CN217085101U - 电容检测电路、触控芯片及电子设备 - Google Patents
电容检测电路、触控芯片及电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN217085101U CN217085101U CN202220325979.XU CN202220325979U CN217085101U CN 217085101 U CN217085101 U CN 217085101U CN 202220325979 U CN202220325979 U CN 202220325979U CN 217085101 U CN217085101 U CN 217085101U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- capacitance
- switch
- self
- module
- detection circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 127
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 57
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000036039 immunity Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 239000004984 smart glass Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
一种电容检测电路、触控芯片及电子设备,能够降低显示干扰对电容检测电路的影响,降低通道增益,使得电容检测电路的抗干扰性更强。所述电容检测电路包括控制模块、第一驱动模块、电荷转移模块以及处理模块;所述控制模块,用于控制所述第一驱动模块输出驱动信号;所述第一驱动模块通过第一开关、第二开关以及第一电流源和第二电流源对自电容输出驱动信号,对自电容进行充放电,所述电荷转移模块用于对所述自电容的电荷进行转化处理生成输出电压,所述输出电压关联于所述自电容的电容值;所述处理模块与所述电荷转移模块的输出端连接,用于根据所述输出电压确定所述自电容的电容值。
Description
技术领域
本申请涉及触控技术领域,尤其涉及一种电容检测电路、触控芯片及电子设备。
背景技术
在电容触控领域,电容检测是实现触摸检测关键。当有导体例如手指,靠近或触摸检测电极时,检测电极对应的电容会发生变化,通过检测该电容的变化量,就可以获取手指靠近或触摸检测电极的信息,从而判断用户的操作。
现有技术中自电容检测电路工作时一个检测周期内分多个时段进行,在前一时段通过采用抵消电容先对待测电容进行抵消后,在后一时段再对电容进行检测,即通常现有技术中自电容检测是在离散时间进行的。
对于电子设备的屏幕,屏幕的显示层在进行扫描时会产生较大的噪声干扰,主控和控制单元之间的数据线、显示控制单元与显示屏之间连接的数据线,例如,低电压差分信号(Low-Voltage Differential Signaling,Lvds)数据线对触控产生的干扰信号,以及数据结构翻转给触摸按键信号带来的干扰,会使得通道容易饱和,并且由于离散时间的电容检测方案其电容检测电路的输出与干扰信号的相位强相关,就会导致通道相位不一致,使后期处理的时候干扰无法被算法清除掉,各通道相位不一致更容易引起通道饱和从而导致电容检测不准确,影响电容检测电路的综合性能。
实用新型内容
本申请提供一种电容检测电路、触控芯片及电子设备,能够降低显示干扰对电容检测电路的影响,降低通道增益,使得电容检测电路的抗干扰性更强。
第一方面,提供了一种电容检测电路,其特征在于:用于检测触摸屏中的自电容,所述电容检测电路包括控制模块、第一驱动模块、电荷转移模块以及处理模块;
所述控制模块,用于控制所述第一驱动模块输出驱动信号;
