[发明专利]一种可调节灵敏度和范围的触摸检测电路

说明书

技术领域

本发明属于触摸按键的技术领域，特别涉及触摸按键的控制电路。

背景技术

触摸按键技术是近年来逐渐流行的用于手机和平板电脑为代表的消费电子领域。作为人机界面，触摸按键比机械按键更为耐用和美观，体积也更小。

触摸按键技术的实现原理是通过检测按键上的电容变化来判断触摸事件的发生。由于不同厂家的电路板上的寄生电容会有较大的差异，触摸检测电路针对不同的电路板会有不同的检测灵敏度和电容检测范围。另一方面，由于触摸检测电路需要一直处于工作状态，低功耗的设计显得尤为重要。

专利申请201310687548.3公开了一种触摸按键芯片及其灵敏度校准方法及电子设备，在该申请中，触摸按键芯片通过触摸控制模块根据各个通道的寄生电容的差异来补偿基准按键触发阈值，具体地将各个通道的寄生电容与外部校准电容之间的差值转化为基准按键触发阈值的补偿值，使得当开始触发各个按键后，按键对应通道的电容的充放电时间尽量一致，即降低触摸按键的灵敏度和一致性的差异。

然而，该申请中，通过阀值的对比和计算，在硬件构成上仍然属于比较复杂，需要多个感应电极、外部校准电容，成本较高，而且，该申请是利用电容的充放电时间尽量一致，来达到降低触摸按键的灵敏度和一致性差异的，对于灵敏度和范围并不能进行调整。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可调节灵敏度和范围的触摸检测电路，该电路可以根据寄生电容的大小调整检测灵敏度和范围，且功耗小。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种可调节灵敏度和范围的触摸检测电路，该电路由求和电路和积分器构成，其特征在于该电路还包括有检测电路，所述触摸按键电容接于所述求和电路中，可调电容接于所述检测电路中；求和电路和检测电路都连接于所述积分器。

进一步，所述求和电路由非交叠时钟Φ1/Φ2和触摸按键电容构成，检测电路由非交叠时钟Φ1/Φ2和可调电容构成，求和电路和检测电路均接于积分器的输入端，由非交叠时钟Φ1/Φ2分别控制采样项和积分项。

更进一步，在检测电路中设置有开关，所述开关连接于不同的电压源，所述非交叠时钟Φ1/Φ2所连接的是分别受Φ1/Φ2控制的开关。

所述不同的电压源为极性相反的电压源。

本发明通过对检测电路的设置，使得积分项的电容变得可调，从而能够抵消触摸按键电容的部分电荷，使运算放大器的输出电压Vo限制在一个合适的大小，由此保持电容检测的灵敏度和范围。

且，本发明仅仅由简单的积分器和求和电路、检测电路构成，结构简单，容易实现，功耗低。

附图说明

图1是本发明所实施的电路图。

图2是的本发明所实施电路产生的Vcp示意波形图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图1所示，为本发明所实施的可调节灵敏度和范围的触摸检测电路，其中，该电路由求和电路和积分器构成，触摸按键电容C1(通常为寄生电容)接于求和电路中，可调电容C2接于检测电路中。

求和电路由非交叠时钟Φ1/Φ2和触摸按键电容构成，检测电路由非交叠时钟Φ1/Φ2和可调电容构成，求和电路和检测电路均接于积分器的输入端，由非交叠时钟Φ1/Φ2分别控制采样项和积分项。

在检测电路中设置有开关，所述开关连接于不同的电压源，所述非交叠时钟Φ1/Φ2所连接的是分别受Φ1/Φ2控制的开关。

在图1中，非交叠时钟Φ1/Φ2分别控制采样项和积分项。

(1)Φ2＝1时在积分项，C1和C2都将各自的电荷传递到CA，并输出电压Vo。比较器cp比较Vo与Vref的大小，如果Vo小于Vref，则比较器的输出Vcp＝0，反之Vcp＝1。

(2)Φ1＝1时在采样项，C1由V1对其充电。C2由电压V2或V3对其充电，具体情况取决于Vcp的值，如果Vcp＝1，则由V2对C2充电，如果Vcp＝0，则由V3对C2充电。其中，V2和V3为极性相反的电压。该电路的输出Vcp的示意波形如图2所示。

计时电路只要计算两个下降脉冲之间的时钟个数Ctk就可判断有无触摸事件发生。一般来说，时钟个数Ctk等于电压Vref与Vo台阶电压的比值。