一种电容式触摸按键读取电路制造技术

本发明专利技术提供了一种电容式触摸按键读取电路，该电路包括信号输入读取模块、波形发生模块、积分模块、采样模块、比较模块和信号输出模块，其中，所述波形发生模块用于产生波形信号，以输出至积分模块；所述积分模块用于将信号输入读取模块输出的第一信号与波形信号的差值进行积分，以输出第二信号至采样模块；所述采样模块用于将连续的第二信号采样为离散的第三信号，以输出第三信号至比较模块；所述比较模块用于将第三信号与参考基准电压做比较处理，以输出第四信号至信号输出模块，并且将第四信号反馈至输入信号读取模块；所述信号输出模块用于将第四信号进行滤波输出。本发明专利技术能够在芯片无需外接大电容的前提下，准确的判断触摸按键的触摸动作。

A capacitive touch key reading circuit

【技术实现步骤摘要】
一种电容式触摸按键读取电路
本专利技术涉及电子电路领域，具体涉及一种电容式触摸按键读取电路。
技术介绍
现有电容式触摸按键的读取电路一般分为两种，一种是基于振荡器型的结构，另一种是基于电荷分享型的充放电结构，其中，基于振荡器型的触摸按键读取电路通过振荡器产生频率F1，再通过计数器计算N个F1频率周期的时间T1，最后通过一个比频率F1快的多的时钟F2对T1时间进行量化，计算出时间T1内有M个频率为F2的时钟。当触摸事件发生时，振荡器原始振荡频率F1会变小，记为F1’，因此相同的N个F1’周期对应的时间T1’将大于原始时间T1，此时采用相同的快时钟F2进行量化时间T1’时得到的个数M’将大于原始的M，通过对比M’和M的差异可以进行触摸事件的判断。上述基于振荡器型结构的读取电路缺点在于抗干扰能力差，当振荡器在进行第二次N个周期计数时，如果此时触摸按键或电源上存在干扰，振荡器将会进行误翻转，此时记录下的N个周期将会有较大的偏差，再用频率F2进行量化时，就会出现误触摸的错误判断。错误的本质在于基于振荡器型的电路仅记录翻转的次数而没有记录真实翻转时对应的实际周期，在此过程中丢失了时间轴上的数据信息，在后续进行TDC(Time-to-DigitalConverter，时间数字转换器)转换时会出现错误。基于电荷分享型触摸按键读取电路通过内部基准电压对触摸按键电容进行充电，然后通过将触摸按键电容上的电荷与一个大电容进行电荷分享，缓慢的将大电容上的电压充电到判决电压VCMP，然后再通过一个快时钟F1对比较器翻转的周期进行量化，得到周期对应的时钟F1的周期个数为N。当触摸事件发生时，触摸按键上的电容变大，分享给大电容的电荷也变多，大电容上的电压能够较快的达到VCMP，然后再通过快时钟F1量化出周期个数N’，通过对比N和N’可以判断触摸事件是否发生。上述基于电荷分享型的触摸按键读取电路通过大小电容之间的电荷分享的原理进行判断，在此过程中相当于对触摸电容上的信号进行了积分运算，具有较强的抗干扰能力，但是在体积较小的芯片内部要实现大电容(如1nF等)是非常困难的，这就需要通过额外的引脚连接外部大电容，既浪费了引脚也增加了成本。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种电容式触摸按键读取电路，能够在芯片无需外接大电容的前提下，准确的判断触摸按键的触摸动作。上述电路由以下技术方案实现：一种电容式触摸按键读取电路，该电路包括信号输入读取模块、波形发生模块、积分模块、采样模块、比较模块和信号输出模块，其中，所述波形发生模块用于产生波形信号，以输出至积分模块；所述积分模块用于将信号输入读取模块输出的第一信号与波形信号的差值进行积分，以输出第二信号至采样模块；所述采样模块用于将连续的第二信号采样为离散的第三信号，以输出第三信号至比较模块；所述比较模块用于将第三信号与参考基准电压做比较处理，以输出第四信号至信号输出模块，并且将第四信号反馈至输入信号读取模块；所述信号输出模块用于将第四信号进行滤波输出。具体的，所述波形信号为正弦波信号。具体的，所述电路还包括第一补偿模块和第二补偿模块；第一补偿模块输出补偿信号至积分模块，与第一信号相叠加；第二补偿模块输出补偿信号至比较模块，与第三信号相叠加。具体的，所述信号输入读取模块包括输入引脚、第一输入电流调整模块和第二输入电流调整模块，所述第一输入电流调整模块的输出端与第二输入电流调整模块的输入端连接，所述输入引脚连接第一输入电流调整模块的输出端并与积分模块的第一信号输入端连接。具体的，所述第四信号分别反馈至第一输入电流调整模块、第二输入电流调整模块、第一补偿模块和第二补偿模块。具体的，所述第一输入电流调整模块包括第一电流源、第一开关，所述第二输入电流调整模块包括第二电流源和第二开关，第一开关一端与第一电流源的输出端连接，第一开关另一端分别与输入引脚和第二开关一端连接，第二开关另一端与第二电流源的输入端连接。