패시턴스를 인가받는 패드(PAD)가 피드백 루프의 내부에 연결된다. 패드가 피드백 루프의 내부에 연결되면, 피드백 루프의 특성에 의해 노이즈를 감쇄(attenuation)할 수 있게 된다.

도4 는 지연 시간 계산 및 데이터 발생부의 구현 예를 도시한 도3 의 커패시턴스 측정 회로를 나타내는 도면이다. 도4 에서 측정 신호 발생부(110)와 가변 지연부(120) 및 고정 지연부(130)는 도3 과 동일하므로 별도로 설명하지 않는다.

도4 의 지연 시간 계산 및 데이터 발생부(140)에서 위상 검출부(141)는 D-플립플롭(DFF)으로 구현되고, 지연 펌프(142)는 카운터(CNT)와 감산기(sub)를 구비한다. D-플립플롭(DFF)은 기준 신호(ref)의 상승 또는 하강 에지 중 하나에 동기되어 센싱 신호(sen)를 래치하여 출력한다. D-플립플롭(DFF)은 센싱신호(sen)의 지연이 기준신호(ref)보다 작을 경우 로우 레벨의 감지 신호(det)를 출력하고 센싱신호(sen)의 지연이 기준 신호(ref)보다 클 경우 하이 레벨의 감지 신호(det)를 출력한다. 감지신호가 로우 레벨이 되면 지연 펌프(142)는 코드 값(Code)을 증가 시키고, 감지 신호가 하이 레벨이 되면 지연 펌프(142)는 코드 값(Code)을 감소시키는 네거티브 피드 백(negative feedback) 작용을 하여 가변 지연부(120)의 출력신호(sen)의 위상이 고정지연부(130)의 출력신호(ref)의 위상과 일치하도록 제어된 다. 패드(PAD)에 의해 고정지연부(130)와 가변 지연부(120)사이에 지연 오프셋이 발생할 수 있는데 이 오프셋이 커서 가변 지연체인의 조절범위를 넘어서면, 도4 의 커패시턴스 측정 회로의 동작범위를 벗어나게 된다. 이 경우, 고정 지연부(130)의 기준 지연값(Nref)은 오프셋 커패시턴스를 보상하여 가변지연체인의 코드 값(Code)이 가변 지연범위 내에 들도록 한다. 도4에서는 위상 검출기(141)의 일례로 D-플립플롭(DFF)을 사용하였으나, 다른 논리회로로 구현할 수 있음은 당연하다.

카운터(CNT)는 감지 신호(det)에 응답하여 커패시턴스 값(CV)을 업 또는 다운하여 출력하는 업/다운 카운터이다. 카운터(CNT)는 감지 신호(det)의 레벨에 따라 1비트(bit) 단위로 커패시턴스 값(CV)을 업 또는 다운하여 출력할 수 있다. 그러나 카운터(CNT)가 1비트 단위로 커패시턴스 값(CV)을 업 또는 다운하여 출력하게 되면, 패드(PAD)를 통해 인가되는 커패시턴스의 크기가 큰 경우에 커패시턴스를 측정하는 시간이 길다. 이러한 문제를 보완하기 위하여 카운터(CNT)는 커패시턴스 값(CV)을 1 비트단위로 업/다운하지 않고, 감지 신호(det)가 연속적으로 하이 레벨 또는 로우 레벨로 인가되면, 1비트, 2비트, 4비트, 8비트 순으로 2의 승수에 비례하여 커패시턴스 값(CV)을 업 또는 다운하여 출력할 수도 있으며, 또는 미리 지정된 규칙에 따라 커패시턴스 값(CV)을 업 또는 다운하여 출력할 수도 있다. 그리고 상기에서는 카운터(CNT)가 기준 신호(ref)에 응답하여 감지 신호(det)를 인가받는 것으로 도시하였으나, 측정 신호(in)에 응답하여 감지 신호(det)를 인가받을 수도 있다.

감산기(sub)는 기준 지연 값(Nref)에서 커패시턴스 값(CV)을 감산하여 코드 값(Code)을 출력한다. 따라서 커패시턴스 값(CV)은 패드(PAD)에 인가되는 총 커패시턴스 값을 나타내게 되는데, 패드(PAD)에 인가되는 커패시턴스 값이 증가하면 위상검출부(141)와 지연펌프(142)로 이루어지는 피드백 루프는 패드(PAD)를 통해 인가되는 커패시턴스의 증가분만큼 코드 값(Code)을 감소시켜 가변지연체인의 지연량을 줄인다. 또한 패드(PAD)에 인가되는 커패시턴스 값이 감소하면, 그 감소분만큼 코드 값(Code)을 증가시켜 가변지연체인의 지연량을 증가시킨다. 결과적으로, 위상 검출부(141)에 입력되는 센싱신호(sen)과 기준신호(ref)의 위상이 동일하도록 제어 되고, 따라서 커패시턴스 값(CV)이 패드(PAD)에 인가되는 커패시턴스의 크기에 대응하게 된다.

