WO2012060591A2 - 커패시턴스 측정 회로 및 커패시턴스 측정 방법 - Google Patents

커패시턴스 측정 회로 및 커패시턴스 측정 방법 Download PDF

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WO2012060591A2
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pulse signal
control
capacitance
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이방원
문병준
홍재석
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주식회사 애트랩
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605—Measuring capacitance

Definitions

  • the present invention relates to a capacitance measurement circuit and a capacitance measurement method, and more particularly, to a capacitance measurement circuit and a capacitance measurement method capable of reducing the influence of noise.
  • a capacitance measurement circuit is a circuit for measuring capacitance, and is mainly used for measuring capacitance of various circuits or devices.
  • portable devices provide user interfaces such as touch pads, touch screens, and access detection sensors, a range of application of capacitance measurement circuits capable of detecting a user's touch and approach is expanding.
  • the capacitance measurement circuit 1 shown in FIG. 1 includes a pulse signal generator 10, a pulse signal transmitter 20, a pulse signal detector 30, and a controller 40.
  • the pulse signal generator 10 sets the pulse width of the pulse signal pul according to the control code Ccode transmitted from the controller 40 and generates a pulse signal pul having the set pulse width.
  • the pulse signal generator 10 includes a clock signal generator 11, a variable delay chain VDC, an inverter INV, and an AND gate AND.
  • the clock signal generator 11 generates a clock signal clk and transmits it to one terminal of the variable delay chain VDC and the AND gate AND, respectively.
  • the variable delay chain VDC variably delays the clock signal clk in response to the control code Ccode output from the controller 40 to output the delayed clock signal dclk.
  • the inverter INV inverts the delay clock signal dclk output from the variable delay chain VDC.
  • the inverted delay clock signal / dclk is transmitted to the remaining terminals of the AND gate AND.
  • the AND gate AND is logically multiplied by the clock signal clk transmitted from the clock signal generator 11 and the inverted delay clock signal / dclk transmitted through the variable delay chain VDC and the inverter INV.
  • a pulse signal pul having a pulse width corresponding to the delay time of (VDC) is generated.
  • the delay time of the variable delay chain VDC is a time corresponding to the control code Ccode. Therefore, the pulse width of the pulse signal pul also becomes the width corresponding to the control code Ccode.
  • the pulse signal transmission unit 20 including the resistor R1 and the pad PAD
  • the pulse signal pul is applied through the pad PAD.
  • the signal level of the pulse signal pul is lowered by the capacitance of the contact object and the resistance R1.
  • the delay pulse signal dpul means a pulse through which the pulse signal pul has passed through the resistor R1 and the pad PAD.
  • the contact object may be any object having a predetermined capacitance may be applied, a representative example is a human body that can accumulate a lot of charge.
  • the pulse signal detector 30 detects a delay pulse signal dpul and outputs a detection signal det. When the signal level of the delay pulse signal dpul decreases below a predetermined level due to the capacitance of the contact object, the delay pulse signal dpul is not detected by the pulse signal detector 30. Alternatively, the delay pulse signal dpul is not detected by the pulse signal detector 30 even when the control code Ccode input from the controller 40 becomes equal to or smaller than the predetermined value and the width of the pulse signal pul becomes equal to or smaller than the constant value.
  • the pulse signal detector 30 includes a T-flip flop 31 and a period discriminator 32.
  • the T-flip-flop TFF receives the delay pulse signal dpul in response to the clock signal clk, and when the delay pulse signal dpul is transmitted, is synchronized with the rising edge or the falling edge of the clock signal clk. Toggles the signal and does not toggle the output signal unless the delay pulse signal dpul is delivered.
  • the period discriminator 32 determines whether the output signal of the T-flip-flop 31 transitions periodically and outputs a high level detection signal det when it transitions periodically, and when it does not periodically transition, it detects low level. Output a signal det.
  • the controller 40 includes a code generator 41 to output a control code Ccode corresponding to the capacitance value of the contact object according to the detection signal det.
  • the control code Ccode When the detection signal det is applied at a low level, the control code Ccode is increased and output. When the detection signal det is applied at a high level, the control code Ccode is decreased and output.
  • the variable delay chain VDC of the pulse signal generator 10 adjusts the delay time of the clock signal clk and outputs the delayed clock signal dclk. Therefore, the width of the pulse signal output from the pulse signal generator 10 is adjusted by the control code Ccode.
  • 2 and 3 are diagrams for describing an operation of the capacitance measurement circuit of FIG. 1.
  • the control unit 40 of the capacitance measurement circuit 1 adjusts the control code Ccode in response to the detection signal det. That is, the code generator 41 of the controller 40 increases the control code Ccode when the detection signal det output from the pulse signal detector 30 is at a low level, and is output from the pulse signal detector 30. If the sense signal det is at a high level, the control code Ccode is reduced.
  • variable delay chain VDC variably delays the clock signal clk to output the delayed clock signal dclk, and the pulse signal generator 10 clocks in the variable delay chain VDC.
  • the width of the pulse signal pul is varied and output according to the time for delaying the signal clk.
  • the pulse signal detector 30 detects a delay pulse signal dpul delayed by a capacitance applied through the pad PAD of the pulse signal transmitter 20 and outputs a detection signal det.
  • the pulse signal pul it is determined whether the pulse signal pul can be transmitted as the delay pulse signal dpul according to the capacitance applied through the pad PAD. That is, when the pulse width of the pulse signal pul is smaller than the capacitance applied through the pad PAD, the pulse signal pul is not transmitted as the delay pulse signal dpul (that is, the pulse signal detection unit 30 is If the pulse width of the pulse signal pul is larger than the capacitance applied through the pad PAD, the pulse signal pul may be transmitted as the delay pulse signal dpul. (Ie, the pulse signal detector 30 may detect the delay pulse signal dpul).
  • the pulse signal detector 30 outputs a detection signal det depending on whether the delay pulse signal dpul is transmitted (that is, whether the delay pulse signal dpul is detected), and the controller 40 detects the delay signal.
  • the capacitance applied through the pad PAD may be measured by varying the control code Ccode according to the signal det and checking the sensing signal det.
  • the code generator 41 up / downs the control code Ccode in units of 1 bit, the fluctuation range of the control code Ccode fluctuated by noise is not large.
  • the control code Ccode is continuously changed by the noise.
  • Such a change in the control code Ccode makes it difficult for the capacitance measurement circuit 1 to output the stable control code Ccode even when the control unit 40 further filters the filter.
