[发明专利]一种用于电容触摸按键检测的振荡器电路及检测方法

说明书

本发明公开了一种用于电容触摸按键检测的振荡器电路及检测方法，所述振荡器电路包括：与触摸按键连接的外部电容、给所述外部电容充电的第一电流镜电路、给所述外部电容放电的第二电流镜电路、控制所述第一电流镜电路和所述第二电流镜电路工作状态的第一开关电路、以及根据所述外部电容的电压调节所述第一开关电路控制状态的比较器电路，所述比较器电路的输出信号作为所述外部电容是否触碰的检测信号，当所述检测信号的频率发生变化时，所述外部电容发生触碰。与现有技术相比，本发明克服了传统的时钟产生振荡器电路的缺点，大大提高了抗干扰能力，同时对电源电压不敏感，电路结构简单，易于实现，节省了芯片版图面积。

技术领域

本发明涉及振荡器电路技术领域，特别是一种用于电容触摸按键检测的振荡器电路及检测方法。

背景技术

电容式触摸按键是一种较新的技术，兼具灵敏度、稳定性、可靠性。和传统的机械按键对比，电容式触摸按键的寿命更长，灵敏度更高。而且电容式触摸按键不需要人体直接接触金属，可以杜绝安全隐患，不受按键材质影响，所以在按键方案上，能为产品带来整体的外观档次提升。

电容式触摸按键的原理：两个导体之间总会存在着感应电容，一个按键即一个焊盘与地即可构成一个感应电容，在周围环境不变的情况下，该感应电容值是一个固定值。但是当有人体手指靠近触摸按键时，人体手指与大地构成的感应电容并联焊盘与大地构成的感应电容，会使总感应电容值增加。电容式触摸按键就是在检测到按键的感应电容值发生改变后，产生对应的信号。电容式触摸按键检测的电量是微小的变化，所以对检测电路的抗干扰和精度要求比较高。

现有的检测方法主要包括两种：（1）把外部的电容触摸按键与一个电阻和施密特触发器组成RC振荡电路，通过检测振荡频率的变化来判断是否有人触碰电容按键；（2）建立一个恒流源对外部电容进行反复充放电，通过检测单位时间内充放电次数或者每次充电时抵达固定参考电压值的时间来判断外部电容值是否发生变化。但是这两种方法都存在不好的地方，如方法（1）的缺点是发生误触的几率比较大，而且目前还没有较好的办法避免，方法（1）的主体结构虽然简单，但是如果要获得稳定的振荡频率，还需要添加额外的滤波电路，和一些带隙基准，稳压电路等，实际上电路规模也不小。方法（2）的缺点则是会受到外部电磁环境的干扰，尤其是低频率的干扰下，会使电容发生充放电失衡，还有对检测电路内部的电源电压比较敏感等等。

因此，如何设计一种用于电容触摸按键检测的振荡器电路及检测方法，能克服传统的时钟产生振荡器电路的缺点，提高抗干扰能力，是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种用于电容触摸按键检测的振荡器电路及检测方法。

本发明的技术方案为，提出了一种用于电容触摸按键检测的振荡器电路，包括：与触摸按键连接的外部电容、给所述外部电容充电的第一电流镜电路、给所述外部电容放电的第二电流镜电路、控制所述第一电流镜电路和所述第二电流镜电路工作状态的第一开关电路、以及根据所述外部电容的电压调节所述第一开关电路控制状态的比较器电路，所述比较器电路的输出信号作为所述外部电容是否触碰的检测信号，当所述检测信号的频率发生变化时，所述外部电容发生触碰。

进一步，还包括与所述第一电流镜电路和第二电流镜电路连接的分压电路、以及连接所述分压电路与所述比较器电路的第二开关电路，所述分压电路可输出两不同的电压信号作为所述比较器电路的基准电压，所述第二开关电路用于切换输出给所述比较器电路的电压信号。

进一步，所述第一电流镜电路与所述第二电流镜电路的放大倍数相同，使所述第一电流镜电路对所述外部电容的充电时间等于所述第二电流镜电路对所述外部电容的放电时间，所述检测信号为占空比等于50%的时钟信号。