여기에는 감산기(sub)에 인가되는 기준 지연 값(Nref)과 고정 지연 체인(FDC)을 제어하는 신호를 동일하게 설명하였으나, 다르게 제어 할 수 있음은 당연하다. 또한, 도3과 도4에서 고정 지연 체인(FDC)이 있는 것으로 설명하였으나, 삭제할 수 있음은 당연하다.

도5 내지 7은 도4 의 커패시턴스 측정 회로의 동작을 설명하기 위한 도면으로, 먼저 도5 는 패드(PAD)에 커패시터가 인가될 때, 센싱 신호(sen)와 감지 신호(det)의 변화를 나타내는 도면이다.

기준 신호(ref)는 고정 지연부(130)에 의해 측정 신호(in)를 고정된 지연 시간 만큼 지연하여 출력하게 되므로, 측정 신호(in)와 동일한 주기를 가진다. 커패시턴스 측정 회로의 최초 동작 시에 커패시턴스 값(CV)이 0이므로, 초기 코드 값(Code)은 기준 지연 값(Nref)과 동일하고, 가변 지연 체인(VDC)이 측정 신호(in) 를 지연하는 시간은 고정 지연 체인(FDC)이 측정 신호(in)를 지연하는 시간과 동일하다. 따라서 커패시턴스 측정 회로의 동작 초기에 센싱 신호(sen)는 패드(PAD) 자체의 커패시턴스에 의해 기준 신호(ref)보다 더 지연되어 D-플립플롭(DFF)으로 출력된다.

센싱 신호(sen)가 기준 신호(ref)보다 더 지연되므로 기준 신호(ref)의 하강 에지에서 센싱 신호(sen)는 하이 레벨이고, 감지 신호(det)는 하이 레벨로 출력된다. 감지 신호(det)가 하이 레벨이므로 카운터(CNT)는 커패시턴스 값(CV)을 업 하여 1을 출력하고, 감산기(sub)는 기준 지연 값(Nref)에서 커패시턴스 값(CV)을 감산하여 출력하므로, 코드 값(Code)은 펌핑 다운되어 기준 지연 값(Nref)-1 로 출력된다.

가변 지연 체인(VDC)은 코드 값(Code)에 응답하여 측정 신호(in)의 지연 시간을 줄여서 출력하게 되고, 센싱 신호(sen)의 지연 시간이 줄어듬에 따라 기준 신호(ref)와의 지연 시간차이가 줄어들게 된다. 센싱 신호(sen)와 기준 신호(ref) 사이의 지연 시간 차이가 점차적으로 감소하게 되어, 센싱 신호(sen)의 지연 시간이 기준 신호(ref)의 지연 시간과 동일하거나 더 짧아지게 되면(t1), D-플립플롭(DFF)은 감지 신호(det)를 로우 레벨로 천이 시키게 된다.

이후 패드(PAD)를 통해 외부로부터 커패시턴스가 인가되면(t2), 센싱 신호(sen)는 인가된 커패시턴스에 의해 추가적으로 지연되고, D-플립플롭(DFF)은 하이 레벨의 감지 신호(det)를 출력한다. 감지 신호(det)가 하이 레벨로 출력되면 상기한 바와 같이 센싱 신호(sen)의 지연 시간이 기준 신호(ref)의 지연 시간과 동 일하거나 더 짧아지게 될 때까지 커패시턴스 값(CV)은 점차로 증가하게 된다(t3). 그리고 이후 커패시턴스 값(CV)은 증가와 감소를 반복하게 된다.

도6 은 커패시턴스 값(CV)을 1비트 단위로 업/다운하는 카운터(CNT)를 구비한 커패시턴스 측정 회로의 커패시턴스 값(CV)의 변화를 나타내고, 도7 은 지정된 규칙에 따라 커패시턴스 값(CV)을 업/다운하는 카운터(CNT)를 구비한 커패시턴스 측정 회로의 커패시턴스 값(CV)의 변화를 나타낸다.

