电容式感测组件的校正装置与方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910252935.8

申请日:

2009.12.04

公开号:

CN102087123A

公开日:

2011.06.08

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01D 18/00申请日:20091204|||公开

IPC分类号:

G01D18/00

主分类号:

G01D18/00

申请人:

财团法人工业技术研究院

发明人:

许郁文; 廖律普; 萧价伶; 徐煜淳

地址:

中国台湾新竹县

优先权:

专利代理机构:

北京律诚同业知识产权代理有限公司 11006

代理人:

祁建国;梁挥

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内容摘要

本发明涉及一种电容式感测组件的校正装置及方法,其中校正电容组件的一端点连接至一电容感测组件,积分电路连接至电容感测组件并产生一电压输出与一锁存输出,转换电路将一灵敏度校正参数转换为两对应的信号输出,并将一零点漂移校正参数转换成一对应的模拟信号输出,至少两第一开关组件随系统频率高低在两对应的信号输出的相对应的两模拟信号输出与一固定电位间切换,至少一第三开关组件随系统频率的高低在对应的模拟信号输出与另一固定电位间切换。此装置并根据该积分电路的锁存输出的高低,来决定两对应的信号输出间的切换。

权利要求书

1.一种电容式感测组件的校正装置,其特征在于,该装置包括:一校正电容组件,具有至少一校正电容,该校正电容组件的一端点连接至一电容感测组件;一具有锁存功能的积分电路,连接至该电容感测组件并产生一电压输出与一锁存输出;一转换电路,将一灵敏度校正参数转换为两对应的信号输出,并将一零点漂移校正参数转换成一对应的模拟信号输出;至少两第一开关组件,随系统频率的高低在该两对应的信号输出的相对应的两模拟信号输出与一固定电位间切换;以及至少一第三开关组件,随系统频率的高低在该对应的模拟信号输出与另一固定电位间切换;其中,该装置并根据该积分电路的该锁存输出的高低,来决定该两对应的信号输出间的切换。2.如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该固定电位的值大于等于零电位并且小于等于一电源供应电位。3.如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该另一固定电位的值大于等于零电位并且小于等于一电源供应电位。4.如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该转换电路至少包括:一译码组件,将该灵敏度校正参数译码为两对称参数;以及一数字/模拟转换器,将该两对称参数转换为该两对应的模拟信号输出,以及将该零点漂移校正参数转换为该对应的模拟信号输出。5.如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该积分电路为一种由一积分器、一比较器、以及一锁存器所构成的三角积分转换器。6.如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该对感测电容是一全差动式电容。7.如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该对感测电容由至少一可变电容、至少一固定电容,或前述电容组合而成。8.如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该校正电容组件是选自固定电容、可变电容、以及可编程电容的前述电容的其中一种组合。9.如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该装置还包括一储存装置,该储存装置至少储存一第一数字码以及一第二数字码,该第一数字码是该灵敏度校正参数的调整值,该第二数字码是该零点漂移校正参数的调整值电容感测组件10.如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该装置还包括该电容感测组件,且该电容感测组件是由一第一感测电容与一第二感测电容所组成的三端点电容感测组件,其中一端点是该第一与第二感测电容的公共点,其余两端点是该第一与第二感测电容的两另外端点。11.如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该装置还包括至少一第二开关组件,在该两对应的信号输出的相对应的两模拟信号输出间进行切换。12.如权利要求10所述的校正装置,其特征在于,该校正电容组件包括一第一校正电容与一第二校正电容,并且当该装置在一自我测试模式下运作时,该第一感测电容端的电压接至该第一感测电容,该第二感测电容端的电压接至该第二校正电容,该第一校正电容端的电压接至该第一校正电容,而一自我测试电压接至该第二感测电容。13.如权利要求10所述的校正装置,其特征在于,该校正电容组件包括一第一校正电容与一第二校正电容,并且当该装置在一正常模式下运作时,该校正装置读取该第一与第二感测电容,并且该第一感测电容端的电压接至该第一感测电容,该第二感测电容端的电压接至该第二感测电容,该第一校正电容端的电压接至该第一校正电容,而该第二校正电容接至一固定电压。14.如权利要求10所述的校正装置,其特征在于,该校正电容组件的该端点连接至该两感测电容的公共点。15.如权利要求10所述的校正装置,其特征在于,该至少一第二开关组件至少具有两个输出,并分别接至该至少两第一开关组件。16.如权利要求10所述的校正装置,其特征在于,该至少两第一开关组件至少具有两个输出,分别连接至该两感测电容该另外两端点。17.如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该至少一第三开关组件至少具有一输出并接至该校正电容组件的另一端。18.如权利要求4所述的校正装置,其特征在于,该转换电路还包括至少一第二开关组件,位于该译码组件与该数字/模拟转换器之间,该至少一第二开关组件根据该积分电路的该锁存输出的高低,在该两对称参数间进行切换后,再输出至该数字/模拟转换器。19.如权利要求8所述的校正装置,其特征在于,该校正电容组件通过一可编程电容校正参数来调整电容,以提升一零点漂移的精确度。20.如权利要求12所述的校正装置,其特征在于,该第二感测电容端的电压通过至少两额外开关组件的切换输出至该第二感测电容端与该第二校正电容端,以及利用该外部电压来改变该第一与第二感测电容的电容值,以进行该校正装置的自我测试。21.一种电容式感测组件的校正方法,特征在于,该方法包括:将一输入的灵敏度校正参数转换为两对应的信号并输出至一对感测电容的两端,并将一输入的零点漂移校正参数转换成一对应的模拟信号输出并输出至一校正电容组件;通过多个开关组件并根据系统频率与一积分电路的一锁存输出结果,来进行该两对应的信号输出、该对应的模拟信号输出,与两固定电位间的切换;独立调整该灵敏度校正参数的值与该零点漂移校正参数的值,使由一对感测电容组成的一感测组件的特性分别符合一灵敏度规格以及一零点漂移规格;以及读取该对感测电容的输出并产生一校正后的电压输出。22.如权利要求21所述的校正方法,其特征在于,该独立调整该灵敏度校正参数的值与该零点漂移校正参数的值还包括:调整该灵敏度校正参数的值,来判断是否符合该灵敏度规格,直到符合该灵敏度规格为止;以及符合该灵敏度规格后,继续判断是否已符合该零点漂移规格,尚未符合该零点漂移规格的话,继续调整该零点漂移校正参数的值,直到符合该零点漂移规格为止。23.如权利要求21所述的校正方法,其特征在于,该两固定电位的值被设定为大于等于零电位并且小于等于一电源供应电位。24.如权利要求21所述的校正方法,其特征在于,该多个开关组件至少备有一第二开关组件、两第一开关组件、以及一第三开关组件,其中该两对应的信号输出、该对应的模拟信号输出,与两固定电位间的切换还包括:根据该积分电路的该锁存输出的高低,该第二开关组件在该两对应的信号输出间切换;随系统频率的高低,该两第一开关组件在该两对应的信号的相对应的两模拟信号输出与该两固定电位的其中一固定电位间切换;随系统频率的高低,该第三开关组件在该对应的模拟信号输出与该两固定电位的另一固定电位间切换。25.如权利要求21所述的校正方法,其特征在于,该方法还包括:通过一可编程电容校正参数来调整该校正电容组件的电容,以提升该零点漂移的精确度。