所述第一驱动模块具有第一开关、第二开关以及第一电流源和第二电流源,电源电压向所述第一电流源供电,所述第二电流源接地,所述第一开关与所述第二开关位于所述第一电流源和第二电流源之间,所述第一驱动模块的输出端位于所述第一开关与所述第二开关之间;所述第一驱动模块的输出端向所述触摸屏输出驱动信号用于检测所述触摸屏的自电容;
所述第一驱动模块的输出端与所述电荷转移模块相连,用于对所述自电容的电荷进行转化处理生成输出电压,所述输出电压关联于所述自电容的电容值;以及
所述处理模块与所述电荷转移模块的输出端连接,用于根据所述输出电压确定所述自电容的电容值。
在一种可能的实现方式中,所述第一驱动模块通过所述第一电流源和所述第一开关给所述自电容充电;所述自电容通过所述第二开关和所述第二电流源放电。
在一种可能的实现方式中,所述控制模块通过反向非交叠时序控制所述第一开关和所述第二开关不同时导通使所述第一驱动模块输出驱动信号。
在一种可能的实现方式中,所述反向非交叠时序控制所述第一开关和所述第二开关不同时导通的一个检测周期包括四个阶段,其中,
第一阶段,控制所述第一开关闭合和所述第二开关断开,所述第一电流源向所述自电容充电,所述第一驱动模块的输出端电压上升至波峰;
第二阶段,控制所述第一开关断开和所述第二开关断开,所述第一驱动模块的输出端电压保持不变;
第三阶段,控制所述第一开关断开和所述第二开关闭合,所述自电容通过所述第二电流源放电,所述第一驱动模块的输出端电压下降至波谷;
第四阶段,控制所述第一开关断开和所述第二开关断开,所述第一驱动模块的输出端电压保持不变;
重复所述四个阶段,控制所述第一驱动模块输出类方波信号。
在一种可能的实现方式中,所述反向非交叠时序控制所述第一开关和所述第二开关不同时导通的一个检测周期包括两个阶段,其中,
第一阶段,控制所述第一开关闭合和所述第二开关断开,所述第一电流源向所述自电容充电,所述第一驱动模块的输出端电压上升至波峰;
第二阶段,控制所述第一开关断开和所述第二开关闭合,所述自电容通过所述第二电流源放电,所述第一驱动模块的输出端电压下降至波谷;
重复所述两个阶段,控制所述第一驱动模块输出类三角波信号。
在一种可能的实现方式中,所述电荷转移模块为差分电压跟随器。
在一种可能的实现方式中,所述差分电压跟随器的正相输入端与所述第一驱动模块的输出端相连,所述差分电压跟随器的输出端连接差分电压跟随器的负相输入端,使得输出电压跟随输入电压,所述差分电压跟随器的电压增益为1。
在一种可能的实现方式中,还包括第二驱动模块,所述第二驱动模块的输出端向所述触摸屏输出驱动信号用于检测所述触摸屏的互电容,通过所述互电容和所述自电容共同分压检测所述互电容的电容值。
在一种可能的实现方式中,所述第二驱动模块连接所述互电容的第一端,所述互电容的第二端连接至所述自电容的第一端以及所述电荷转移模块的输入端;
所述控制模块通过控制所述第一开关和所述第二开关同时断开,使所述电容检测电路用于检测触摸屏中的所述互电容。
在一种可能的实现方式中,所述处理模块为模数转换ADC电路。
在一种可能的实现方式中,所述自电容为触摸屏各个电极对地的自电容。
在一种可能的实现方式中,所述互电容为触摸屏横向和纵向任意两个电极之间的互电容。
第二方面,提供了一种触控芯片,包括上述第一方面任意可能的实现方式中的电容检测电路。
第三方面,提供了一种电子设备,包括:显示屏;触摸屏,设置在显示屏表面;以及,根据上述第二方面所述的触控芯片实现触摸显示功能。
基于上述方案,本申请的电容检测电路利用第一、第二电流源和第一、第二开关结合对自电容进行充放电从而进行触摸屏的自电容检测,并且通过断开第一、第二开关可简单便捷的进行互电容检测切换,且该电容检测电路能够降低通道增益,使通道不容易饱和,提高电容检测电路的整体性能。
附图说明
图1是本申请实施例的电容检测电路的一种可能的应用场景的示意图。
图2是根据本申请实施例的电容检测电路的示意图。
图3是根据本申请实施例的电容检测电路的差分电压跟随器提供直流偏压的示意图。
图4是根据本申请实施例的自电容检测等效电路示意图。
图5是根据本申请实施例的互电容检测等效电路示意图。
图6是根据本申请实施例的自电容检测等效电路中方波打码过程。
图7是根据本申请实施例的自电容检测等效电路中三角波打码过程。
具体实施方式