도6 에서는 카운터(CNT)가 1비트 단위로 업/다운을 수행하기 때문에 패드(PAD)를 통해 인가된 커패시턴스가 큰 경우에 커패시턴스 값(CV)이 인가된 커패시턴스를 나타낼 때까지의 소요시간이 길다. 그러나 마찬가지로 카운터(CNT)가 1비트 단위로 업/다운을 수행하기 때문에 일시적으로 큰 노이즈가 인가되어도 노이즈에 의해 변동되는 커패시턴스 값(CV)은 1비트로서 커패시턴스 값(CV)에 미치는 영향이 작다.

도7 에서는 카운터(CNT)가 커패시턴스 값(CV)을 업/다운하는 규칙으로 감지 신호(det)가 3회 연속적으로 하이 레벨 또는 로우 레벨로 인가되는 경우에 업/다운하는 비트수를 증가하도록 지정된 예를 나타내었다. 즉 감지 신호(det)가 연속으로 하이 레벨로 인가되면 3회마다 업하는 비트 수를 증가시킨다. 예를 들어, 감지 신호(det)가 연속적으로 하이 레벨 또는 로우 레벨로 인가되면, 3회 동안은 1비트의 커패시턴스 값을 가변하고, 이후 3회 동안은 2비트의 커패시턴스 값을 가변한다. 그리고 감지 신호(det)의 로우 레벨로 반전되면, 이전 업/다운하는 비트수를 감소하여 커패시턴스 값(CV)을 다운한다. 따라서 크기가 큰 커패시턴스가 인가되 더라도 빠른 시간 내에 커패시턴스 값(CV)을 나타낼 수 있다. 도7 의 커패시턴스 값(CV)은 노이즈 발생 시에 도6 의 커패시턴스 값(CV)보다 큰 폭으로 변화할 수 있으나, 변화 폭의 한계가 크기 않기 때문에 노이즈가 커패시턴스 값(CV)에 미치는 영향이 작다. 특히 패드(PAD)가 피드백 루프 내부에 배치됨에 따라 가변 지연 체인(VDC)이 노이즈가 포함되지 않은 측정 신호(in)를 직접 인가받고, 패드(PAD)를 통해 인가되는 노이즈가 고려된 코드 값(Code)에 응답하여 지연하여 출력하기 때문에 피드백 루프의 특성에 의해 노이즈를 감쇄시킨다.

상기에서는 데이터 발생부(140)가 D-플립플롭(DFF)과 업/다운 카운터(CNT)를 구비하여 커패시턴스 값(CV)을 점차적으로 업/다운하는 것으로 설명하였으나, 기준 신호(ref)에 대한 센싱 신호(sen)의 지연 시간 차이를 직접 카운팅하여 곧바로 패드(PAD)에 인가된 커패시턴스 값(CV)을 출력하도록 할 수도 있다.

그리고 지연 펌프(142)는 노이즈를 제거하기 위하여 커패시턴스 값(CV)을 필터링하여 출력하는 디지털 필터를 추가적으로 구비할 수 있다. 상기의 실시예에서 커패시턴스 값(CV)은 변화의 폭이 제한되어 출력되도록 구성되므로, 코드 값(Code) 또한 변화의 폭이 제한된다. 그러나 만약 일정 수준 이상의 폭으로 코드 값(Code)이 변화되는 경우에는 노이즈가 포함된 것으로 판단할 수 있다. 따라서 감산기(sub)로부터 코드 값(Code)을 인가받아 필터링하여 가변 지연 체인(VDC)로 출력하는 디지털 필터로서 디지털 로우 패스 필터 또는 디지털 밴드 패스 필터를 추가로 더 구비할 수 있다. 또한 코드 값(Code)을 필터링 하지 않고, 직접 커패시턴스 값(CV)을 필터링하여 출력하여도 동일한 효과를 얻을 수 있음은 자명하다. 디지털 필터는 커패시턴스 측정 회로의 노이즈 특성과 함께 피드백 루프의 특성을 조절하기 위해서도 사용될 수 있다. 그리고 기준 신호(ref)와 센싱 신호(sen)의 지연 시간 차이가 충분히 줄어서 피드백 루프가 안정되면 되면 커패시턴스 값(CV)은 +1/-1 단위로 오실레이션(증가와 감소를 반복)하게 되는데, 이는 디지털 필터를 이용하여 고정 할 수 있다. 즉 디지털 필터에 히스테리시스(Hysteresis) 특성을 부여하여 안정 상태(steady state)에서 커패시턴스 값(CV)의 미세한 오실레이션(계속적인 변동)을 방지할 수 있다.