说明书

电容式感测组件的校正装置与方法

技术领域

本发明涉及电子校正装置与方法,特别涉及一种电容式感测组件(capacitive sensing device)的校正(calibration)装置与方法。

背景技术

电容式感测组件的电容与电容变化灵敏度(sensitivity)都会因为制作与组装的非理想性,而使其与设计值产生出入,同时不仅各组件的电容彼此会有一些出入,各组件的电容变化灵敏度(sensitivity)彼此也会有一些出入。此类的电容误差与电容灵敏度误差通过读取电路放大后,将分别反应在整体组件的零点漂移(offset)与电容灵敏度上,因此必需通过校正方法和电路来修正零点漂移与电容灵敏度至规格内。

关于组件的偏移的校正技术,例如有美国专利号US5,659,262、US7,155,979、US7,7461,553等文献。美国专利号US5,659,262公开的微机械式感测组件的零点漂移修正(Offset trimming for a micro-machined sensingdevice)技术是通过可变电组改变输入信号的大小,来控制电容板的上下电压,进而补偿组件的工艺偏差。

US7,155,979与US7,7461,553公开的自我校正超取样电机调整器与校正方法(self-calibrating oversampling electromechanical modulator andself-calibration method)是侦测平衡状态的数值,再通过改变校正电容的数值来校正组件的偏移。

组件的偏移与灵敏度的校正技术,例如有美国专利号US5,528,520。参考图1A的校正电路与图1B的校正方法,其校正技术是利用输入的两相依(dependent)的V1、V2数字码,即标号101与102,并配合一镜像电路(CodeMirror)120,产生四种模拟校正码,再通过下列的分数脉冲密度(FractionalPulse Density,FPD)方程式来校正组件的零点漂移与灵敏度:

FPD=B+G[(CA-CB)/(CA+CB)],

其中,零点漂移B=(1/2)+[VCM-(V1+V2)/2]/(V1-V2),以及

灵敏度G=(VDD-VCM)(V1-V2)。

发明内容

本发明公开一种电容式感测组件的校正装置与方法。

在一实施例中,所公开的是一种电容式感测组件的校正装置。此装置包括一校正电容组件、一具有锁存功能的积分电路、至少两第一开关组件、以及至少一第三开关组件。此校正电容组件的一端点连接至一电容感测组件。此积分电路连接至此电容感测组件并产生一电压输出与一锁存输出。此转换电路将一灵敏度校正参数转换为两对应的信号输出,并将一零点漂移校正参数转换成一对应的模拟信号输出。第一开关组件随系统频率的高低在两对应的模拟信号输出与一固定电位间切换。第三开关组件随系统频率的高低在对应的模拟信号输出与另一固定电位间切换。此校正装置还根据此积分电路的锁存输出的高低,来决定此两对应的信号输出间的切换。

在另一实施例中,所公开的是一种电容式感测组件的校正方法。此校正方法包括:将一输入的灵敏度校正参数转换为两对应的信号并输出至一对感测电容的两端,并将一输入的零点漂移校正参数转换成一对应的模拟信号输出并输出至一校正电容组件;通过多个开关组件并根据系统频率与一积分电路的一锁存输出结果,来进行此两对应的信号输出、此对应的模拟信号输出,与两固定电位间的切换;独立调整该灵敏度校正参数的值与该零点漂移校正参数的值,使由一对感测电容组成的一感测组件的特性分别符合一灵敏度规格以及一零点漂移规格;以及读取此对感测电容的输出并产生一校正后的电压输出。

本发明公开的电容式感测组件的校正装置与方法除了可提供零点漂移与灵敏度的独立校正,校正电容组件的设计也能够有效地降低零点漂移的公差。本公开的电容式感测组件的校正装置也可兼具自我测试的功能。

附图说明

图1A与图1B是一实施例示意图,说明一种组件的偏移与灵敏度的校正电路与方法;

图2是电容式感测组件的校正装置的一个实施例示意图;

图3是一个实施例示意图,说明在正常模式下运作时,校正电容组件与感测电容的连接结构;

图4是一个实施例示意图,说明在自我测试模式下运作时,校正电容组件与感测电容的连接结构;

图5A是转换电路的一个实施例示意图;

图5B是转换电路的另一个实施例示意图;

图6是校正电压的电位转换的一个实施例示意图;

图7A至图7D说明使用两独立校正码,通过频率与积分电路输出结果来控制电容组件的上下两电极板的电压大小;

图8说明调整可编程电容的校正电容值可改正校正曲线的斜率;

图9是一实施例流程图,说明电容式感测组件的校正方法;

图10是一实施例流程图,说明单独改变零点漂移或灵敏度的任一校正参数,以独立校正零点漂移或灵敏度;

图11是一实施例示意图,说明如何通过开关输出一固定电位/自我测试电压,来进行正常模式/自我测试模式。

其中附图标识:

101、102两相依数字码  200校正装置        210转换电路

222灵敏度校正参数     230第一开关组件    250第三开关组件

CJ校正电容            305a第一校正电容   308固定电压

VST自我测试电压       511译码组件        511a、511b两对称参数

810、820、830校正曲线

910将一输入的灵敏度校正参数转换为两对应的信号并输出至一对感测电容的两端,并将一输入的零点漂移校正参数转换成一对应的模拟信号输出并输出至一校正电容

920通过多个开关组件并根据系统频率与一积分电路的一锁存输出结果,来进行此两对应的信号输出、此对应的模拟信号输出,与两固定电位间的切换

930独立调整该灵敏度校正参数的值与该零点漂移校正参数的值,使由一对感测电容组成的一感测组件的特性分别符合一灵敏度规格以及一零点漂移规格

940读取此对感测电容的输出并产生一校正后的电压输出

1010调整灵敏度校正参数的值

1020是否已符合此零点漂移规格

1025调整零点漂移校正参数的值

1030是否符合此零点漂移规格

1122、1124开关组件

具体实施方式

配合附图、实施例的详细说明及申请专利范围,将本发明的目的与优点详述于后。

在本发明的实施例中,利用两种独立的数字校正码分别负责感测组件的零点漂移与灵敏度的模拟驱动电位控制,利用单独改变组件零点漂移与灵敏度的任一校正码,来完成感测组件的零点漂移或灵敏度的独立校正。其中校正用的电容可以是一可编程的校正电容,以提升其零点漂移的校正精确度。

图2是电容式感测组件的校正装置的一个实施例示意图如所示,与所公开的某些实施例一致。图2的实施例中,校正装置200可包括一校正电容组件205、一转换电路(transformer)210、一具有锁存(Latch)功能的积分电路(integration circuit)220、至少两第一开关组件230、以及至少一个第三开关组件250。校正电容组件205的一端点连接至一电容感测组件260。校正电容组件205备有至少一校正电容。