  • An object of the present invention is to provide a capacitance measurement circuit that can reduce the influence of noise.
  • Another object of the present invention is to provide a capacitance measurement method for achieving the above object.
  • a capacitance measurement circuit for achieving the above object includes a pulse signal generator and a pad for generating a pulse signal by varying the pulse width of the clock signal in response to a control code, the pulse in response to the capacitance applied through the pad
  • a pulse signal transmitter for delaying a signal and outputting a delayed pulse signal
  • a pulse signal detector for detecting the delayed pulse signal in response to the clock signal and outputting a detection signal
  • generating the control code a plurality of times according to a specified rule
  • a controller configured to determine whether the control code is changed by determining the plurality of sensing signals applied to the pulse signal generator and applied in response to the generated control code.
  • the control unit for achieving the above object generates the control code of the same value n times (n is a natural number) and applies it to the pulse signal generator, and stores the value of the detection signal for each of the control code generated n times
  • the control code may be reduced and output if the number of 1s is greater than or equal to p (p is a natural number less than or equal to n).
  • the control unit for achieving the above object is characterized in that to increase the output control code if the number of zero (q is a natural number less than or equal to n) or more in the stored plurality of detection signals.
  • the control unit for achieving the above object is characterized in that when the increase and decrease of the control code is repeated more than a specified number of times, and outputs the control code as a capacitance value.
  • the controller for achieving the above object generates r control codes sequentially increasing (r is a natural number) and applies them to the pulse signal generator, and generates values of the detection signals for each of the generated r control codes. If there is a sensing signal having a value of 0 after the sensing signal having a value of 1 from among the plurality of stored sensing signals, it is determined that noise is included and the r control codes sequentially increased It is characterized by outputting.
  • the control unit for achieving the above object is the capacitance of the control code corresponding to the detection signal having a value of the first value, if all of the stored detection signal has a value of 1 after the detection signal having a value of zero among the plurality of stored detection signals; It outputs as a value.
  • the control unit for achieving the above object generates the s control codes sequentially decreasing (s is a natural number) and applies them to the pulse signal generator, and applies the detected signal values for each of the generated s control codes. If there is a sensing signal having a value of 1 after the sensing signal having a value of 0 among the plurality of stored sensing signals, it is determined that noise is included and the s control codes that are sequentially reduced are again stored. It is characterized by outputting.
  • the control unit for achieving the above object is the capacitance of the control code corresponding to the first detection signal having a value of zero, if the stored detection signal after the detection signal having a value of 1 of the plurality of stored detection signals all have a value of 0; It outputs as a value.
  • the control unit for achieving the object alternately generates a plurality of control codes corresponding to the upper limit and the lower limit of the first range set within the maximum value that the control code may have, and applies the generated control code to the pulse signal generator.
  • the control code corresponding to the upper limit having a value of 1 with respect to the control code corresponding to the lower limit among the plurality of stored sensing signals, sequentially stored; For example, if the detection signal has a value of 0, it is determined that the noise is included, and the control code corresponding to the upper limit and the lower limit of the first range is alternately output again a plurality of times.
  • a pulse signal detector for achieving the above object is provided with a plurality of amplifiers for amplifying the delayed pulse signal with different gains and outputting the amplified signals, respectively, and corresponding to each of the plurality of amplifiers, respectively, And a plurality of flip-flops for latching and outputting a latch signal.
  • the control unit for achieving the above object is characterized by determining whether the noise is included by detecting the change of the plurality of latch signals.
  • a capacitance measurement method for generating a pulse signal by varying a pulse width of a clock signal in response to a control code, and delaying the pulse signal in response to a capacitance applied through a pad. Outputting, detecting the delayed pulse signal in response to the clock signal, outputting a detection signal, and generating the control code a plurality of times and applying the generated control code to the pulse signal generator, and applying the generated control code in response to the generated control code Determining whether the control code is changed by determining the plurality of sensing signals.
  • Determining whether or not to change the control code to achieve the other object is the step of generating the control code of the same value n times (n is a natural number) and applying to the pulse signal generator, each of the control code generated n times Storing a value of the sense signal for a; and decreasing and outputting the control code if the number of 1s in the plurality of stored sense signals is greater than or equal to p (p is a natural number less than or equal to n). Characterized in that.
  • the step of determining whether to change the control code if the number of zero (0 is a natural number less than or equal to n) or more in the stored plurality of detection signals, increasing the control code and outputs It may be further provided.
  • Determining whether or not to change the control code to achieve the other object is the step of generating a control code of the r number (r is a natural number) sequentially increasing and applying to the pulse signal generator, the generated r control Sequentially storing the values of the detection signals for each code, and if there is a detection signal having a value of zero after the detection signal having a value of one of the plurality of stored detection signals, it is determined that noise is included. And outputting the r control codes sequentially increasing.
  • Determining whether or not to change the control code for achieving the other object is the step of generating the s number of control code (s is a natural number) to be sequentially applied to the pulse signal generator, the generated s control Sequentially storing the values of the sensing signals for each code, and if there is a sensing signal having a value of 1 after the sensing signals having a value of zero among the stored plurality of sensing signals, it is determined that noise is included. And outputting the s control codes sequentially decreasing.
  • Determining whether or not to change the control code to achieve the other object is to generate a plurality of times the control code corresponding to the upper and lower limits of the first range set within the maximum value that the control code can have the pulse Applying to a signal generator, sequentially storing values of the sensed signal for each of the generated control codes, and detecting a value of 1 for the control code corresponding to the lower limit among the plurality of stored sensed signals
  • the detection signal has a value of 0 with respect to the control code corresponding to the upper limit and determines that noise is included
  • the control code corresponding to the upper and lower limits of the set range is alternately output again a plurality of times. Characterized in that it comprises a step.
  • the control unit if the control unit generates a control code a predetermined number of times according to a specified rule regardless of the level of the detection signal, and if the level of the detection signal according to the generated control code is determined to be normal, Since the capacitance value is measured by changing the control code, the measured capacitance value is hardly affected by noise and can be output as a stable value.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a conventional capacitance measurement circuit.
  • FIG. 2 and 3 are diagrams for describing an operation of the capacitance measurement circuit of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a capacitance measurement circuit according to the present invention.