首先结合图1描述本申请实施例的电容检测电路的一种可能的应用场景的示意图。
图1中示出了触摸屏中的横向和纵向的两层通道,采用这种图案的电容触控系统通常可以同时采用自电容和互电容这两种电容检测方式。在进行自电容检测时,触控芯片会扫描每一个横向通道和纵向通道对地的自电容的变化情况。当手指靠近或接触时,手指附近的通道的自电容会变大。例如图1所示,手指和其附近的横向通道Rx3会产生电容Cs,手指和其附近的纵向通道Tx2会产生电容Cd。例如,当手指靠近驱动通道Tx2和感应通道Rx3时,由于人体作为导体是与系统地相连的,驱动通道Tx2对系统地的电容量会变为CTx2+Cd,感应通道Rx3对系统地的电容量会变成CRx3+Cs。触控芯片根据检测到的自电容的变化,可以获得手指的触摸信息。而在进行互电容检测时,检测的是横向通道和纵向通道之间的互电容的变化。例如图1所示,手指附近的横向通道Rx3和纵向通道Tx2之间会产生互电容,触控芯片根据检测到的横向通道与纵向通道之间的互电容的变化,可以获得手指的触摸信息。这里,将图1中的横向通道记作Rx通道,纵向通道记作Tx通道,触摸屏中的横向通道和纵向通道也可以称为检测电极或者传感器(sensor)。
总的来说,电容检测电路的待测电容器包括触摸屏中各电极对地的自电容以及两个电极之间的互电容,待测电容器的电容包括基础电容Cx以及相对于基础电容Cx的电容变化量△Cx。其中,当没有手指触摸或靠近时,检测到的待测电容器的电容即为基础电容Cx;当有手指靠近或触摸时,待测电容器的电容相对于基础电容Cx会在基础电容Cx的基础上发生变化,因此检测到的待测电容器的电容包括基础电容Cx以及电容变化量△Cx,其中,实际反映用户触摸信息的是电容变化量△Cx。
在具体实施例中,电容检测电路具体配置在上述图1的触控芯片101上,因此,可理解上述触控芯片101包括下述实施例中所述的电容检测电路。
总的来说,电容检测电路包括用于数据检测的前端电路以及用于数据处理的后端电路。
图2是本申请实施例的电容检测电路的示意图。该电容检测电路可用于检测触摸屏中的自电容和/或互电容。具体地,可用于分别检测待测电容器Cm或CL的电容变化量,其中Cm为触摸屏中的两个检测电极之间的互电容,CL为触摸屏中各检测电极对地的自电容。
参考图2,所述电容检测电路包括:控制模块201、驱动模块包括第一驱动模块203和第二驱动模块202、电荷转移模块204以及处理模块205;所述电容检测电路可切换为自电容检测模式或互电容检测模式。
驱动模块用于产生驱动信号,或称为打码信号。具体地,驱动模块与待测电容器相连,用于向待测电容器输出驱动信号。具体地,所述驱动模块包括第一驱动模块203和第二驱动模块202,所述第一驱动模块203用于互电容检测输出驱动信号,所述第二驱动模块202用于自电容检测输出驱动信号。
可实现地,第二驱动模块202具体为方波信号;第一驱动模块203具体为电流源ILp、ILn和开关K1、K2连接组成的驱动电路,所述控制模块201采用反向非交叠时钟时序控制开关K1、K2通断从而控制所述第一驱动模块203输出类方波或类三角波的驱动信号。
电荷转移模块204与待测电容器相连,用于对所述待测电容器的电荷进行转化处理生成输出电压Vout,所述输出电压Vout关联于待测的电容值;电荷转移模块具体为差分电压跟随器(OPA),参考图3所示,通过电源电压VCM和电阻Rb给由运算放大器组成的差分电压跟随器提供直流偏压DC Bias。具体地,该差分电压跟随器的正相端与待测电容器Cm或CL连接,输出端与负相端之间形成反馈,使得输出跟随输入,其电压增益为1。
所述处理模块205与电荷转移模块204相连,用于根据所述输出电压Vout确定所述待测电容器被外加电场影响前后的电容值。具体地,所述处理模块205为模数转换ADC电路,用于将所述电荷转移模块204输出的电压信号转换为数字信号。
所述电容检测电路切换为自电容检测模式或互电容检测模式具体包括:自电容检测模式下,控制模块201采用反向非交叠时序控制第一开关K1和第二开关K2不同时导通,第一驱动模块203与待测电容器CL相连,向待测电容器CL输出驱动信号,图4是本申请实施例的自电容检测等效电路的示意图。互电容检测模式下,控制模块201控制第一开关K1和第二开关K2同时断开,第二驱动模块202与待测电容器Cm相连,向待测电容器Cm输出驱动信号,图5是本申请实施例的互电容检测等效电路的示意图。