积分电路220连接至电容感测组件260,负责感测电容的读取并产生相对应的电压输出VOUT与一锁存(Latch)输出。

转换电路210将输入的一零点漂移校正参数211转换为一对应的模拟信号输出,如模拟校正电压V3;并将输入的一灵敏度校正参数222转换为两对应的信号输出,例如一对模拟校正电压(V1与V2)。模拟校正电压V3可通过第三开关组件250输出至校正电容组件205,而模拟校正电压V1与V2例如可通过至少一个第二开关组件240与至少两第一开关组件230输出至一对感测电容CA与CB端,从而调整其特性使其分别符合一零点漂移规格以及一灵敏度规格。

也就是说,转换电路210将输入的灵敏度校正参数211与零点漂移校正参数222,转换为校正电压,例如模拟校正电压V1、V2、以及V3,并通过开关输出至电容传感器端与校正电容端,从而调整其特性使其零点漂移与灵敏度至规格内。

至少两第一开关组件230与至少一个第三开关组件250根据时钟频率(Clock)的高(High)与低(Low),来进行模拟校正电压,例如V1、V2、以及V3,的切换。而校正装置200可根据积分电路220的锁存输出的高低,来决定该两对应的信号输出间的切换,例如,根据积分电路220的锁存输出结果,并通过至少一第二开关组件240,来进行两对应的信号输出间的切换。也就是说,可利用至少两个第一开关组件230结合至少一第二开关组件240与至少一第三开关组件250,并分别通过频率与积分电路220的锁存输出的高低220a,来控制电容组件的上下电极板的电压大小。

以图2为例,两个第一开关组件230随系统频率的高低在转换电路210所提供的两对应模拟信号(V1与V2)与一固定电位VR间切换。第三开关组件250随系统频率的高低在转换电路210所提供的一对应的模拟信号V3与另一固定电位VCM间切换。第二开关组件240的两个输出随积分电路220的锁存输出的高低220a在转换电路210所提供的两对应模拟信号(V1与V2)输出间切换。固定电位VR的值大于等于零电位并且小于等于一电源供应电位,可以是电源供应电位、零电位或者是其它固定电位,另一固定电位VCM的值大于等于零电位并且小于等于一电源供应电位,可以是电源供应电位的一半或者是其它固定电位。

校正装置200可包括感测电容(sensing capacitance)260,感测电容260可以是由感测电容CA与CB所组成的三端点电容感测组件,其中一端点是两感测电容CA与CB的公共点,其余两端点是分别是感测电容CA与CB的另外两端点。感测电容CA与CB可以是差动式,也可以由至少一可变电容、至少一固定电容,或前述电容组合而成。其中,节点VCJ、VCA以及VCB分别是校正电容组件205、感测电容CA与CB端的两电压。校正电容组件205可以是可编程电容(programmablecapacitance)或固定电容、或是前述两种电容的组合。

校正装置200可以在一正常模式(normal mode)下运作,也可以在一自我测试模式(self test mode)下运作。在正常模式下运作时,校正电容组件与感测电容的连接结构如图3的实施例所示,节点VCA接至感测电容CA、节点VCB接至感测电容CB;而校正电容组件205的一端接至节点VCJ,而另一端接至一固定电压308。校正电容组件205可以有多种实现结构,例如,校正电容组件205可以包括一第一校正电容305a与一第二校正电容305b,其中,第一校正电容305a的一端接至节点VCJ,另一端是第一校正电容305a与第二校正电容305b的公共点并且接至电容感测组件260;第二校正电容305b的另一端则接至该固定电压。校正装置200在此正常模式运作下,读取两感测电容CA与CB的数值。第一校正电容305a与一第二校正电容305b可以都是可编程电容、或都是固定电容、或是前述两种电容的组合。

在自我测试模式下运作时,校正电容组件与感测电容的连接结构如图4的实施例所示,节点VCA接至感测电容CA、节点VCB接至第二校正电容305b的一端、节点VCJ接至第一校正电容305a的一端;而一自我测试电压VST则接至感测电容CB。外部电压VST可以通过静电力来改变差动电容CA与CB的电容值,以进行自我测试。

如图5A的实施例所示,转换电路(transformer)2 10可包括一译码组件(decoder)511、以及一数字/模拟转换器(Digital-to-Analog Convertor,DAC)512。译码组件511将灵敏度校正参数222先译码为两对称参数511a与511b后,通过数字/模拟转换器512转换为两模拟输出电压,即V1与V2。数字/模拟转换器512分别将输入参数,包括两对称参数511a与511b、以及零点漂移校正参数211,转换为模拟输出电压,包括V1、V2、以及V3。

如图5B的实施例所示,至少一第二开关组件240也可置于转换电路内译码组件511与数字/模拟转换器512之间,并根据积分电路220的锁存输出220a的高低,在两对称参数511a与511b间进行切换后,再输出至数字/模拟转换器512。

积分电路(integration circuit)240,例如可以是一种由一积分器(Integrator)、一比较器(Comparator)、以及一锁存器(Latch)所构成的三角积分转换器(Sigma-Delta Modulator)。

图6是校正电压的电位转换的一个实施例示意图,与所公开的某些实施例一致。其中,VDG代表V1、V2与VCM的电压差,VCM代表共模电压(common modevoltage),GND代表接地面。由此图可得知VDG、VCM、V1、V2的电位转换关系为:

VDG=(V1-V2)/2,VCM=(V1+V2)/2;

亦即V1=VCM+VDG,V2=VCM-VDG。

而校正装置200的整体输出电压VOUT可写成下列方程式:

VOUT=VDD×{1/2+(VJ/2VDG)×[CJ/(CA+CB)]

+(VCM/2VDG)×[(CA-CB)/(CA+CB)] }。

其中,CJ是校正电容组件205的校正电容,VJ=V3-VCM。

由上列方程式可以得知,通过改变VJ与CJ的数值可以调整零点漂移,即{1/2+(VJ/2VDG)×[CJ/(CA+CB)]},的结果,两个参数的校正之下能够使得零点漂移的精准度大幅提升;而改变VDG的数值可以调整灵敏度,即{(VCM/2VDG)×[(CA-CB)/(CA+CB)]},的输出结果。由于VDG与VJ是独立的校正参数,单独改变组件零点漂移与灵敏度的任一校正参数即可完成零点漂移或灵敏度的独立校正。相对于相依校正的方式,此独立校正的方式可以提高校正上的容易性。

图7A至图7D进一步说明使用两独立校正码VDG与VJ,通过频率与积分电路输出结果来控制电容组件的上下两电极板的电压大小,与所公开的某些实施例一致。图7A说明VCA点的电压频率转换图,图7B与图7C分别说明VCB与VCJ的电压转换图,最后图7D则是频率切换的示意图。