추가로 상기의 카운터(CNT)와 디지털 필터는 하드웨어뿐만 아니라 소프트 웨어로 구현될 수도 있다.

도8 은 본 발명에 따른 커패시턴스 측정 회로의 다른 예를 나타내는 도면으로 펄스 신호 발생부(210)와 펄스 신호 전달부(220)는 도2 와 유사한 구성을 가지므로 상세한 설명은 생략한다.

그리고 도2 에서 펄스 신호 검출부(80)는 T-플립플롭(TFF)만을 사용하였다. 그러나 상기한 바와 같이 대부분의 노이즈는 패드(PAD)를 통해서 인가되는 경우가 많고, 도2 의 T-플립플롭(TFF)은 패드(PAD)와 직접 연결되어 있으므로, 패드를 통해 펄스 신호에 노이즈가 인가될 경우에 하나의 펄스 신호에 T-플립플롭(TFF)이 1회 이상 토글되는 가능성이 존재한다. 도8에서의 주기 판별기(232)가 펄스의 주기성을 올바로 판별하기 위해서는 T-플립플롭(TFF)이 1개의 펄스 입력에 대해 한번만 토글되도록 하는 것이 요구된다. 도8의 T-플립플롭(TFF)은 이 문제를 해결하기 위하여 1개의 펄스 입력에 대해 한번만 토글되도록 한 것인데 이는 도9의 토글회로와 같다.

도8 의 펄스 신호 검출부(230)는 T-플립플롭(231)이 클럭 신호(clk)에 응답하여 펄스 신호(pul)를 인가받으므로 노이즈에 의해 T-플립플롭(231)의 출력 신호가 토글링하지 않는다. 또한 도8 의 펄스 신호 검출부(230)는 T-플립플롭(231)의 출력 신호가 주기적으로 토글링 되는지 여부를 판별하는 주기 판별기(232)를 추가로 더 구비한다. 주기 판별기(232)는 클럭 신호(clk)에 응답하여 T-플립플롭(231)의 출력 신호가 주기적으로 천이하는지 판별하여, T-플립플롭(231)의 출력 신호가 주기적으로 천이하는 경우에는 로우 레벨의 감지 신호(det)를 출력하고, 주기적으로 천이하지 않으면 하이 레벨의 감지 신호(det)를 출력한다.

도2 의 접촉 감지 센서는 접촉 또는 비접촉만을 감지하였으나, 도8 의 커패시턴스 측정 회로는 패드(PAD)를 통해 인가된 커패시턴스의 크기를 측정하여 커패시턴스 값(CV)을 출력하여야 하므로, 지연 펌프(240)가 도4 와 유사하게 카운터(241)와 디지털 필터(242)를 구비한다. 카운터(241)는 업/다운 카운터로서 클럭 신호(clk)에 응답하여 감지 신호(det)를 인가받고, 1 비트 단위 또는 지정된 규칙에 따라 카운터 값(Cout)을 업 또는 다운하여 출력한다. 디지털 필터(242)는 상기한바와 같이 커패시턴스 측정 회로의 노이즈 특성과 함께 피드백 루프의 특성을 조절하기 위해서 사용되며, 히스테리시스(Hysteresis) 특성을 갖고 카운터 값(Cout)을 필터링하여 커패시턴스 값(CV)을 출력하여 커패시턴스 값(CV)의 계속적인 변동을 방지할 수 있다.

상기에서는 카운터(241)가 클럭 신호(clk)에 응답하여 감지 신호(det)를 인 가받는 것으로 설명하였으나, 카운터(241)가 비동기식 카운터인 경우에는 클럭 신호(clk)를 인가받지 않을 수 있다. 그리고 주기 판별기(232) 또한 T-플립플롭(231)의 출력 신호의 주기적인 토글 여부를 판별하기 위하여 클럭 신호(clk)가 아닌 다른 신호를 사용할 수도 있다.

그리고 도8 에서 가변지연 체인(VDC)은 커패시턴스 값(CV)에 응답하여 클럭 신호(clk)를 가변 지연하여 출력한다.

도9 는 도8 의 T-플립플롭의 구현예를 나타내는 토글 회로로서, 하나의 먹스(Mux)와 SR 플립플롭(SRF) 및 D-플립플롭(DF)을 구비한다.