下面分别对图4的自电容检测等效电路和图5的互电容检测等效电路进行详细介绍。
如图4所示,自电容检测等效电路包括控制模块401、第一驱动模块403、电荷转移模块404和处理模块405。
电荷转移模块404与待测电容器相连,用于对所述待测电容器的电荷进行转化处理生成输出电压Vout,所述输出电压Vout关联于待测的电容值;电荷转移模块404具体为差分电压跟随器(OPA)。具体地,该差分电压跟随器的正相端与待测电容器CL连接,输出端与负相端之间形成反馈,使得输出跟随输入,其电压增益为1。
所述处理模块405与电荷转移模块404相连,用于根据所述输出电压Vout确定所述待测电容器被外加电场影响前后的电容值。具体地,所述处理模块405为模数转换ADC电路,用于将所述电荷转移模块404输出的电压信号转换为数字信号。
第一驱动模块403包括第一开关K1和第二开关K2。控制模块401通过控制第一驱动模块403的第一开关K1和第二开关K2不同时导通来生成自电容检测电路的驱动信号,具体地,控制模块401采用反向非交叠时序控制第一开关K1和第二开关K2不同时导通来生成自电容检测电路的驱动信号。
第一驱动模块403具有第一开关K1和第二开关K2,以及第一电流源ILp和第二电流源ILn,所述第一电流源ILp的第一端连接至电源电压Vcc,所述第一电流源ILp的第二端连接至第一开关K1的第一端,所述第一开关K1的第二端连接至第二开关K2的第一端,所述第二开关K2的第二端连接至第二电流源ILn的第一端,所述第二电流源ILn的第二端连接至地GND,其中,所述第一开关K1的第二端为所述第一驱动模块403的输出端。所述第一驱动模块403通过所述第一电流源ILp和所述第一开关K1给所述自电容充电;所述自电容通过所述第二开关K2和所述第二电流源ILn放电。
所述第一驱动模块403的输出端与所述自电容CL的第一端以及所述电荷转移模块404的正相输入端连接,所述自电容CL的第二端连接至地GND;
应当理解的是,第一驱动模块403由第一电流源ILp和第二电流源ILn以及第一开关单元K1和第二开关单元K2串联组成。第一驱动模块403的输出端分别连接电荷转移模块404的正相输入端和自电容CL的第一端,所述自电容的第二端连接至地GND。第一驱动模块403的输出端与待测电容器CL相连,用于输出驱动信号,通过对电容CL充放电完成自电容的检测过程。
通过电流源产生电压的方法对电容CL充放电,使得充放电电流恒定,而且不受CL的寄生电阻影响。并且采用电流源对电容CL充放电,在电容检测周期内输出电压Vout跟随输入Vin,即实现在连续时间内的电容检测,电容检测电路的输出不受干扰信号的相位影响,通道增益小,提高电容检测电路的综合性能。
作为一种可选的实现方式,通过反向非交叠时序控制第一开关K1和第二开关K2的通断可以实现类方波的自容打码驱动。具体地,反向非交叠时序控制第一开关K1和第二开关K2不同时导通的一个检测周期包括四个阶段,参考图6(a)-(d)方波打码过程:
第一阶段:控制第一开关K1闭合和第二开关K2断开,通过第一电流源Ixp向自电容CL充电,第一驱动模块403的输出电压/电荷转移模块404的输入电压Vin升高到波峰;
第二阶段:控制第一开关K1断开和第二开关K2断开,第一驱动模块403的输出电压/电荷转移模块404的输入电压Vin保持不变;
第三阶段:控制第一开关K1断开和第二开关K2闭合,自电容CL通过第二电流源Ixn放电,第一驱动模块403的输出电压/电荷转移模块404的输入电压Vin下降至波谷;
第四阶段:K2保持断开,输入电压Vin保持不变;控制第一开关K1断开和第二开关K2断开,第一驱动模块403的输出电压/电荷转移模块404的输入电压Vin保持不变;
通过连续对开关K1,K2重复实施上述时序控制可以控制第一驱动模块403输出类方波打码驱动信号,实现类方波打码驱动。