在图7A至图7C的实施例中,至少两个第一开关组件230与至少一个第二开关组件240可使用如Delta Sigma对称性设计,通过频率与积分电路的锁存输出结果来控制电容组件之上、下电极板的电压大小。当锁存电路(Latch)输出为逻辑0(Low)时,第二开关组件240维持原定,直接将转换电路210的输出V1、V2传送到第一组开关作频率的切换;而当锁存(Latch)电路的输出为逻辑1(High)时,第二开关组件240则将转换电路210的输出V1、V2作对调之后,传送到第一开关组件230作频率的切换。如此一来,即可利用不同电压之间的切换来完成对电容组件的零点漂移与灵敏度的校正。

图7A与图7C的实施例分别说明通过频率与积分电路的锁存输出结果,如何控制一差动式电容组件的上、下电极板的电压大小。图7A的实施例中,上电极板于锁存输出结果LATCH等于逻辑0(或Low)时,使用校正电压V1=VCM+VDG,而于锁存输出结果LATCH等于逻辑1(或High)时,使用校正电压V2=VCM-VDG,并输出至感测电容CA端来进行灵敏度的独立校正。图7C的实施例中,下电极板于锁存输出结果LATCH等于逻辑0时,使用校正电压V2=VCM-VDG,而锁存输出结果LATCH等于逻辑1时,使用校正电压V1=VCM+VDG,并输出至感测电容CB端来进行灵敏度的独立校正。

图7B说明使用零点漂移校正参数,转换电路210的输出V3通过频率控制后,经由可编程调整的校正电容CJ后,输出至感测电容的公共点,来进行零点漂移的独立校正。所以,本公开的校正装置200可使用两独立校正码VDG与VJ,来单独改变感测组件的零点漂移与灵敏度。

校正参数,例如零点漂移校正参数211、灵敏度校正参数222、或电容校正参数等,可先储存于一储存装置内。

校正电容组件205的校正电容CJ的调整可改正校正曲线的斜率,即CJ/(CA+CB),使得电路在零点漂移的校正上能够有效地降低零点漂移的公差,如图8的实施例所示,说明调整可编程电容的校正电容值可改正校正曲线的斜率。图8的实施例中,横轴代表模拟校正电位VJ,单位为伏特;纵轴代表锁存计数(count of latches),一个频率为500KHz。校正曲线810、820、830分别是CJ/(CA+CB)的比值为0.5、1.0、1.5时的转换结果。

承上述,图9是一实施例流程图,说明电容式感测组件的校正方法,与所公开的某些实施例一致。参考第七图,步骤910中,将一输入的灵敏度校正参数转换为两对应的信号并输出至一对感测电容的两端,并将一输入的零点漂移校正参数转换成一对应的模拟信号输出并输出至一校正电容。步骤920中,通过多个开关组件并根据系统频率与一积分电路的一锁存输出结果,来进行此两对应的信号输出、此对应的模拟信号输出,与两固定电位间的切换。

步骤930中,独立调整此灵敏度校正参数的值与该零点漂移校正参数的值,使由一对感测电容组成的一感测组件的特性分别符合一灵敏度规格以及一零点漂移规格。步骤940中,读取此对感测电容的输出并产生一校正后的电压输出。

步骤920中,此多个开关组件至少备有一第二开关组件、两第一开关组件、以及一第三开关组件,如前所述,第二开关组件根据积分电路的锁存输出的高低,在两对应的信号输出间切换;两第一开关组件随系统频率的高低,在两对应的信号的相对应的两模拟信号输出与固定电位VR间切换;第三开关组件随系统频率的高低,在该对应的模拟信号输出与另一固定电位VCM间切换。通过这些开关组件,可利用如Delta Sigma对称性设计方式,来进行此三模拟校正信号输出的切换。

图10的实施例流程进一步说明步骤920中如何独立调整感测组件的特性,使其分别符合一零点漂移规格以及一灵敏度规格,与所公开的某些实施例一致。如图10的实施例所示,可利用独立调整灵敏度与零点漂移校正参数的值,直到符合规格为止。

首先,调整灵敏度校正参数的值(步骤1010)及检查是否符合此灵敏度规格(步骤1015),直到符合此灵敏度规格即继续判断是否已符合零点漂移规格(步骤1020),是的话,结束此校正步骤。不是的话,当输入零点漂移校正参数后,可利用调整零点漂移校正参数的值(步骤1025),来判断是否符合此零点漂移规格(步骤1030),直到符合此零点漂移规格为止。

回顾图4的实施例,本公开的校正装置也可以在一自我测试模式下运作。其实施例可还包括至少两组件开关来进行此自我测试模式。图11以一实施例来说明如何通过开关输出与固定电位VR/自我测试电压VST,来进行正常模式/自我测试模式,与所公开的某些实施例一致。

参考图11的实施例,说明如何通过开关输出一固定电位/自我测试电压,来进行正常模式/自我测试模式,校正装置200可还包括一开关组件1122以及另一开关组件1124。在正常模式下运作时,开关组件1122将切换至固定电位VR,因此第二校正电容305b的一端点将连接到此固定电位VR;此外开关组件1124切换至第一开关组件230的输出,因此感测电容CB端将连接到VCB。在自我测试模式下运作时,开关组件1122将切换至第一开关组件230的输出,因此第二校正电容305b的一端点将连接到VCB;此外开关1124组件将切换至自我测试电压VST,也就是说感测电容CB端将连接到自我测试电压VST,因此便可利用此自我测试电压VST来进行感测组件的测试。

综上所述,本公开的电容式感测组件的校正装置与方法的实施例,利用独立的数字校正参数,并通过频率与积分电路输出结果来控制电容式组件的电压,并可使一校正电容组件配合系统频率改变其校正电压,如此一来便可以调整整体感测组件的电荷达到校正零点漂移与灵敏度的效果。除了可提供零点漂移与灵敏度的独立校正,以大幅降低校正复杂度外,校正电容组件的设计也能够有效地降低零点漂移的公差达到高精确度的要求。本公开的电容式感测组件的校正装置也可兼具自我测试的功能。

以上所述仅为本发明的实施例,不能依此限定本发明实施的范围。凡本发明申请专利范围所作的等效变化与修改,应仍属本发明专利涵盖的范围。

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1、10申请公布号CN102087123A43申请公布日20110608CN102087123ACN102087123A21申请号200910252935822申请日20091204G01D18/0020060171申请人财团法人工业技术研究院地址中国台湾新竹县72发明人许郁文廖律普萧价伶徐煜淳74专利代理机构北京律诚同业知识产权代理有限公司11006代理人祁建国梁挥54发明名称电容式感测组件的校正装置与方法57摘要本发明涉及一种电容式感测组件的校正装置及方法,其中校正电容组件的一端点连接至一电容感测组件,积分电路连接至电容感测组件并产生一电压输出与一锁存输出,转换电路将一灵敏度校正参数转换为两对。

2、应的信号输出,并将一零点漂移校正参数转换成一对应的模拟信号输出,至少两第一开关组件随系统频率高低在两对应的信号输出的相对应的两模拟信号输出与一固定电位间切换,至少一第三开关组件随系统频率的高低在对应的模拟信号输出与另一固定电位间切换。此装置并根据该积分电路的锁存输出的高低,来决定两对应的信号输出间的切换。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书7页附图12页CN102087128A1/3页21一种电容式感测组件的校正装置,其特征在于,该装置包括一校正电容组件,具有至少一校正电容,该校正电容组件的一端点连接至一电容感测组件;一具有锁存功能的积分电路,连接。

3、至该电容感测组件并产生一电压输出与一锁存输出;一转换电路,将一灵敏度校正参数转换为两对应的信号输出,并将一零点漂移校正参数转换成一对应的模拟信号输出;至少两第一开关组件,随系统频率的高低在该两对应的信号输出的相对应的两模拟信号输出与一固定电位间切换;以及至少一第三开关组件,随系统频率的高低在该对应的模拟信号输出与另一固定电位间切换;其中,该装置并根据该积分电路的该锁存输出的高低,来决定该两对应的信号输出间的切换。2如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该固定电位的值大于等于零电位并且小于等于一电源供应电位。3如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该另一固定电位的值大于等于零电位并且小于等于。

4、一电源供应电位。4如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该转换电路至少包括一译码组件,将该灵敏度校正参数译码为两对称参数;以及一数字/模拟转换器,将该两对称参数转换为该两对应的模拟信号输出,以及将该零点漂移校正参数转换为该对应的模拟信号输出。5如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该积分电路为一种由一积分器、一比较器、以及一锁存器所构成的三角积分转换器。6如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该对感测电容是一全差动式电容。7如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该对感测电容由至少一可变电容、至少一固定电容,或前述电容组合而成。8如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该校正电容组件是选。

5、自固定电容、可变电容、以及可编程电容的前述电容的其中一种组合。9如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该装置还包括一储存装置,该储存装置至少储存一第一数字码以及一第二数字码,该第一数字码是该灵敏度校正参数的调整值,该第二数字码是该零点漂移校正参数的调整值电容感测组件10如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该装置还包括该电容感测组件,且该电容感测组件是由一第一感测电容与一第二感测电容所组成的三端点电容感测组件,其中一端点是该第一与第二感测电容的公共点,其余两端点是该第一与第二感测电容的两另外端点。11如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该装置还包括至少一第二开关组件,在该两对应的信号输。

6、出的相对应的两模拟信号输出间进行切换。12如权利要求10所述的校正装置,其特征在于,该校正电容组件包括一第一校正电容与一第二校正电容,并且当该装置在一自我测试模式下运作时,该第一感测电容端的电权利要求书CN102087123ACN102087128A2/3页3压接至该第一感测电容,该第二感测电容端的电压接至该第二校正电容,该第一校正电容端的电压接至该第一校正电容,而一自我测试电压接至该第二感测电容。13如权利要求10所述的校正装置,其特征在于,该校正电容组件包括一第一校正电容与一第二校正电容,并且当该装置在一正常模式下运作时,该校正装置读取该第一与第二感测电容,并且该第一感测电容端的电压接至该。

7、第一感测电容,该第二感测电容端的电压接至该第二感测电容,该第一校正电容端的电压接至该第一校正电容,而该第二校正电容接至一固定电压。14如权利要求10所述的校正装置,其特征在于,该校正电容组件的该端点连接至该两感测电容的公共点。15如权利要求10所述的校正装置,其特征在于,该至少一第二开关组件至少具有两个输出,并分别接至该至少两第一开关组件。16如权利要求10所述的校正装置,其特征在于,该至少两第一开关组件至少具有两个输出,分别连接至该两感测电容该另外两端点。17如权利要求1所述的校正装置,其特征在于,该至少一第三开关组件至少具有一输出并接至该校正电容组件的另一端。18如权利要求4所述的校正装置。

8、,其特征在于,该转换电路还包括至少一第二开关组件,位于该译码组件与该数字/模拟转换器之间,该至少一第二开关组件根据该积分电路的该锁存输出的高低,在该两对称参数间进行切换后,再输出至该数字/模拟转换器。19如权利要求8所述的校正装置,其特征在于,该校正电容组件通过一可编程电容校正参数来调整电容,以提升一零点漂移的精确度。20如权利要求12所述的校正装置,其特征在于,该第二感测电容端的电压通过至少两额外开关组件的切换输出至该第二感测电容端与该第二校正电容端,以及利用该外部电压来改变该第一与第二感测电容的电容值,以进行该校正装置的自我测试。21一种电容式感测组件的校正方法,特征在于,该方法包括将一输。

9、入的灵敏度校正参数转换为两对应的信号并输出至一对感测电容的两端,并将一输入的零点漂移校正参数转换成一对应的模拟信号输出并输出至一校正电容组件;通过多个开关组件并根据系统频率与一积分电路的一锁存输出结果,来进行该两对应的信号输出、该对应的模拟信号输出,与两固定电位间的切换;独立调整该灵敏度校正参数的值与该零点漂移校正参数的值,使由一对感测电容组成的一感测组件的特性分别符合一灵敏度规格以及一零点漂移规格;以及读取该对感测电容的输出并产生一校正后的电压输出。22如权利要求21所述的校正方法,其特征在于,该独立调整该灵敏度校正参数的值与该零点漂移校正参数的值还包括调整该灵敏度校正参数的值,来判断是否符。

10、合该灵敏度规格,直到符合该灵敏度规格为止;以及符合该灵敏度规格后,继续判断是否已符合该零点漂移规格,尚未符合该零点漂移规格的话,继续调整该零点漂移校正参数的值,直到符合该零点漂移规格为止。23如权利要求21所述的校正方法,其特征在于,该两固定电位的值被设定为大于等于零电位并且小于等于一电源供应电位。权利要求书CN102087123ACN102087128A3/3页424如权利要求21所述的校正方法,其特征在于,该多个开关组件至少备有一第二开关组件、两第一开关组件、以及一第三开关组件,其中该两对应的信号输出、该对应的模拟信号输出,与两固定电位间的切换还包括根据该积分电路的该锁存输出的高低,该第二。

11、开关组件在该两对应的信号输出间切换;随系统频率的高低,该两第一开关组件在该两对应的信号的相对应的两模拟信号输出与该两固定电位的其中一固定电位间切换;随系统频率的高低,该第三开关组件在该对应的模拟信号输出与该两固定电位的另一固定电位间切换。25如权利要求21所述的校正方法,其特征在于,该方法还包括通过一可编程电容校正参数来调整该校正电容组件的电容,以提升该零点漂移的精确度。权利要求书CN102087123ACN102087128A1/7页5电容式感测组件的校正装置与方法技术领域0001本发明涉及电子校正装置与方法,特别涉及一种电容式感测组件CAPACITIVESENSINGDEVICE的校正CA。