具体的，所述第一输入电流调整模块至少包括一个，所述第二输入电流调整模块的数量对应于第一输入电流调整模块的数量。具体的，所述读取电路还包括时钟模块，所述时钟模块与采样模块连接，控制采样模块的采样周期。本专利技术提供的电容式触摸按键读取电路通过波形发生模块生成的正弦波信号与信号输入读取模块的输出信号做差，通过积分模块对差值进行积分处理，当系统稳定工作时，信号输入读取模块的输出信号会跟随正弦波信号变化。在触摸按键存在干扰时，带有干扰信号的差值经过积分模块，干扰信号随时间被平均，因此本专利技术可有效提高信号抗干扰能力；然后通过采样模块和比较模块进行离散量化，通过分析量化数据对触摸按键的的触摸动作进行判决。此外，由于是直接读取触摸按键上的变化电荷，不需要额外的电容，因此相对于现有技术中的基于电荷分享型读取电路方案，可节省外部大电容，直接将读取电路集成到芯片中，在节省引脚的同时节省成本。附图说明附图1为本专利技术提供的电容式触摸按键读取电路的模块构造示意图。附图2为本专利技术提供的电容式触摸按键读取电路进一步的具体模块构造示意图。附图3为本专利技术提供的电容式触摸按键读取电路进一步的具体模块构造示意图。附图4为本专利技术实施例一提供的电容式触摸按键读取电路的电路图。附图5为本专利技术实施例一提供的电容式触摸按键读取电路的具体电路图。附图6为本专利技术实施例二提供的电容式触摸按键读取电路的具体电路图。附图7为本专利技术实施例一和实施例二中读取电路的输出信号幅度A随触摸电容CT变化的曲线图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种电容式触摸按键读取电路，如图1所示，该电路包括信号输入读取模块、波形发生模块、积分模块、采样模块、比较模块和信号输出模块，其中，所述波形发生模块用于产生波形信号，以输出至积分模块；所述积分模块用于将信号输入读取模块输出的第一信号和波形信号的差值进行积分，以输出第二信号至采样模块；所述采样模块用于将连续的第二信号采样为离散的第三信号，以输出第三信号至比较模块；所述比较模块用于将第三信号与参考基准电压做比较处理，以输出第四信号至信号输出模块，并且将第四信号反馈至输入信号模块；所述信号输出模块用于将第四信号进行滤波输出。上述波形发生模块具体为正弦波发生电路，所生成的波形信号具有固定的频率和幅度，其与第一信号在积分模块中进行差动积分，消除异常干扰的第一信号，提高读取电路的信号抗干扰能力。上述信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容式触摸按键读取电路，该电路包括信号输入读取模块、波形发生模块、积分模块、采样模块、比较模块和信号输出模块，其中，/n所述波形发生模块用于产生波形信号，以输出至积分模块；/n所述积分模块用于将信号输入读取模块输出的第一信号与波形信号的差值进行积分，以输出第二信号至采样模块；/n所述采样模块用于将连续的第二信号采样为离散的第三信号，以输出第三信号至比较模块；/n所述比较模块用于将第三信号与参考基准电压做比较处理，以输出第四信号至信号输出模块，并且将第四信号反馈至输入信号读取模块；/n所述信号输出模块用于将第四信号进行滤波输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种电容式触摸按键读取电路，该电路包括信号输入读取模块、波形发生模块、积分模块、采样模块、比较模块和信号输出模块，其中，
所述波形发生模块用于产生波形信号，以输出至积分模块；
所述积分模块用于将信号输入读取模块输出的第一信号与波形信号的差值进行积分，以输出第二信号至采样模块；
所述采样模块用于将连续的第二信号采样为离散的第三信号，以输出第三信号至比较模块；
所述比较模块用于将第三信号与参考基准电压做比较处理，以输出第四信号至信号输出模块，并且将第四信号反馈至输入信号读取模块；
所述信号输出模块用于将第四信号进行滤波输出。


2.如权利要求1所述的读取电路，所述波形信号为正弦波信号。


3.如权利要求1所述的读取电路，所述电路还包括第一补偿模块和第二补偿模块；第一补偿模块输出补偿信号至积分模块，与第一信号相叠加；第二补偿模块输出补偿信号至比较模块，与第三信号相叠加。


4.如权利要求1-3任一项所述的读取电路，所述信号输入读取模...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文韬，芦文，李健勋，
申请(专利权)人：深圳市中科蓝讯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44