作为另一种可选的实现方式,通过反向非交叠时序控制第一开关K1和第二开关K2的通断可以实现类三角波的自容打码驱动。具体地,反向非交叠时序控制第一开关K1和第二开关K2不同时导通的一个检测周期包括两个阶段,参考图7(a)-(d)三角波打码过程:
第一阶段:控制第一开关K1闭合和第二开关K2断开,第一电流源Ixp向自电容CL充电,第一驱动模块403的输出电压/电荷转移模块404的输入电压Vin上升至波峰;
第二阶段,控制第一开关K1断开和第二开关K2闭合,自电容CL通过第二电流源Ixn放电,第一驱动模块403的输出电压/电荷转移模块404的输入电压Vin下降至波谷;
图7(c)-(d)重复图7(a)-(b)的过程,通过连续对开关K1,K2重复实施上述时序控制第一驱动模块403输出类三角波打码驱动信号,实现类三角波打码驱动。
如图4所示自电容检测等效电路中利用电流源生成电压对电容CL充放电进行CL电容值的检测。具体地,可以根据自电容检测电路测量的类方波或类三角波的幅度amp值以及充放电时间t和电流源Ixp、Ixn反算CL,计算参考公式包括:
本申请的自电容检测电路通过反向非交叠时钟控制第一开关K1和第二开关K2两个开关不同时导通来不同时接入第一电流源Ixp和第二电流源Ixn,进而对电容CL充放电进行自电容检测的过程中,由于CL和电荷转移模块直接相连,并且在电容检测周期内输出电压Vout跟随输入Vin,打码检测周期内输出是完整且连续跟随输入的,因而去掉了时序的干扰,使自容检测电路的输出与显示干扰信号相位无关,在连续时间内对电容进行检测,这能够提高通道相位的一致性,进而防止通道饱和,提高电容检测电路性能。
本申请的自电容检测电路除通过控制K1、K2不同时导通对CL进行充放电完成自容检测过程外,还可以通过控制K1、K2同时断开,使得第一驱动模块断开,通过第二驱动模块在互电容上打码驱动,使所述电容检测电路用于检测触摸屏中的所述互电容。由此,可以在同一个电容检测电路中整合自电容检测和互电容检测,电路结构更加简单,降低成本。
进一步地,所述电容检测电路还包括第二驱动模块,所述第二驱动模块连接互电容Cm的第一端,所述互电容Cm的第二端连接至所述自电容的第一端以及所述电荷转移模块的输入端。
如图5所示,互电容检测等效电路包括控制模块501、第二驱动模块502、电荷转移模块504和处理模块505。
控制模块501控制第一开关K1和第二开关K2同时断开进行互电容检测。
电荷转移模块504与待测电容器相连,用于对所述待测电容器的电荷进行转化处理生成输出电压Vout,所述输出电压Vout关联于待测的电容值;电荷转移模块具体为差分电压跟随器(OPA)。具体地,该差分电压跟随器的正相端分别与待测电容器Cm、CL连接,输出端与负相端之间形成反馈,使得输出跟随输入,其电压增益为1。
所述处理模块505与电荷转移模块504相连,用于根据所述输出电压Vout确定所述待测电容器被外加电场影响前后的电容值。具体地,所述处理模块505为模数转换ADC电路,用于将所述电荷转移模块504输出的电压信号转换为数字信号。
所述第二驱动模块502的输出端连接所述互电容Cm的第一端,所述互电容Cm的第二端分别连接所述电荷转移模块504的正相输入端和所述自电容CL的第一端,所述自电容CL的第二端连接至地,第二驱动模块502输出方波驱动信号Vtx,通过所述互电容Cm和所述自电容CL共同分压检测所述互电容Cm的电容值。
具体地,第二驱动模块502输出方波驱动信号Vtx,待测电容器Cm和CL两电容共同分压,因此所述差分电压跟随器输入的电压Vin为:
由于差分电压跟随器输出电压Vout跟随输入电压Vin,因而根据上述无触摸和有触摸状态下实际测量值可以计算Cm的电容值,其中,还需根据所述自电容CL的电容值计算互电容Cm的电容值。
如图5所示互电容检测等效电路的前端电路中Cm和CL两电容分压,采用电容分压的方式检测并计算互电容Cm的电容值,由于自电容CL相对较大,因此其分到的电压很小,电路电压衰减很大,从而电路中差分电压跟随器输入的电压Vin相对较小,又由于差分电压跟随器的电压增益为单位增益即增益为1,可见互容检测电路使通道增益相对降到更低。而当屏幕存在显示干扰时,干扰信号作为输入信号也会被分压,因而输入后端电路的干扰信号衰减也很大,使得电容检测电路具有更大的干扰容忍度。因此该互容检测电路通道增益相对更低,通道不容易饱和,电容检测的准确度更高,且电路抗干扰性能更强。