  • 5 and 6 are diagrams for describing an operation of the capacitance measurement circuit of FIG. 4.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a capacitance measurement method of the capacitance measurement circuit of FIG. 4.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining an example of the capacitance measurement method illustrated in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a flowchart for enabling the capacitance measurement circuit of FIG. 4 to output a noise flag signal.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating another example of a capacitance measurement method of the capacitance measurement circuit of FIG. 4.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating another example of a capacitance measurement method of the capacitance measurement circuit of FIG. 4.
  • FIG. 12 is a view showing the concept of another example of the capacitance measurement method of the capacitance measurement circuit according to the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a capacitance measurement circuit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating a capacitance measurement method of the capacitance measurement circuit of FIG. 13.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a capacitance measurement circuit according to the present invention
  • FIGS. 5 and 6 are diagrams for describing an operation of the capacitance measurement circuit of FIG. 4.
  • the capacitance measurement circuit 100 of FIG. 4 includes a pulse signal generator 110, a pulse signal transmitter 120, a pulse signal detector 130, and a controller 140, similarly to FIG. 1.
  • the pulse signal generator 110, the pulse signal transmitter 120, and the pulse signal detector 130 are the pulse signal generator 10 of the capacitance measurement circuit 1 of FIG. 1. Since the same operation as the pulse signal transmission unit 20 and the pulse signal detection unit 30, it will not be described separately.
  • the control unit 140 of the capacitance measurement circuit 100 according to the present invention is immediately provided with a high level or low level detection signal det unlike the control unit 40 of FIG. 1. Do not change the control code (Ccode).
  • the controller 140 is set to output the same control code Ccode a plurality of times even when a high level or low level detection signal det is applied.
  • the code generator 141 of the controller 140 may further include a counter.
  • the pulse signal generator 110 outputs a pulse signal pul having a pulse width corresponding to the control code Ccode, and includes a clock signal generator 111, a variable delay chain VDC, and an inverter (although the case of including the INV and the AND gate is illustrated, the pulse signal generator 110 outputs a pulse signal pul having a pulse width corresponding to the control code Ccode in response to the control code Ccode. ) May be configured in various ways. That is, the logic circuit for generating the pulse signal pul may be configured in various ways.
  • the pulse signal detector 130 outputs a T-flip to output a detection signal det depending on whether the delay pulse signal dpul is transmitted (that is, whether the delay pulse signal dpul is detected).
  • the pulse signal detector 130 may be configured with other flip-flops and / or other logic circuits.
  • a specific signal is delayed according to the control code Ccode, and a value corresponding to the capacitance of the contact object in which the control code Ccode contacts the pad PAD is used by using the delay time.
  • the capacitance measurement circuit 100 includes a pulse signal generator 110, a pulse signal transmitter 120, and a pulse signal detector 130 to output a detection signal det indicating whether or not the device has a pulse signal detector 130 is provided.
  • the circuits may be changed to other logic circuits to perform the same operation. For example, a circuit for detecting a capacitance of a contact object applied through the pad PAD according to the control code Ccode of the embodiment shown in FIG.
  • a pulse signal generator 110, the pulse signal transmitter 120 and the pulse signal detector 130 may be replaced with other circuits disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2007-0005472 or 10-2009-0026791.
  • the pulse signal generator 110 outputs the pulse signal pul having the same width a plurality of times.
  • the number of times the same control code (Ccode) is generated by setting four times will be described.
  • the controller 140 outputs the same control code Ccode four times regardless of the level of the detection signal det.
  • the pulse signal generator 110 outputs the pulse signal pul having the same width four times in response to the control code Ccode applied with the same value.
  • the pulse signal transmitter 120 transmits the delayed pulse signal dpul to the pulse signal detector 130 by delaying the pulse signal pul when the capacitance is applied through the pad PAD, and the pulse signal detector 130. In response to the clock signal clk, the delay pulse signal dpul is detected and the detection signal det is output.
  • the controller 140 receives the sensing signal det and checks whether all of the sensing signals det are applied at the same level with respect to the pulse signal pul generated with the same width by the same control code Ccode. In FIG.
  • '0' is added when the sensing signal det is low level (logic-low) and '1' when the sensing signal det is high level (logic-high).
  • the detection signal det for the pulse signal pul having the same width is expressed as a group.
  • the value of the detection signal det is '1', it means a case where the delay pulse signal dpul is detected by the pulse signal detection unit 130, and when the value of the detection signal det is '0'. Means that the delay pulse signal dpul is not detected by the pulse signal detector 130.
  • the controller 140 increases the control code Ccode by one bit and outputs four times. As shown in FIG. 5, when the width of the pulse signal pul is increased to 2, when noise is introduced, the detection signal det is changed. If the same magnitude of capacitance is being applied through the pad PAD, the sense signal det should have the same level for the pulse signal pul having the same width. Therefore, when the level of the detection signal det changes with respect to the pulse signal pul having the same width, it may be determined that noise is introduced.
  • the control unit 140 outputs the control code (Ccode) four times again without changing. That is, the pulse signal pul having the same width as before is output four times.
  • the detection signal det is output at the same level with respect to the pulse signal pul, the noise is in a normal state without inflow.
  • the controller 140 increases the control code Ccode by one bit and outputs four times.
  • the controller 140 outputs the same control code Ccode four times, and when all of the detection signals det corresponding to the control code Ccode are applied at the same level, the controller 140 determines that the normal state is no noise and the control code Ccode. Change). If all of the detection signals det corresponding to the control code Ccode are not applied at the same level, it is determined that the noise is in an abnormal state and the same control code Ccode is applied four times to check whether the normal state is normal. .
  • noise is introduced when the width of the pulse signal pul is 2 and the width of the pulse signal pul, and the control unit 140 controls the control code Ccode to have the width of the pulse signal pul 2.
  • the control code (Ccode) to be and 6 is output twice, 4 times. Thereafter, when the width of the pulse signal pul is 7, the sensing signals det are all equally applied to '1'. This indicates that the control code Ccode indicates the currently applied capacitance value. Therefore, the control unit 140 outputs the control code (Ccode) four times reduced by one bit. Thereafter, when the width of the pulse signal pul is repeated 6 and 7, the control unit 140 outputs the control code Ccode as the capacitance value CV to the outside.
  • control code Ccode1 represents a change in the control code output from the controller 140 in the absence of noise
  • control code Ccode2 is a control output from the controller 140 in a state in which noise is irregularly applied. Indicates code change.
  • the control code Ccode3 is illustrated in order to compare the control code output from the conventional capacitance measurement circuit 1 shown in FIG. 2 with the control codes Ccode1 and Ccode2.