먹스(331)는 D-플립플롭(333)의 출력 신호에 응답하여 펄스 신호(pul)를 인가받아 SR 플립플롭(332)의 셋 단자(S) 혹은 리셋 단자(R)로 인가한다. 먹스(331)는 감지 신호(det)가 로우 레벨로 인가되면 펄스 신호(pul)를 셋 단자(S)로 인가하고, 감지 신호(det)가 하이 레벨이면 펄스 신호(pul)를 리셋 단자(R)로 인가한다.

SR 플립플롭(332)은 먹스(331)로부터 펄스 신호가 인가되지 않으면, 이전 감시 신호(det)의 레벨을 그대로 유지하고, 셋 단자(S)로 하이 레벨의 신호가 인가되면 하이 레벨의 감지 신호(det)를 지연 펌프(340)로 출력하며, 리셋 단자(R)로 하이 레벨의 신호가 인가되면 로우 레벨의 감지 신호(det)를 출력한다.

D-플립플롭(333)은 클럭 신호 발생기(311)에서 인가되는 클럭 신호(clk)에 응답하여 감지 신호(det)를 래치하여 먹스(331)로 출력한다. D-플립플롭(333)이 클럭 신호(clk)에 응답하여 감지 신호(det)를 래치하여 먹스(331)의 출력 신호가 SR 플립플롭(332)의 셋 단자(S) 혹은 리셋 단자(R) 중 어느 한 단자로 인가될지를 결정한다.

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.

도1 은 종래의 접촉 감지 센서의 일례를 나타내는 도면이다.

도2 는 종래의 접촉 감지 센서의 다른 예를 나타내는 도면이다.

도3 은 본 발명에 따른 커패시턴스 측정 회로의 일례를 나타내는 도면이다.

도4 는 지연 시간 계산 및 데이터 발생부의 구현 예를 도시한 도3 의 커패시턴스 측정 회로를 나타내는 도면이다.

도5 내지 7은 도4 의 커패시턴스 측정 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도8 은 본 발명에 따른 커패시턴스 측정 회로의 다른 예를 나타내는 도면이다.

도9 는 도8 의 T-플립플롭의 구현예를 나타내는 도면이다.

Claims

측정 신호를 발생하는 측정 신호 발생부;

상기 측정 신호를 기준 지연 값에 대응하는 시간동안 지연시켜 출력하는 고정 지연 체인;

상기 측정 신호를 코드 값에 대응하는 시간동안 지연시켜 출력하는 가변 지연 체인;

상기 고정 지연 체인의 출력 신호를 고정된 시간만큼 지연하여 기준 신호를 출력하는 제1 지연부;

외부로부터 커패시턴스를 인가받는 패드를 구비하고, 상기 가변 지연 체인의 출력 신호를 상기 패드를 통해 인가되는 커패시턴스에 응답하여 가변 지연하여 센싱 신호를 출력하는 제2 지연부; 및

상기 기준 신호와 상기 센싱 신호의 지연시간 차에 응답하여 상기 커패시턴스 값을 증가 또는 감소하여 출력하고, 상기 커패시턴스 값에 응답하여 상기 코드 값을 가변하여 출력하는 데이터 발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제1 항에 있어서, 상기 데이터 발생부는

상기 기준 신호와 상기 센싱 신호의 지연시간 차에 응답하여 감지 신호를 출력하는 위상 검출부; 및

상기 감지 신호에 응답하여 커패시턴스 값을 지정된 규칙에 따라 순차적으로 증가 또는 감소하여 출력하고, 상기 커패시턴스 값에 응답하여 상기 코드 값을 가변하여 상기 가변 지연 체인으로 출력하는 지연 펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제2 항에 있어서, 상기 위상 검출부는

상기 기준 신호의 상승 또는 하강 에지에 동기하여 상기 센싱 신호를 래치하여 상기 감지 신호를 출력하는 논리 회로로서 플립플롭인 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제2 항에 있어서, 상기 지연 펌프는

상기 감지 신호에 응답하여 커패시턴스 값을 지정된 규칙에 따라 순차적으로 증가 또는 감소하여 출력하는 카운터; 및

상기 기준 지연 값에서 상기 커패시턴스 값을 감산하여 상기 코드 값을 출력하는 감산기를 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제4 항에 있어서, 상기 카운터는

상기 감지 신호에 응답하여 커패시턴스 값을 지정된 단위로 순차적으로 증가 또는 감소하여 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제4 항에 있어서, 상기 카운터는

상기 감지 신호가 연속적으로 하이 레벨 또는 로우 레벨로 인가되면, 커패시턴스 값의 변경 단위로 가변하면서 순차적으로 증가 또는 감소하여 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제4 항에 있어서, 상기 지연 펌프는

상기 코드 값 또는 상기 커패시턴스 값을 필터링 하여 출력하는 디지털 필터를 추가로 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제7 항에 있어서, 상기 디지털 필터는

상기 코드 값 또는 커패시턴스 값을 인가받아 안정화 시키고, 노이즈를 제거하는 로우 패스 필터 또는 밴드 패스 필터인 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제7 항에 있어서, 상기 카운터와 상기 디지털 필터는

소프트웨어로 구현되는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제4 항에 있어서, 상기 카운터는

상기 기준 신호에 응답하여 상기 감지 신호를 인가받는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제4 항에 있어서, 상기 카운터는

상기 측정 신호에 응답하여 상기 감지 신호를 인가받는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제1 항에 있어서, 상기 제1 지연부는

상기 고정 지연 체인과 상기 위상 검출부 사이에 연결되는 제1 저항인 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제12 항에 있어서, 상기 제2 지연부는

상기 가변 지연 체인과 상기 위상 검출부 사이에 연결되는 제2 저항을 추가로 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
커패시턴스 값에 응답하여 클럭 신호의 펄스폭을 가변하여 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호 발생부;

외부로부터 커패시턴스를 인가받는 패드를 구비하고, 상기 펄스 신호를 상기 패드를 통해 인가되는 커패시턴스에 응답하여 상기 펄스신호를 전달하거나 전달하지 않는 펄스 신호 전달부;

상기 펄스신호 전달부를 통해 인가되는 상기 펄스 신호를 주기적으로 검출하여 감지 신호를 출력하는 펄스 신호 검출부;

상기 감지 신호에 응답하여 카운팅 값을 지정된 규칙에 따라 순차적으로 증가 또는 감소하여 출력하는 카운터; 및

상기 카운팅 값을 필터링하여 상기 커패시턴스 값을 출력하는 디지털 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제14 항에 있어서, 상기 펄스 신호 발생부는

상기 클럭 신호를 발생하는 클럭 신호 발생기;

상기 커패시턴스 값에 따라 상기 클럭 신호를 가변 지연하여 출력하는 가변 지연 체인;

상기 가변 지연 체인의 출력 신호를 반전시켜 출력하는 인버터; 및

상기 클럭 신호와 상기 인버터의 출력 신호를 논리곱하여, 상기 클럭 신호의 지연시간에 대응하는 펄스 폭을 가지는 상기 펄스 신호를 발생하는 앤드 게이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제14 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 추가로 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제14 항에 있어서, 상기 펄스 신호 검출부는

클럭 신호에 응답하여 상기 펄스 신호를 감지하고, 상기 펄스신호에 응답하여 토글링되는 출력 신호를 발생하는 T-플립플롭; 및

상기 T-플립플롭의 출력 신호가 주기적으로 토글링되는지 여부를 판별하여 감지 신호를 출력하는 주기 판별기를 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제17 항에 있어서, 상기 T-플립플롭은

셋 단자 또는 리셋 단자 중 어느 한 단자로 인가되는 상기 펄스 신호에 응답하여 상기 감지 신호를 출력하는 SR 플립플롭;

상기 클럭 신호에 응답하여 상기 감지 신호를 래치하여 출력하는 D-플립플롭; 및

상기 D-플립플롭의 출력 신호에 응답하여 상기 셋 단자 또는 리셋 단자 중 하나의 단자를 선택하여 상기 펄스 신호를 전달하는 먹스를 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제14 항에 있어서, 상기 카운터는

상기 감지 신호에 응답하여 커패시턴스 값을 지정된 단위로 순차적으로 증가 또는 감소하여 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제14 항에 있어서, 상기 카운터는

상기 감지 신호가 연속적으로 하이 레벨 또는 로우 레벨로 인가되면, 커패시턴스 값의 변경 단위로 가변하면서 순차적으로 증가 또는 감소하여 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제14 항에 있어서, 상기 디지털 필터는

상기 카운팅 값을 인가받아 안정화 시키고, 노이즈를 제거하여 상기 커패시턴스 값을 출력하는 로우 패스 필터 또는 밴드 패스 필터인 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
제14 항에 있어서, 상기 카운터와 상기 디지털 필터는

소프트웨어로 구현되는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.