本申请的电容检测方案在一个电容检测周期内连续进行,即连续时间电容检测,使得检测电路与触摸屏显示干扰的相位不相关,能够解决显示干扰时通道相位不一致导致的通道饱和的问题,并且整体来看也能够降低通道增益,通道不容易饱和,提高电容检测电路的准确性。
本申请的自/互电容检测电路通过在同一个电路中整合自电容检测和互电容检测,电路结构更加简单,降低成本。
本申请实施例还提供了一种触控芯片,包括上述本申请各种实施例中的电容检测电路。
本申请实施例还提供了一种电子设备,该电子设备包括:触摸屏;显示屏;以及,上述本申请各种实施例中的触控芯片。
作为示例而非限定,本申请实施例中的电子设备可以为终端设备、手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机电脑、游戏设备、车载电子设备或穿戴式智能设备等便携式或移动计算设备,以及电子数据库、汽车、银行自动柜员机(Automated Teller Machine,ATM)等其他电子设备。该穿戴式智能设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或部分功能的设备,例如智能手表或智能眼镜等;以及,只专注于某一类应用功能,且需要和其它设备如智能手机配合使用的设备,例如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等。
应理解,本申请实施例中所述的显示屏和触控屏,可以分别认为是电子设备的屏幕中的显示层和触控层。电路设备的屏幕通常包括显示层和触控层,分别用于实现显示功能和触控功能。
需要说明的是,在不冲突的前提下,本申请描述的各个实施例和/或各个实施例中的技术特征可以任意的相互组合,组合之后得到的技术方案也应落入本申请的保护范围。
应理解,本申请实施例中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例,而非限制本申请实施例的范围,本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形,而这些改进或者变形均落在本申请的保护范围内。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种电容检测电路,其特征在于:用于检测触摸屏中的自电容,所述电容检测电路包括控制模块、第一驱动模块、电荷转移模块以及处理模块;
所述控制模块,用于控制所述第一驱动模块输出驱动信号;
所述第一驱动模块具有第一开关、第二开关以及第一电流源和第二电流源,电源电压向所述第一电流源供电,所述第二电流源接地,所述第一开关与所述第二开关位于所述第一电流源和第二电流源之间,所述第一驱动模块的输出端位于所述第一开关与所述第二开关之间;所述第一驱动模块的输出端向所述触摸屏输出驱动信号用于检测所述触摸屏的自电容;
所述第一驱动模块的输出端与所述电荷转移模块相连,用于对所述自电容的电荷进行转化处理生成输出电压,所述输出电压关联于所述自电容的电容值;以及
所述处理模块与所述电荷转移模块的输出端连接,用于根据所述输出电压确定所述自电容的电容值。
2.根据权利要求1所述的电容检测电路,其特征在于:所述第一驱动模块通过所述第一电流源和所述第一开关给所述自电容充电;
所述自电容通过所述第二开关和所述第二电流源放电。
3.根据权利要求2所述的电容检测电路,其特征在于:所述控制模块通过反向非交叠时序控制所述第一开关和所述第二开关不同时导通使所述第一驱动模块输出驱动信号。
4.根据权利要求3所述的电容检测电路,其特征在于:所述反向非交叠时序控制所述第一开关和所述第二开关不同时导通的一个检测周期包括四个阶段,其中,
第一阶段,控制所述第一开关闭合和所述第二开关断开,所述第一电流源向所述自电容充电,所述第一驱动模块的输出端电压上升至波峰;
第二阶段,控制所述第一开关断开和所述第二开关断开,所述第一驱动模块的输出端电压保持不变;