  • the pulse signal generator 110 in response to the control codes Ccode1 and Ccode2 output from the controller 140, the pulse signal generator 110 has a pulse signal having the same width ( pul) is output four times.
  • the time t3 from the first time t1 at which the capacitance measurement circuit 100 starts to measure capacitance to the output of the control code Ccode1 corresponding to the capacitance magnitude is conventional.
  • Four times longer than the time t2 until the capacitance measuring circuit 1 outputs the control code Ccode3 corresponding to the applied capacitance magnitude That is, the capacitance measurement circuit 100 of FIG. 4 has a longer time for measuring the magnitude of capacitance than the capacitance measurement circuit 1 of FIG. 1.
  • the control unit outputs the same control code Ccode2 again as described above, so that it takes more than four times to measure the magnitude of the capacitance.
  • the capacitance measurement circuit 100 of FIG. 4 has a disadvantage in that the measurement time is long, the capacitance value CV is very low because the control codes Ccode1 and Ccode2 corresponding to the measured capacitance magnitude are very less affected by noise.
  • the output is stable. That is, even without a separate filter, it is possible to measure a stable and accurate capacitance value (CV).
  • the capacitance value CV may be the same as the control code output from the controller 140 or may be a value corresponding to the control code.
  • EPW pulse width code
  • the code generator 141 has been described as having a counter, the counter may be separately provided outside the code generator 141.
  • the number of times that the controller outputs the same control code (Ccode) may be variously set and may be set by the user.
  • control code Ccode is changed only when the detection signals det have the same value with respect to the same control code Ccode output a plurality of times.
  • the number of times that the detection signal det of the same value is detected may be separately designated. For example, when the sensing signal det having the same value is applied to the controller 140 more than three times in the capacitance measurement circuit 100 in which the same control code Ccode is output four times, the controller 140 For one time, it is determined that a small noise is applied and can be ignored and the control code Ccode can be changed.
  • the number of times the detection signal det having a value of '0' is applied and the number of times the detection signal det having a value of '1' are applied may be set as conditions for changing the control code Ccode.
  • have. 5 and 6 may be applied in the same manner not only when the control code Ccode is gradually increased, but also when the control code Ccode is gradually decreased.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a capacitance measurement method of the capacitance measurement circuit of FIG. 4.
  • the capacitance measurement circuit 100 starts the capacitance measurement operation (S111).
  • the capacitance measurement circuit 100 initializes the control code Ccode at the initial stage of operation (S112).
  • the initial value of the control code (Ccode) can be set variously according to the environment, and can be set to '0' as an example.
  • the controller 140 When the control code Ccode is initialized, the controller 140 then initializes the number n (n is an integer of 0 or more) in which the same control code Ccode is generated (S113).
  • the pulse signal generator 110 outputs a pulse signal pul having a predetermined width in response to the control code Ccode (S114).
  • the pulse signal detector 130 outputs a detection signal det in response to the delayed pulse signal dpul applied by being delayed through the pulse signal transmitter 120.
  • the controller 140 determines and stores whether the detection signal det has a value of '1' or '0' (S115).
  • the controller 140 may determine whether the number of detection signals det having a value of '1' for the same control code Ccode is greater than or equal to p (p is a natural number less than or equal to Max_n) or has a value of '0'. It is determined whether the number of detection signals det is greater than or equal to q (q is a natural number less than or equal to Max_n) (S150).
  • p is a value designated to set the number of times the detection signal det having a value of '1' for changing the control code Ccode is applied
  • q is' 0 for changing the control code Ccode.
  • the controller 40 determines the magnitude of the capacitance at which the control code Ccode is applied through the pad PAD. It determines that it is larger than the value corresponding to, and reduces and outputs the control code Ccode. On the other hand, if the number of detection signals det having a value of '0' for the same control code Ccode is q or more, the controller 140 controls the control code Ccode to be applied through the pad PAD. It is determined that the value corresponding to the magnitude of the capacitance has not been reached, and the control code Ccode is increased and output (S160).
  • the controller 140 has noise. It is determined that the control code (Ccode) is not determined, and initializes the number (n) of the generation of the control code (Ccode) to generate a pulse signal (pul) having the same width again (S113).
  • control unit 140 determines whether the control code (Ccode) is repeated (S170). That is, the controller 140 alternately repeats the control code Ccode having a predetermined value (for example, k) and the control code Ccode having another predetermined value (for example, k + 1). It can be determined whether or not to occur. In the embodiment of Fig. 7, the control code Ccode is generated with the same value Max_n times. As a result, in step S170, the control unit 140 generates a control code Ccode having a predetermined value (for example, k) Max_n times, and generates another predetermined value (for example, k + 1). The control code (Ccode) is generated Max_n times, it is possible to determine whether such an operation is repeatedly generated.
  • Ccode control code
  • the control unit 140 determines that the control code Ccode has a value corresponding to the capacitance value applied through the pad PAD when the control code Ccode is repeated, and the control code Ccode. Is outputted as a capacitance value CV (S180).
  • CV capacitance value
  • the control unit 140 may select any of k or k + 1 or based on k and k + 1. Other values may be output as capacitance values.
  • the controller 140 may control the control code Ccode to a value corresponding to the magnitude of the capacitance applied through the pad PAD. It is determined that it has not reached, and initializes the number (n) of the generation of the control code (Ccode) to generate a pulse signal (pul) in response to the increased or decreased control code (Ccode) (S113).
  • p and q may be set to be equal to the maximum number of times that the same control code Ccode is output, Max_n.
  • p and q are set to be equal to the maximum number of times that the same control code Ccode is output, 5 and 6, the control code Ccode will be adjusted only when the sensing signals det have the same value of '1' or '0' for the same control code Ccode.
  • control unit 140 outputs the control code Ccode as a capacitance value by determining whether the control code Ccode is repeated, but the detection signals det are '0' and '1'. ' May be repeatedly output, and the control code Ccode may be output as a capacitance value.
  • FIG. 8 is a diagram for describing a specific embodiment of steps S150 and S160 in the flowchart of FIG. 7.
  • steps S111 to S118, step S170, and step S180 are the same as those described with reference to FIG. 7, and will be understood with reference to the description of FIG. 7.
  • step S112 not only the control code Ccode but also the detection signal det may be initialized.
  • step S118 after the control unit 140 calculates the number of 0 and the number of 1 from the detected detection signal det, the control unit 140 determines whether the previous detection signal det was 0 (S119). ).