12、LIBRATION装置与方法。背景技术0002电容式感测组件的电容与电容变化灵敏度SENSITIVITY都会因为制作与组装的非理想性,而使其与设计值产生出入,同时不仅各组件的电容彼此会有一些出入,各组件的电容变化灵敏度SENSITIVITY彼此也会有一些出入。此类的电容误差与电容灵敏度误差通过读取电路放大后,将分别反应在整体组件的零点漂移OFFSET与电容灵敏度上,因此必需通过校正方法和电路来修正零点漂移与电容灵敏度至规格内。0003关于组件的偏移的校正技术,例如有美国专利号US5,659,262、US7,155,979、US7,7461,553等文献。美国专利号US5,659,262公开的微。

13、机械式感测组件的零点漂移修正OFFSETTRIMMINGFORAMICROMACHINEDSENSINGDEVICE技术是通过可变电组改变输入信号的大小,来控制电容板的上下电压,进而补偿组件的工艺偏差。0004US7,155,979与US7,7461,553公开的自我校正超取样电机调整器与校正方法SELFCALIBRATINGOVERSAMPLINGELECTROMECHANICALMODULATORANDSELFCALIBRATIONMETHOD是侦测平衡状态的数值,再通过改变校正电容的数值来校正组件的偏移。0005组件的偏移与灵敏度的校正技术,例如有美国专利号US5,528,520。参考图。

14、1A的校正电路与图1B的校正方法,其校正技术是利用输入的两相依DEPENDENT的V1、V2数字码,即标号101与102,并配合一镜像电路CODEMIRROR120,产生四种模拟校正码,再通过下列的分数脉冲密度FRACTIONALPULSEDENSITY,FPD方程式来校正组件的零点漂移与灵敏度0006FPDBGCACB/CACB,0007其中,零点漂移B1/2VCMV1V2/2/V1V2,以及0008灵敏度GVDDVCMV1V2。发明内容0009本发明公开一种电容式感测组件的校正装置与方法。0010在一实施例中,所公开的是一种电容式感测组件的校正装置。此装置包括一校正电容组件、一具有锁存功能。

15、的积分电路、至少两第一开关组件、以及至少一第三开关组件。此校正电容组件的一端点连接至一电容感测组件。此积分电路连接至此电容感测组件并产生一电压输出与一锁存输出。此转换电路将一灵敏度校正参数转换为两对应的信号输出,并将一零点漂移校正参数转换成一对应的模拟信号输出。第一开关组件随系统频率的高低在两对应的模拟信号输出与一固定电位间切换。第三开关组件随系统频率的高低在对应的模拟信号输出与另一固定电位间切换。此校正装置还根据此积分电路的锁存输出的高低,来决定此两对应的信号输出间的切换。说明书CN102087123ACN102087128A2/7页60011在另一实施例中,所公开的是一种电容式感测组件的校。

16、正方法。此校正方法包括将一输入的灵敏度校正参数转换为两对应的信号并输出至一对感测电容的两端,并将一输入的零点漂移校正参数转换成一对应的模拟信号输出并输出至一校正电容组件;通过多个开关组件并根据系统频率与一积分电路的一锁存输出结果,来进行此两对应的信号输出、此对应的模拟信号输出,与两固定电位间的切换;独立调整该灵敏度校正参数的值与该零点漂移校正参数的值,使由一对感测电容组成的一感测组件的特性分别符合一灵敏度规格以及一零点漂移规格;以及读取此对感测电容的输出并产生一校正后的电压输出。0012本发明公开的电容式感测组件的校正装置与方法除了可提供零点漂移与灵敏度的独立校正,校正电容组件的设计也能够有效。

17、地降低零点漂移的公差。本公开的电容式感测组件的校正装置也可兼具自我测试的功能。附图说明0013图1A与图1B是一实施例示意图,说明一种组件的偏移与灵敏度的校正电路与方法;0014图2是电容式感测组件的校正装置的一个实施例示意图;0015图3是一个实施例示意图,说明在正常模式下运作时,校正电容组件与感测电容的连接结构;0016图4是一个实施例示意图,说明在自我测试模式下运作时,校正电容组件与感测电容的连接结构;0017图5A是转换电路的一个实施例示意图;0018图5B是转换电路的另一个实施例示意图;0019图6是校正电压的电位转换的一个实施例示意图;0020图7A至图7D说明使用两独立校正码,通。

18、过频率与积分电路输出结果来控制电容组件的上下两电极板的电压大小;0021图8说明调整可编程电容的校正电容值可改正校正曲线的斜率;0022图9是一实施例流程图,说明电容式感测组件的校正方法;0023图10是一实施例流程图,说明单独改变零点漂移或灵敏度的任一校正参数,以独立校正零点漂移或灵敏度;0024图11是一实施例示意图,说明如何通过开关输出一固定电位/自我测试电压,来进行正常模式/自我测试模式。0025其中附图标识0026101、102两相依数字码200校正装置210转换电路0027222灵敏度校正参数230第一开关组件250第三开关组件0028CJ校正电容305A第一校正电容308固定电压。

19、0029VST自我测试电压511译码组件511A、511B两对称参数0030810、820、830校正曲线0031910将一输入的灵敏度校正参数转换为两对应的信号并输出至一对感测电容的两端,并将一输入的零点漂移校正参数转换成一对应的模拟信号输出并输出至一校正电容0032920通过多个开关组件并根据系统频率与一积分电路的一锁存输出结果,来进行说明书CN102087123ACN102087128A3/7页7此两对应的信号输出、此对应的模拟信号输出,与两固定电位间的切换0033930独立调整该灵敏度校正参数的值与该零点漂移校正参数的值,使由一对感测电容组成的一感测组件的特性分别符合一灵敏度规格以及一。

20、零点漂移规格0034940读取此对感测电容的输出并产生一校正后的电压输出00351010调整灵敏度校正参数的值00361020是否已符合此零点漂移规格00371025调整零点漂移校正参数的值00381030是否符合此零点漂移规格00391122、1124开关组件具体实施方式0040配合附图、实施例的详细说明及申请专利范围,将本发明的目的与优点详述于后。0041在本发明的实施例中,利用两种独立的数字校正码分别负责感测组件的零点漂移与灵敏度的模拟驱动电位控制,利用单独改变组件零点漂移与灵敏度的任一校正码,来完成感测组件的零点漂移或灵敏度的独立校正。其中校正用的电容可以是一可编程的校正电容,以提升其。

21、零点漂移的校正精确度。0042图2是电容式感测组件的校正装置的一个实施例示意图如所示,与所公开的某些实施例一致。图2的实施例中,校正装置200可包括一校正电容组件205、一转换电路TRANSFORMER210、一具有锁存LATCH功能的积分电路INTEGRATIONCIRCUIT220、至少两第一开关组件230、以及至少一个第三开关组件250。校正电容组件205的一端点连接至一电容感测组件260。校正电容组件205备有至少一校正电容。0043积分电路220连接至电容感测组件260,负责感测电容的读取并产生相对应的电压输出VOUT与一锁存LATCH输出。0044转换电路210将输入的一零点漂移校。

22、正参数211转换为一对应的模拟信号输出,如模拟校正电压V3;并将输入的一灵敏度校正参数222转换为两对应的信号输出,例如一对模拟校正电压V1与V2。模拟校正电压V3可通过第三开关组件250输出至校正电容组件205,而模拟校正电压V1与V2例如可通过至少一个第二开关组件240与至少两第一开关组件230输出至一对感测电容CA与CB端,从而调整其特性使其分别符合一零点漂移规格以及一灵敏度规格。0045也就是说,转换电路210将输入的灵敏度校正参数211与零点漂移校正参数222,转换为校正电压,例如模拟校正电压V1、V2、以及V3,并通过开关输出至电容传感器端与校正电容端,从而调整其特性使其零点漂移与。

23、灵敏度至规格内。0046至少两第一开关组件230与至少一个第三开关组件250根据时钟频率CLOCK的高HIGH与低LOW,来进行模拟校正电压,例如V1、V2、以及V3,的切换。而校正装置200可根据积分电路220的锁存输出的高低,来决定该两对应的信号输出间的切换,例如,根据积分电路220的锁存输出结果,并通过至少一第二开关组件240,来进行两对应的信号输出间的切换。也就是说,可利用至少两个第一开关组件230结合至少一第二开关组件240与至少一第三开关组件250,并分别通过频率与积分电路220的锁存输出的高低220A,来控制电容组件的上下电极板的电压大小。说明书CN102087123ACN102。

24、087128A4/7页80047以图2为例,两个第一开关组件230随系统频率的高低在转换电路210所提供的两对应模拟信号V1与V2与一固定电位VR间切换。第三开关组件250随系统频率的高低在转换电路210所提供的一对应的模拟信号V3与另一固定电位VCM间切换。第二开关组件240的两个输出随积分电路220的锁存输出的高低220A在转换电路210所提供的两对应模拟信号V1与V2输出间切换。固定电位VR的值大于等于零电位并且小于等于一电源供应电位,可以是电源供应电位、零电位或者是其它固定电位,另一固定电位VCM的值大于等于零电位并且小于等于一电源供应电位,可以是电源供应电位的一半或者是其它固定电位。。

25、0048校正装置200可包括感测电容SENSINGCAPACITANCE260,感测电容260可以是由感测电容CA与CB所组成的三端点电容感测组件,其中一端点是两感测电容CA与CB的公共点,其余两端点是分别是感测电容CA与CB的另外两端点。感测电容CA与CB可以是差动式,也可以由至少一可变电容、至少一固定电容,或前述电容组合而成。其中,节点VCJ、VCA以及VCB分别是校正电容组件205、感测电容CA与CB端的两电压。校正电容组件205可以是可编程电容PROGRAMMABLECAPACITANCE或固定电容、或是前述两种电容的组合。0049校正装置200可以在一正常模式NORMALMODE下运。

26、作,也可以在一自我测试模式SELFTESTMODE下运作。在正常模式下运作时,校正电容组件与感测电容的连接结构如图3的实施例所示,节点VCA接至感测电容CA、节点VCB接至感测电容CB;而校正电容组件205的一端接至节点VCJ,而另一端接至一固定电压308。校正电容组件205可以有多种实现结构,例如,校正电容组件205可以包括一第一校正电容305A与一第二校正电容305B,其中,第一校正电容305A的一端接至节点VCJ,另一端是第一校正电容305A与第二校正电容305B的公共点并且接至电容感测组件260;第二校正电容305B的另一端则接至该固定电压。校正装置200在此正常模式运作下,读取两感测。

27、电容CA与CB的数值。第一校正电容305A与一第二校正电容305B可以都是可编程电容、或都是固定电容、或是前述两种电容的组合。0050在自我测试模式下运作时,校正电容组件与感测电容的连接结构如图4的实施例所示,节点VCA接至感测电容CA、节点VCB接至第二校正电容305B的一端、节点VCJ接至第一校正电容305A的一端;而一自我测试电压VST则接至感测电容CB。外部电压VST可以通过静电力来改变差动电容CA与CB的电容值,以进行自我测试。0051如图5A的实施例所示,转换电路TRANSFORMER210可包括一译码组件DECODER511、以及一数字/模拟转换器DIGITALTOANALOGC。

28、ONVERTOR,DAC512。译码组件511将灵敏度校正参数222先译码为两对称参数511A与511B后,通过数字/模拟转换器512转换为两模拟输出电压,即V1与V2。数字/模拟转换器512分别将输入参数,包括两对称参数511A与511B、以及零点漂移校正参数211,转换为模拟输出电压,包括V1、V2、以及V3。0052如图5B的实施例所示,至少一第二开关组件240也可置于转换电路内译码组件511与数字/模拟转换器512之间,并根据积分电路220的锁存输出220A的高低,在两对称参数511A与511B间进行切换后,再输出至数字/模拟转换器512。0053积分电路INTEGRATIONCIRC。

29、UIT240,例如可以是一种由一积分器INTEGRATOR、一比较器COMPARATOR、以及一锁存器LATCH所构成的三角积分转换器说明书CN102087123ACN102087128A5/7页9SIGMADELTAMODULATOR。0054图6是校正电压的电位转换的一个实施例示意图,与所公开的某些实施例一致。其中,VDG代表V1、V2与VCM的电压差,VCM代表共模电压COMMONMODEVOLTAGE,GND代表接地面。由此图可得知VDG、VCM、V1、V2的电位转换关系为0055VDGV1V2/2,VCMV1V2/2;0056亦即V1VCMVDG,V2VCMVDG。0057而校正装置。

30、200的整体输出电压VOUT可写成下列方程式0058VOUTVDD1/2VJ/2VDGCJ/CACB0059VCM/2VDGCACB/CACB。0060其中,CJ是校正电容组件205的校正电容,VJV3VCM。0061由上列方程式可以得知,通过改变VJ与CJ的数值可以调整零点漂移,即1/2VJ/2VDGCJ/CACB,的结果,两个参数的校正之下能够使得零点漂移的精准度大幅提升;而改变VDG的数值可以调整灵敏度,即VCM/2VDGCACB/CACB,的输出结果。由于VDG与VJ是独立的校正参数,单独改变组件零点漂移与灵敏度的任一校正参数即可完成零点漂移或灵敏度的独立校正。相对于相依校正的方式,此。

31、独立校正的方式可以提高校正上的容易性。0062图7A至图7D进一步说明使用两独立校正码VDG与VJ,通过频率与积分电路输出结果来控制电容组件的上下两电极板的电压大小,与所公开的某些实施例一致。图7A说明VCA点的电压频率转换图,图7B与图7C分别说明VCB与VCJ的电压转换图,最后图7D则是频率切换的示意图。0063在图7A至图7C的实施例中,至少两个第一开关组件230与至少一个第二开关组件240可使用如DELTASIGMA对称性设计,通过频率与积分电路的锁存输出结果来控制电容组件之上、下电极板的电压大小。当锁存电路LATCH输出为逻辑0LOW时,第二开关组件240维持原定,直接将转换电路21。

32、0的输出V1、V2传送到第一组开关作频率的切换;而当锁存LATCH电路的输出为逻辑1HIGH时,第二开关组件240则将转换电路210的输出V1、V2作对调之后,传送到第一开关组件230作频率的切换。如此一来,即可利用不同电压之间的切换来完成对电容组件的零点漂移与灵敏度的校正。0064图7A与图7C的实施例分别说明通过频率与积分电路的锁存输出结果,如何控制一差动式电容组件的上、下电极板的电压大小。图7A的实施例中,上电极板于锁存输出结果LATCH等于逻辑0或LOW时,使用校正电压V1VCMVDG,而于锁存输出结果LATCH等于逻辑1或HIGH时,使用校正电压V2VCMVDG,并输出至感测电容CA。

33、端来进行灵敏度的独立校正。图7C的实施例中,下电极板于锁存输出结果LATCH等于逻辑0时,使用校正电压V2VCMVDG,而锁存输出结果LATCH等于逻辑1时,使用校正电压V1VCMVDG,并输出至感测电容CB端来进行灵敏度的独立校正。0065图7B说明使用零点漂移校正参数,转换电路210的输出V3通过频率控制后,经由可编程调整的校正电容CJ后,输出至感测电容的公共点,来进行零点漂移的独立校正。所以,本公开的校正装置200可使用两独立校正码VDG与VJ,来单独改变感测组件的零点漂移与灵敏度。0066校正参数,例如零点漂移校正参数211、灵敏度校正参数222、或电容校正参数等,说明书CN10208。

34、7123ACN102087128A6/7页10可先储存于一储存装置内。0067校正电容组件205的校正电容CJ的调整可改正校正曲线的斜率,即CJ/CACB,使得电路在零点漂移的校正上能够有效地降低零点漂移的公差,如图8的实施例所示,说明调整可编程电容的校正电容值可改正校正曲线的斜率。图8的实施例中,横轴代表模拟校正电位VJ,单位为伏特;纵轴代表锁存计数COUNTOFLATCHES,一个频率为500KHZ。校正曲线810、820、830分别是CJ/CACB的比值为05、10、15时的转换结果。0068承上述,图9是一实施例流程图,说明电容式感测组件的校正方法,与所公开的某些实施例一致。参考第七图。

35、,步骤910中,将一输入的灵敏度校正参数转换为两对应的信号并输出至一对感测电容的两端,并将一输入的零点漂移校正参数转换成一对应的模拟信号输出并输出至一校正电容。步骤920中,通过多个开关组件并根据系统频率与一积分电路的一锁存输出结果,来进行此两对应的信号输出、此对应的模拟信号输出,与两固定电位间的切换。0069步骤930中,独立调整此灵敏度校正参数的值与该零点漂移校正参数的值,使由一对感测电容组成的一感测组件的特性分别符合一灵敏度规格以及一零点漂移规格。步骤940中,读取此对感测电容的输出并产生一校正后的电压输出。0070步骤920中,此多个开关组件至少备有一第二开关组件、两第一开关组件、以及。

36、一第三开关组件,如前所述,第二开关组件根据积分电路的锁存输出的高低,在两对应的信号输出间切换;两第一开关组件随系统频率的高低,在两对应的信号的相对应的两模拟信号输出与固定电位VR间切换;第三开关组件随系统频率的高低,在该对应的模拟信号输出与另一固定电位VCM间切换。通过这些开关组件,可利用如DELTASIGMA对称性设计方式,来进行此三模拟校正信号输出的切换。0071图10的实施例流程进一步说明步骤920中如何独立调整感测组件的特性,使其分别符合一零点漂移规格以及一灵敏度规格,与所公开的某些实施例一致。如图10的实施例所示,可利用独立调整灵敏度与零点漂移校正参数的值,直到符合规格为止。0072。

37、首先,调整灵敏度校正参数的值步骤1010及检查是否符合此灵敏度规格步骤1015,直到符合此灵敏度规格即继续判断是否已符合零点漂移规格步骤1020,是的话,结束此校正步骤。不是的话,当输入零点漂移校正参数后,可利用调整零点漂移校正参数的值步骤1025,来判断是否符合此零点漂移规格步骤1030,直到符合此零点漂移规格为止。0073回顾图4的实施例,本公开的校正装置也可以在一自我测试模式下运作。其实施例可还包括至少两组件开关来进行此自我测试模式。图11以一实施例来说明如何通过开关输出与固定电位VR/自我测试电压VST,来进行正常模式/自我测试模式,与所公开的某些实施例一致。0074参考图11的实施例。

38、,说明如何通过开关输出一固定电位/自我测试电压,来进行正常模式/自我测试模式,校正装置200可还包括一开关组件1122以及另一开关组件1124。在正常模式下运作时,开关组件1122将切换至固定电位VR,因此第二校正电容305B的一端点将连接到此固定电位VR;此外开关组件1124切换至第一开关组件230的输出,因此感测电容CB端将连接到VCB。在自我测试模式下运作时,开关组件1122将切换至第一开关组件230的输出,因此第二校正电容305B的一端点将连接到VCB;此外开关1124组件将说明书CN102087123ACN102087128A7/7页11切换至自我测试电压VST,也就是说感测电容CB。

39、端将连接到自我测试电压VST,因此便可利用此自我测试电压VST来进行感测组件的测试。0075综上所述,本公开的电容式感测组件的校正装置与方法的实施例,利用独立的数字校正参数,并通过频率与积分电路输出结果来控制电容式组件的电压,并可使一校正电容组件配合系统频率改变其校正电压,如此一来便可以调整整体感测组件的电荷达到校正零点漂移与灵敏度的效果。除了可提供零点漂移与灵敏度的独立校正,以大幅降低校正复杂度外,校正电容组件的设计也能够有效地降低零点漂移的公差达到高精确度的要求。本公开的电容式感测组件的校正装置也可兼具自我测试的功能。0076以上所述仅为本发明的实施例,不能依此限定本发明实施的范围。凡本发。

40、明申请专利范围所作的等效变化与修改,应仍属本发明专利涵盖的范围。说明书CN102087123ACN102087128A1/12页12图1A说明书附图CN102087123ACN102087128A2/12页13图1B说明书附图CN102087123ACN102087128A3/12页14图2说明书附图CN102087123ACN102087128A4/12页15图3说明书附图CN102087123ACN102087128A5/12页16图4说明书附图CN102087123ACN102087128A6/12页17图5A图5B说明书附图CN102087123ACN102087128A7/12页18图6说明书附图CN102087123ACN102087128A8/12页19说明书附图CN102087123ACN102087128A9/12页20图8说明书附图CN102087123ACN102087128A10/12页21图9说明书附图CN102087123ACN102087128A11/12页22图10说明书附图CN102087123ACN102087128A12/12页23图11说明书附图CN102087123A。

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