第三阶段,控制所述第一开关断开和所述第二开关闭合,所述自电容通过所述第二电流源放电,所述第一驱动模块的输出端电压下降至波谷;
第四阶段,控制所述第一开关断开和所述第二开关断开,所述第一驱动模块的输出端电压保持不变;
重复所述四个阶段,控制所述第一驱动模块输出类方波信号。
5.根据权利要求3所述的电容检测电路,其特征在于:所述反向非交叠时序控制所述第一开关和所述第二开关不同时导通的一个检测周期包括两个阶段,其中,
第一阶段,控制所述第一开关闭合和所述第二开关断开,所述第一电流源向所述自电容充电,所述第一驱动模块的输出端电压上升至波峰;
第二阶段,控制所述第一开关断开和所述第二开关闭合,所述自电容通过所述第二电流源放电,所述第一驱动模块的输出端电压下降至波谷;
重复所述两个阶段,控制所述第一驱动模块输出类三角波信号。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电容检测电路,其特征在于:所述电荷转移模块为差分电压跟随器。
7.根据权利要求6所述的电容检测电路,其特征在于:所述差分电压跟随器的正相输入端与所述第一驱动模块的输出端相连,所述差分电压跟随器的输出端连接差分电压跟随器的负相输入端,使得输出电压跟随输入电压,所述差分电压跟随器的电压增益为1。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的电容检测电路,其特征在于:还包括第二驱动模块,所述第二驱动模块的输出端向所述触摸屏输出驱动信号用于检测所述触摸屏的互电容,通过所述互电容和所述自电容共同分压检测所述互电容的电容值。
9.根据权利要求8所述的电容检测电路,其特征在于:所述第二驱动模块连接所述互电容的第一端,所述互电容的第二端连接至所述自电容的第一端以及所述电荷转移模块的输入端;
所述控制模块通过控制所述第一开关和所述第二开关同时断开,使所述电容检测电路用于检测触摸屏中的所述互电容。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的电容检测电路,其特征在于:所述处理模块为模数转换ADC电路。
11.根据权利要求1-5中任一项所述的电容检测电路,其特征在于:所述自电容为触摸屏横向和纵向各个电极对地的自电容。
12.根据权利要求8所述的电容检测电路,其特征在于:所述互电容为触摸屏横向和纵向任意两个电极之间的互电容。
13.一种触控芯片,其特征在于:包括根据权利要求1-12中任一项所述的电容检测电路。
14.一种电子设备,其特征在于:包括:
显示屏;
触摸屏,设置在显示屏表面;以及,
根据权利要求13所述的触控芯片实现触摸显示功能。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202220325979.XU CN217085101U (zh) | 2022-02-17 | 2022-02-17 | 电容检测电路、触控芯片及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202220325979.XU CN217085101U (zh) | 2022-02-17 | 2022-02-17 | 电容检测电路、触控芯片及电子设备 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN217085101U true CN217085101U (zh) | 2022-07-29 |
Family
ID=82545000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202220325979.XU Active CN217085101U (zh) | 2022-02-17 | 2022-02-17 | 电容检测电路、触控芯片及电子设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN217085101U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117686794A (zh) * | 2023-11-16 | 2024-03-12 | 安徽曦合微电子有限公司 | 电容检测电路、方法、触控芯片和电子设备 |