  • the control unit 140 repeatedly generates the same control code (Ccode) Max_n times. With respect to the same control code Ccode generated Max_n times, not only the detection signals det are all zero but also the detection signal det having a value of '0' is more than a predetermined number. It may be determined that the detected signal det of 0 was 0.
  • the control unit 140 determines that the previous detection signal det is '1'. It can be judged.
  • the controller 140 determines whether the number of detection signals det having a value of '1' is equal to or greater than p1 (p1 is a natural number less than or equal to Max_n) ( S120).
  • step S120 if the number of detection signals det having a value of '1' is smaller than p1, the number of detection signals det having a value of '0' is q2 (q2 is less than Max_n or It is determined whether or not the same natural number) (S121).
  • step S121 if the number of detection signals det having a value of '0' is q2 or more, the controller 140 increases the control code Ccode (S122) and initializes n (S113). .
  • step S120 if the number of detection signals det having a value of '1' is p1 or more, the controller 140 decreases the control code Ccode (S123), and the control code Ccode repeats. It is determined whether or not (S170). In this case, the sensing signal det is changed from '0' to '1'.
  • step S119 if the previous detection signal det is not '0', that is, if the previous detection signal det is '1', the control unit 140 has a detection signal having a value of '0' ( It is determined whether the number of det) is more than q1 (q1 is a natural number less than or equal to Max_n) (S124).
  • step S124 determines that the number of detection signals det having a value of '0' is smaller than q1
  • the controller 140 determines that the number of detection signals det having a value of '1' is p2 (p2).
  • S125 determines whether there are more than or equal to a natural number smaller than or equal to Max_n.
  • step S125 if the number of detection signals det having a value of '1' is p2 or more, the controller 140 decreases the control code Ccode (S126) and initializes n (S113). .
  • step S125 if the number of detection signals det having a value of '1' is smaller than p2, the controller 140 determines that there is noise and changes n without changing the control code Ccode. Initialize (S113).
  • step S124 if the number of detection signals det having a value of '0' is greater than or equal to q1, the controller 140 increases the control code Ccode (S127) and determines whether the control code Ccode is repeated. It is determined whether or not (S170).
  • p1 and p2 are values having the same characteristics as p described in FIG. 7, and p1 and p2 may be the same or different values.
  • q1 and q2 are values having the same characteristics as q described in FIG. 7, and q1 and q2 may be the same or different values.
  • step S112 when the control code Ccode is initialized to a minimum value (eg, 0) and the detection signal det is initialized to '0', steps S119, S123, and S124 to FIG. 8 are performed. Steps S127 and S170 may be omitted.
  • step S118 after the control unit 140 calculates the number of 0 and the number of 1 from the detected detection signal det, the control unit 140 of the detection signal det having a value of '1'. It is determined whether the number is more than p1 (S120).
  • step S120 when the number of detection signals det having a value of '1' is p1 or more, the controller 140 may output the control code CV at that time as the capacitance value CV. (S180). As a result of the determination in step S120, if the number of detection signals det having a value of '1' is smaller than p1, the controller 140 may have q2 or more of detection signals det having a value of '0'. It is determined whether or not (S121). As a result of the determination in step S121, if the number of detection signals det having a value of '0' is q2 or more, the controller 140 increases the control code Ccode (S122) and initializes n (S113). As a result of the determination in step S121, if the number of detection signals det having a value of '0' is smaller than q2, the controller 140 initializes n without changing the control code Ccode (S113).
  • step S112 when the control code Ccode is initialized to a maximum value and the detection signal det is initialized to '1', steps S119, S120 to S123, S127, and S170 in FIG. 8. The step may be omitted.
  • step S118 after the control unit 140 calculates the number of 0s and the number of 1s from the detected detection signal det, the control unit 140 of the detection signal det having a value of '0'. It is determined whether the number is q1 or more (S124).
  • step S124 if the number of detection signals det having a value of '0' is q1 or more, the controller 140 outputs the control code Ccode at that time as a capacitance value CV (S180). ). As a result of the determination in step S124, if the number of detection signals det having a value of '0' is smaller than q1, the controller 140 may have p2 or more of detection signals det having a value of '1'. It is determined whether or not (S125).
  • step S125 if the number of detection signals det having a value of 1 'is more than p2, the controller 140 decreases the control code Ccode (S126) and initializes n (S113). As a result of the determination in step S125, if the number of detection signals det having a value of '1' is smaller than p2, the controller 140 initializes n without changing the control code Ccode (S113).
  • FIG. 9 is a flowchart for enabling the capacitance measurement circuit of FIG. 4 to output a noise flag signal.
  • the capacitance measurement circuit 100 using the above-described EPW method outputs the same control code Max_n (for example, 4 times) continuously, and a sensing signal det having the same value is applied to the same control code Ccode.
  • Change control code (Ccode) when the detection signal det having the same value is not applied, it is determined that there is noise, and the same control code Ccode is output again Max_n (for example, 4) times.
  • the sensing signal det having the same value may not be continuously applied.
  • the capacitance measurement circuit 100 may not reach a level corresponding to the magnitude of the capacitance to which the control code Ccode is applied, and the measurement time may be continuously increased. Accordingly, in FIG. 8, the capacitance measurement circuit 100 displays a noise flag indicating that the noise state is a noisy state, and initializes or stops the capacitance measurement operation.
  • the capacitance measurement circuit 100 starts a capacitance measurement operation (S211).
  • the capacitance measurement circuit 100 initially initializes a repetition signal Iter (Iter is an integer of 0 or more) and a control code Ccode at the beginning of operation (S212).
  • the detection signal det may also be initialized to a specific value.
  • Steps S213 to S227, S270, and S280 are the same as the steps S113 to S127, S170, and S180 described with reference to FIGS. 7 to 8, and thus will not be described.
  • the controller 140 determines whether the repetition signal Iter is greater than the set maximum repetition number Max_Iter (Max_Iter is a natural number) (S230). When the repetition signal Iter is greater than the set maximum repetition number Max_Iter, the control code Ccode outputted with the same value four times is outputted as the set maximum repetition number due to the noise included continuously, and corresponds to the applied capacitance.
  • the noise flag N_flag indicating the capacitance measurement failure is activated and output (S232), and the initialization is performed by performing the step S212.
  • the control code Ccode increases the repetition signal Iter by 1 (S231), and generates a pulse signal pul having the same width again.
  • the number n of occurrences is initialized (S213).
  • the capacitance measurement circuit activates the noise flag N_flag to notify the outside of the noise state when noise is continuously introduced and it is difficult to measure the applied capacitance, and initializes the capacitance measurement operation. can do.
  • the capacitance measurement operation is initialized after the noise flag N_flag is activated (S232).
  • the capacitance measurement circuit 100 of the present invention performs the capacitance measurement operation after the noise flag N_flag is activated. You can stop it. In this case, the capacitance measurement circuit 100 of the present invention may wait until a separate operation is performed by the user.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating another example of a capacitance measurement method of the capacitance measurement circuit of FIG. 4.
  • the capacitance measurement circuit 100 using the EPW method outputs the same control code a plurality of times in succession, determines the detection signal det, and changes the control code Ccode. Therefore, the capacitance size can be measured stably compared to the conventional capacitance measurement circuit 1 shown in FIG. 1, but the measurement speed is slow. Accordingly, in FIG. 10, a control code Ccode that is continuously increased may be applied, and the detection signal det value corresponding to each control code Ccode may be determined according to a predetermined rule to determine whether noise is included. Make sure Since a continuously increasing control code (Ccode) is applied, it may be referred to as an increasing pulse width code (IPW) method different from the EPW method.
  • IPW pulse width code
  • control unit 140 outputs three control codes Ccode that continuously increase and determines the detection signal det for each control code Ccode, the steady state without noise.
  • the detection signal det applied to the controller 140 may be applied as '111', '011', '001', and '000'. However, if the sensing signal det is applied as '010', '100', '101', or '110', the noise is applied since the sensing signal det is applied with a value of '0' after the value of '1'. Can be determined to be included.
  • three control codes (Ccode) which are continuously increased same as before are outputted and measured again as in the EPW method.
  • the capacitance measurement circuit 100 starts a capacitance measurement operation (S311).
  • the capacitance measurement circuit 100 initializes the control code Ccode at the initial stage of operation (S312).
  • the controller 140 initializes the number of times r (r is an integer of 0 or more) in which a control code Ccode that is continuously increased is generated (S313).
  • the pulse signal generator 110 generates and outputs a pulse signal pul having a predetermined width in response to the control code Ccode (S314).
  • the pulse signal detector 130 outputs a detection signal det in response to the delayed pulse signal dpul applied by being delayed through the pulse signal pulse signal transfer unit 120.
  • the controller 140 determines and stores whether the detection signal det has a value of '1' or '0' (S315).
  • the number of consecutive occurrences of the control code (Ccode) in the increased control code (Ccode) is determined. It subtracts (S319), and initializes the number r of generation of the control code Ccode continuously (S313).
  • the number r of control codes Ccode generated is the same as the maximum number of occurrences Max_r. Therefore, the same result is obtained by subtracting the maximum number of times Max_r from the increased control code Ccode.
  • the controller 140 determines whether all of the detection signals det have a value of '1' (S320).
  • the noise discrimination rule may determine that noise is included when the detection signal has a value of '0' after the value of '1'. However, for example, if the detection signal det is output as '111' due to noise even though the detection signal det should be output as '011', '001', '000', the noise discrimination rule may include whether noise is included or not. Cannot be determined accurately. Therefore, the control code Ccode is decreased by 1 (S321), and the number r of consecutively generated control codes Ccode is initialized (S313).
  • the controller 140 determines whether all of the detection signals det have a value of '0' (S322). This is to accurately determine whether noise is included, similarly to determining whether the sense signals det all have a value of '1'. Therefore, the control code Ccode is increased by 1 (S323), and the number r of consecutively generated control codes Ccode is initialized (S313).
  • control code when the detection signal det first outputs '1'.
  • Ccode can be determined as a control code (Ccode) having a value corresponding to the magnitude of the applied capacitance. Therefore, the control code Ccode may be output to the outside as the capacitance value CV (S324).
  • the control code (Ccode) is increased by +/- 1 in S321 and S323 for convenience of description, but the control code (Ccode) may be increased or decreased by +/- r or other values.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating another example of a capacitance measurement method of the capacitance measurement circuit of FIG. 4.
  • FIG. 11 is a method of outputting a control code (Ccode) that continuously decreases as a decreasing pulse width code (DPW) method.
  • Ccode control code
  • DPW pulse width code
  • the control unit 140 when the control unit 140 outputs three control codes Ccode that are continuously increased and determines the detection signal det for each control code Ccode, there is no noise.
  • the detection signal det applied to the controller 140 may be applied as '111', '100', '110', or '000'.
  • the noise flag may be activated by specifying the maximum number of repetitions Max_Iter as shown in FIG. 9.
  • FIG. 12 is a view showing the concept of another example of the capacitance measurement method of the capacitance measurement circuit according to the present invention.
  • alternate pulses are applied by repeatedly applying control codes corresponding to upper and lower limits of a corresponding range in order to check whether the capacitance applied through the pad PAD exists within a specific range. It may be referred to as an alternate pulse width code (APW) method.
  • AW alternate pulse width code
  • the capacitance measurement circuit 100 may output a 4-bit capacitance value CV as an example of the APW method.
  • the control unit 140 outputs a 4-bit capacitance value CV by the capacitance measurement circuit 100 to generate '0000' and '1000', which are control codes Ccode corresponding to the lower half of the range, repeatedly, a specified number of times. Will print Herein, the control codes Ccode of '0000' and '1000' are repeatedly output to determine whether noise is included, similar to the EPW method.
  • a control code corresponding to a lower limit and an upper limit of a specific range is illustrated as being applied twice.
  • the controller 140 determines that the magnitude of the applied capacitance does not correspond to the range of the control code Ccode, and the control code corresponding to the remaining range ( Generate and print Ccode). In this case, the controller 140 may generate and output a control code Ccode corresponding to half of the remaining range. If the detection signal det is '0101', the controller 140 determines that the magnitude of the applied capacitance corresponds to the range of the control code Ccode. However, in order to measure an accurate capacitance size, a control code Ccode corresponding to half of the range of the corresponding control code Ccode may be generated and output. That is, the capacitance value CV may be measured by gradually reducing the range of the control code CV until the capacitance value CV corresponding to the applied capacitance size can be output.
  • the APW method of the present invention is not limited to a partitioning conquest algorithm, and the controller 140 repeatedly outputs the control code Ccode to a value corresponding to a specific range, and whether the applied capacitance is included in the range. All of these can be applied to the method of determining.
  • a flowchart of a method of measuring capacitance value (CV) using the APW method is not shown separately since it can be similarly applied to the IPW method shown in FIG. 10 and the DPW method shown in FIG. 11. You can also activate the noise flag by specifying the maximum number of iterations (Max_Iter).
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a capacitance measurement circuit according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 14 is a diagram for describing a process of detecting a delayed pulse signal by the pulse signal detector of FIG. 13.
  • the pulse signal detector 230 may include a plurality of amplifiers AMP1 to AMP3 and a plurality of flip-flops DF1 to DF3.
  • the flip-flops DF1 to DF3 may be D flip-flops or other flip-flops.
  • the amplifiers AMP1 to AMP3 have different gains from each other. That is, each of the amplifiers AMP1 to AMP3 amplifies the delayed pulse signal dpul transmitted from the pulse signal transmitter 220 with different gains, and amplifies the signals a1 to a3 with corresponding flip-flops DF1 to DF3. Outputs In FIG.
  • the first amplifier AMP1 outputs the first amplified signal a1 by amplifying the 1/4 level of the delay pulse signal dpul
  • the second amplifier AMP2 outputs the delayed pulse signal ( dpul) is amplified to detect the 2/4 level and outputs the second amplified signal a2
  • the third amplifier AMP3 amplifies the delayed pulse signal dpul to detect the 3/4 level.
  • the third amplified signal a3 is output.
  • Each of the flip-flops DF1 to DF3 latches the amplification signals a1 to a3 output from the corresponding amplifiers and outputs the latch signals q1 to q3.
  • the latch signals q1 to q3 are signals corresponding to the sensing signal det of FIG. 4.
  • the latch signals q1 to q3 are signals output by latching the amplification signals a1 to a3, the latch signals q1 to q3 are consequently delayed pulse signals dpul transmitted from the pulse signal transmitter 220.
  • the pulse signal pul applied by the pulse signal generator 210 is applied to the contact object in the pulse signal transmitter 220. Delayed by the capacitance and the resistor (R1) is output as a delay pulse signal (dpul) of the form gradually increasing as shown in FIG.
  • the time constant of the delay pulse signal dpul is determined by the capacitance of the contact object applied through the resistor R1 and the pad PAD.
  • the multi-level code (MLC) q3 q2 q1 is' 000 '->' 001 '->' 011 '->' 111 Will be changed in order. If the multi-level code MLC does not change in the above-described order, the capacitance measurement circuit 200 may determine that noise is included in the multi-level code MLC.
  • the multi-level code MLC (q3 q2 q1) output by the pulse signal detection unit 230 of FIG. 13 is output. ) Will change from '000'-> '001'-> '011'-> '111'.
  • the time constant of the delay pulse signal dpul is as shown in FIG. 14, but if the pulse width of the pulse signal pul is smaller than that shown in FIG. 14, the multi-level outputted by the pulse signal detector 230 of FIG. 13 is output.
  • Code (MLC) (q3 q2 q1) will change from '000'-> '001'-> '001'-> '001' or '000'-> '000'-> '000'-> '000'-> '000' will be.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating a capacitance measurement method of the capacitance measurement circuit of FIG. 13.
  • the capacitance measurement circuit 200 starts a capacitance measurement operation (S511).
  • the capacitance measurement circuit 200 initializes a repetition signal Iter (Iter is an integer equal to or greater than 0) and a control code Ccode at the initial stage of operation (S512).
  • the control code Ccode may be initialized to a minimum value (eg, 0).
  • the pulse signal generator 210 outputs a pulse signal pul having a predetermined width in response to the control code Ccode (S513).
  • the pulse signal detector 230 detects the level of the delayed pulse signal dpul applied by being delayed through the pulse signal transmitter 220 and generates a multi-level code MLC (S514).
  • the controller 240 determines whether noise is included by checking a change in the generated multi-level code MLC (S515). If no noise is included in the multi-level code MLC, if all of the multi-level codes MLC are output as 0, the control unit 240 determines whether the control code Ccode is applied to the amount of capacitance applied through the pad PAD. It is determined that the corresponding value has not been reached, and the control code Ccode is increased and output (S519). However, if 1 is included in the multi-level code MLC, it is determined whether the middle bit is 1 (S517). That is, it is determined whether the second latch signal q2 is one.
  • the controller 240 It is determined that the control code Ccode reaches a value corresponding to the magnitude of the capacitance applied through the pad PAD, and the control code Ccode is output as the capacitance value CV (S518).
  • the control unit 240 checks the transition order of the multi-level code (MLC), and if the noise is included in the multi-level code (MLC), the control signal Iter increases by one (S520). Then, it is determined whether the increased repetition signal Iter is greater than the set maximum repetition signal Max_Iter (Max_Iter is a natural number) (S521). If the repetition signal Iter is larger than the set maximum repetition signal Max_Iter, the noise flag N_flag indicating the capacitance measurement failure is activated and output (S522). On the other hand, if the repetition signal Iter is not greater than the set maximum repetition signal Max_Iter, the pulse signal pul having the same width is again generated (S513).
  • MLC transition order of the multi-level code
  • Max_Iter is a natural number
  • the EPW method, the IPW method, the DPW method, and the APW method generate a plurality of control codes (Ccode) and determine whether noise is included by adjusting the width of the pulse signal (pul), but the multi-level code (MLC) is used only once. It is possible to check whether noise is included even by generating only a pulse signal pul.
  • Ccode control codes
  • MLC multi-level code
  • the multi-level code can be applied to various methods such as the EPW method, the IPW method, the DPW method, and the APW method as well as the conventional capacitance measurement method of FIG. 2.
  • the present invention relates to a capacitance measuring circuit and a capacitance measuring method, and particularly, can be usefully used in an industry related to a capacitance measuring circuit capable of reducing the influence of noise.

Landscapes

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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
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)의 한 단자로 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. 그리고 반전된 지연 클럭 신호(/dclk)는 앤드 게이트(AND)의 나머지 단자로 전송된다. 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(Ccode)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 신호 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 신호 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 신호 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 제1 범위의 상한 및 하한에 대응하는 제어 코드를 교대로 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 신호 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 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 신호 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 신호 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 신호 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 제1 범위의 상한 및 하한에 대응하는 제어 코드를 교대로 복수 횟수 생성하여 상기 펄스 신호 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 레벨(로직-로우)인 경우에 '0'으로, 감지 신호(det)가 하이 레벨(로직-하이)인 경우에 '1'로 추가로 나타내었으며, 동일한 폭을 갖는 펄스 신호(pul)에 대한 감지 신호(det)를 그룹으로 표현하였다. 여기서, 감지신호(det)의 값이 '1'인 경우는 지연 펄스 신호(dpul)가 펄스 신호 검출부(130)에서 검출된 경우를 의미하고, 감지신호(det)의 값이 '0'인 경우는 지연 펄스 신호(dpul)가 펄스 신호 검출부(130)에서 검출되지 않는 경우를 의미한다.
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(Ccode2)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 길게 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, 제어부(140)는 '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(S113).
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 1에 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(S324). 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 EPW 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 12 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'->'111'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(240)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(240)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.
본 발명은 커패시턴스 측정 회로 및 커패시턴스 측정 방법에 관한 것으로, 특히 노이즈의 영향을 줄일 수 있는 커패시턴스 측정 회로에 관련된 산업에 유용하게 이용될 수 있다.

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 상기 복수개의 감지 신호를 판별하여 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 제어부를 구비하는 커패시턴스 측정 회로.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는
    동일한 값의 상기 제어 코드를 n회(n은 자연수) 생성하여 상기 펄스 신호 발생부로 인가하고, 상기 n회 생성된 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 저장하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 저장된 복수개의 감지 신호에서 0의 개수가 q개(q는 n보다 작거나 같은 자연수) 이상이면, 상기 제어 코드를 증가하여 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 저장된 복수개의 상기 감지 신호에서 1의 개수가 p개(p는 n보다 작거나 같은 자연수) 이상이면, 상기 제어 코드를 감소하여 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  5. 제2 항에 있어서, 상기 제어부는
    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 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  6. 제2 항에 있어서, 상기 제어부는
    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 신호 발생부로 인가하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 제어부는
    동일한 상기 제어코드를 다시 n회 생성하여 상기 펄스 신호 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. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는
    순차적으로 증가하는 상기 r개(r은 자연수)의 제어 코드를 생성하여 상기 펄스 신호 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 신호 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. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는
    순차적으로 감소하는 상기 s개(s은 자연수)의 제어 코드를 생성하여 상기 펄스 신호 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 신호 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. 제1 항에 있어서, 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 신호 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 신호 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 신호 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 신호 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 신호 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 상기 복수개의 감지 신호를 판별하여 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계를 구비하는 커패시턴스 측정 방법.
  34. 제33 항에 있어서, 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는
    동일한 값의 상기 제어 코드를 n회(n은 자연수) 생성하여 상기 펄스 신호 발생부로 인가하는 단계; 및
    상기 n회 생성된 제어 코드 각각에 대한 상기 감지 신호의 값을 저장하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.
  35. 제34 항에 있어서, 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 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.
  36. 제34 항에 있어서, 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는
    상기 저장된 복수개의 감지 신호에서 1의 개수가 p개(p는 n보다 작거나 같은 자연수) 이상이면, 상기 제어 코드를 감소하여 출력하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.
  37. 제34 항에 있어서, 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 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 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.
  38. 제34 항에 있어서, 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는
    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 신호 발생부로 인가하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.
  39. 제33 항에 있어서, 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는
    순차적으로 증가하는 상기 r개(r은 자연수)의 제어 코드를 생성하여 상기 펄스 신호 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. 제33 항에 있어서, 상기 제어 코드의 변경 여부를 결정하는 단계는
    순차적으로 감소하는 상기 s개(s는 자연수)의 제어 코드를 생성하여 상기 펄스 신호 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. 제33 항에 있어서, 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 신호 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 신호 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 신호 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 신호 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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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI488439B (zh) * 2012-07-06 2015-06-11 Au Optronics Corp 雜訊頻率偵測方法以及觸控裝置
CN105259422B (zh) * 2015-10-22 2018-03-30 宁波力芯科信息科技有限公司 电容测量电路、液位检测电路及其使用方法、液位高度检测电路、热水器、智能家居设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001159684A (ja) * 1999-12-01 2001-06-12 Ks Techno Kk 静電容量センサ回路
KR20050055156A (ko) * 2003-12-05 2005-06-13 주식회사 이에스에스디 기준값 자동 설정 방법을 이용한 디지털 센서 감지 방법및 장치
KR20070005472A (ko) * 2006-06-22 2007-01-10 주식회사 애트랩 접촉 감지 센서 및 이의 동작 방법
KR20080099225A (ko) * 2008-10-24 2008-11-12 주식회사 애트랩 접촉센서 장치
KR100873625B1 (ko) * 2007-11-14 2008-12-12 주식회사 하이닉스반도체 멀티 페이즈 클럭 생성 회로
KR20090026791A (ko) * 2009-02-23 2009-03-13 주식회사 애트랩 커패시턴스 측정 회로

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3038408B2 (ja) * 1990-02-15 2000-05-08 株式会社山武 ガスメータ用容量式センサ回路
JPH0676492A (ja) * 1992-06-22 1994-03-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学的情報記録再生装置および方法
JP2000101463A (ja) * 1998-09-24 2000-04-07 Fujitsu Ten Ltd 受信機の雑音除去回路
JP2005260887A (ja) * 2004-03-15 2005-09-22 Murata Mach Ltd 中央装置
KR101230309B1 (ko) * 2006-01-27 2013-02-06 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 감지 신호 처리 장치
KR100720335B1 (ko) * 2006-12-20 2007-05-23 최경순 접촉 위치 이동에 따라 생성되는 상대좌표값에 대응하는텍스트를 입력하는 텍스트 입력 장치 및 그 방법
DE102008023535B4 (de) * 2008-05-14 2011-05-12 Texas Instruments Deutschland Gmbh Elektronische Vorrichtung und Verfahren zur Auswertung einer variablen Kapazität

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001159684A (ja) * 1999-12-01 2001-06-12 Ks Techno Kk 静電容量センサ回路
KR20050055156A (ko) * 2003-12-05 2005-06-13 주식회사 이에스에스디 기준값 자동 설정 방법을 이용한 디지털 센서 감지 방법및 장치
KR20070005472A (ko) * 2006-06-22 2007-01-10 주식회사 애트랩 접촉 감지 센서 및 이의 동작 방법
KR100873625B1 (ko) * 2007-11-14 2008-12-12 주식회사 하이닉스반도체 멀티 페이즈 클럭 생성 회로
KR20080099225A (ko) * 2008-10-24 2008-11-12 주식회사 애트랩 접촉센서 장치
KR20090026791A (ko) * 2009-02-23 2009-03-13 주식회사 애트랩 커패시턴스 측정 회로

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