-
2022
- 2022-02-17 CN CN202220325979.XU patent/CN217085101U/zh active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117686794A (zh) * | 2023-11-16 | 2024-03-12 | 安徽曦合微电子有限公司 | 电容检测电路、方法、触控芯片和电子设备 |
CN117686794B (zh) * | 2023-11-16 | 2024-11-26 | 安徽曦合微电子有限公司 | 电容检测电路、方法、触控芯片和电子设备 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10928953B2 (en) | Capacitance to code converter with sigma-delta modulator | |
US9007342B2 (en) | Dynamic mode switching for fast touch response | |
US8258986B2 (en) | Capacitive-matrix keyboard with multiple touch detection | |
CN102289332B (zh) | 减少电容性触摸屏系统中的电磁干扰 | |
CN105183248B (zh) | 电容检测电路、触摸检测电路和具备该电路的半导体集成电路 | |
CN114487784A (zh) | 电容检测电路、触控芯片及电子设备 | |
CN207458027U (zh) | 与触摸面板一起使用的电路 | |
EP3640780B1 (en) | Capacitance detection circuit, touch-control chip and electronic device | |
CN103809824B (zh) | 触摸感测系统和控制其功耗的方法 | |
EP2667156A1 (en) | Capacitive position sensor system | |
CN107422929A (zh) | 触控面板控制器以及半导体器件 | |
CN102033166A (zh) | 使用单个引脚测量自身电容的方法和设备 | |
US9310953B1 (en) | Full-wave synchronous rectification for self-capacitance sensing | |
US20140035653A1 (en) | Capacitance sensing device and touchscreen | |
CN111801584A (zh) | 电容检测电路、触控装置和终端设备 | |
CN108021269A (zh) | 触摸传感器控制器 | |
CN114355056A (zh) | 电容测量电路、电容测量系统、触摸装置及电子设备 | |
CN206863767U (zh) | 一种用于指纹传感器的信号处理电路 | |
CN217085101U (zh) | 电容检测电路、触控芯片及电子设备 | |
CN105700757A (zh) | 指纹感测装置及其手指触碰检测方法 | |
CN102156594B (zh) | 触控感测系统、电容感测电路及电容感测方法 | |
US20140145965A1 (en) | Touch device and driving method of touch panel thereof | |
CN111045554B (zh) | 电容感应取样电路及其感应取样方法 | |
CN203376723U (zh) | 一种电容式触摸屏 | |
CN101976147B (zh) | 触摸识别方法、触摸键结构及触摸装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |