一种电容触摸传感电路的触摸检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种电容触摸传感电路的触摸检测方法及装置，通过比较信噪比和信噪比门限判定电容是否进入触摸监控状态，同时开启检测信号时间跨度是否超过触摸建立门限以及从进入触摸监控状态开始累计的信噪比未超过信噪比门限的检测信号数量是否超过触摸释放门限，以确定电容是从触摸监控状态直接进入触摸释放状态，或从触摸监控状态先进入触摸建立状态再进入触摸释放状态。本发明专利技术根据检测信号特征，将电容状态分为相互制约的触摸监控状态、触摸建立状态以及触摸释放状态，可以确定电容是否被触摸以及何时被触摸，相比于现有技术本发明专利技术无论在有EMI干扰还是无EMI干扰下都可以进行电容充电时长增量的准确检测。进行电容充电时长增量的准确检测。进行电容充电时长增量的准确检测。

【技术实现步骤摘要】
一种电容触摸传感电路的触摸检测方法及装置


[0001]本专利技术属于电子器件检测
，具体涉及一种电容触摸传感电路的触摸检测方法及装置。

技术介绍

[0002]电容触摸传感器是使用单个传感器电极来测量电极与触摸传感器电路的直流地之间的视在电容。
[0003]参考图1，图1为触摸传感器电路上电容分布示意图。图1的触摸传感器电路当没有触摸时，视在电容为基电容或寄生电容，由芯片内部电容C
component
、走线与电路参考地的电容C
trace
、触摸电极与电路参考地电容C
electrode
组合而成。“未触摸”电容初始化及无按键触摸期间自动测量，并用作检测电容变化的参考电容。当有触摸时，将通过“人体模型”引入一条平行于地的路径，从而增加传感器的视在电容。触摸电容C
touch
与基电容形成并联组合，这种增加称为触摸增量。
[0004]参考图2以及图3，图2为使用充电时长测量电路测量电容充电时长的示意图。图3为测量出的充电电容的充电时长以及放电时长的周期示意图。使用图2中的充电时长测量电路测量，可以对电容触摸传感器进行周期性充放电。在时钟CLK作用下对电容检测的电子Digital输出为信号AD_CAPDET_CLKOUT，如图3所示。电容N次充放电时长N*T，使用CLK_40M时钟作为计数单位。手指触摸touch pad时，视在电容增加，导致周期性充电时间加长，因此电容N次充放电时长N*T增加。
[0005]参考图4，图4为电容无电磁干扰EMI时，电容变化百分比的变化示意图。在图中4中如果无EMI，由于电容充电时长增量明显，因此可以使用常规的阈值检测方法。然而当加以EMI干扰时，如图5所示电容充电时长增量可能会淹没在电磁干扰里，无法使用常规的阈值检测方法。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种电容触摸传感电路的触摸检测方法及装置。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：第一方面，本专利技术提供的本一种电容触摸传感电路的触摸检测方法包括：采集在历史时间窗口内电容无触摸状态下的噪声信号以及在当前时间窗口内电容有触摸状态下的检测信号；其中，一个噪声信号对应一个检测信号；根据噪声信号的水平以及检测信号的水平，计算每个检测信号的信噪比；判断当前时间窗口内是否存在一个检测信号的信噪比满足信噪比门限，如果是则判定电容进入触摸监控状态；在电容进入触摸监控状态后，确定从第一个满足信噪比门限的检测信号开始至当前时刻满足信噪比门限的检测信号的信号时间跨度；
同时开启检测所述信号时间跨度是否超过触摸建立门限以及从进入触摸监控状态开始累计的信噪比未超过信噪比门限的检测信号数量是否超过触摸释放门限；如果首先检测到信号时间跨度超过触摸建立门限，则判定电容从触摸监控状态直接进入触摸建立状态，在触摸建立状态下如果累计的信噪比超过信噪比门限的检测信号数量超过触摸释放门限，则判定电容进入触摸释放状态；如果首先检测到累计的信噪比未超过信噪比门限的检测信号数量超过触摸释放门限，则判定电容从触摸监控状态直接进入触摸释放状态。
[0007]可选的，所述根据噪声信号的水平以及检测信号的水平，计算每个检测信号的信噪比包括：将每个检测信号的水平值，与该检测信号对应的噪声信号的水平值求比值，得到每个检测信号的信噪比；电容进入触摸释放状态之后，所述一种电容触摸传感电路的触摸检测方法还包括：更新历史时间窗口，以更新历史时间窗口内噪声信号的水平。
[0008]可选的，所述采集在历史时间窗口内电容无触摸状态下的噪声信号以及在当前时间窗口内电容有触摸状态下的检测信号包括：使用采样系统与待测的电容触摸传感电路相连接，在采样时钟作用下通过采样电路采集在历史时间窗口内电容无触摸状态下的噪声信号以及在当前时间窗口内电容有触摸状态下的检测信号；所述采样系统包括：AD
‑
DC变化电路、DC
‑
DC变化电路、耦合器、模拟测试系统以及AD采样电路，AD
‑
DC变化电路输出连接DC
‑
DC变化电路输入，DC
‑
DC变化电路输出连接一个电阻以及连接两个电容之后，待测的电容触摸传感电路相连，所述耦合器的两个输出端跨接在交流三相电与AC
‑
DC变化电路之间，耦合器的输入端连接模拟测试系统，所述模拟测试系统用于输出射频干扰信号至耦合器，AD采样电路连接在待测的电容触摸传感电路的IO输出端，所述电容触摸传感电路包括至少一个电容。
[0009]可选的，所述的一种电容触摸传感电路的触摸检测方法还包括：在电容从触摸监控状态直接进入触摸释放状态的信号时间跨度内，统计检测信号的峰峰值或峰谷值；将所述峰峰值或峰谷值转化为压力值；确定每个压力值所在的按压区间；其中，所述按压区间包括：误触所对应的按压区间、连续点击所对应的按压区间以及单点击所对应的按压区间；根据压力值所在最多的按压区间，确定用户按压状态。
[0010]可选的，所述的一种电容触摸传感电路的触摸检测方法还包括：在当前时间窗口内，统计电容从触摸监控状态先进入触摸建立状态再进入触摸释放状态的每个信号时间跨度，将每个信号时间跨度作为一个充放电周期；统计在每个充放电周期内检测信号的幅值；根据每个充放电周期内检测信号的幅值，计算电容在当前时间窗口后所达到的容值；将电容所达到的容值与未充电前的容值进行比较，确定用户在电容上的具体操
作。
[0011]可选的，所述的一种电容触摸传感电路的触摸检测方法还包括：将同一充放电周期的检测信号进行相位移位，以使检测信号与其他检测信号的相位差不大于90度；确定相位移位后的检测信号在采样时钟上升沿所对应的第一位置点以及对应的噪声信号在采样时钟上升沿所对应的第二位置点，或相位移位后的检测信号在采样时钟下降沿所对应的第三位置点以及对应的噪声信号在采样时钟下降沿所对应的第四位置点；如果第一位置点与第二位置点之间的时间长度为一个采样时钟的倍数且第三位置点与第四位置点之间的时间长度为一个采样时钟的倍数，则确定该充放电周期并未发生漂移；如果每个充放电周期都未发生漂移，则将每个充放电周期确定为电容实际的充放电周期。
[0012]可选的，所述的一种电容触摸传感电路的触摸检测方法还包括：如果第一位置点与第二位置点之间的时间长度不为一个采样时钟的倍数或第三位置点与第四位置点之间的时间长度不为一个采样时钟的倍数，则确定该充放电周期可能发生漂移；确定可能发生漂移的充放电周期中第一个检测信号的相位，与该检测信号对应的噪声信号的相位之差，并按照相位之差对可能发生充放电周期进行补偿；累计所有补偿后的充放电周期，求取均方差；将未发生漂移的充放电周期按照均方差进行调整，得到电容实际充放电周期。
[0013]其中，电容的充电时长增量为其中，R为充放电的电阻，C
touch
为容值增量， Us(n)在充放电周期内，第n个检测信号的幅值。
[0014]可选的，所述的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容触摸传感电路的触摸检测方法，其特征在于，包括：采集在历史时间窗口内电容无触摸状态下的噪声信号以及在当前时间窗口内电容有触摸状态下的检测信号；其中，一个噪声信号对应一个检测信号；根据噪声信号的水平以及检测信号的水平，计算每个检测信号的信噪比；判断当前时间窗口内是否存在一个检测信号的信噪比满足信噪比门限，如果是则判定电容进入触摸监控状态；在电容进入触摸监控状态后，确定从第一个满足信噪比门限的检测信号开始至当前时刻满足信噪比门限的检测信号的信号时间跨度；同时开启检测所述信号时间跨度是否超过触摸建立门限以及从进入触摸监控状态开始累计的信噪比未超过信噪比门限的检测信号数量是否超过触摸释放门限；如果首先检测到信号时间跨度超过触摸建立门限，则判定电容从触摸监控状态直接进入触摸建立状态，在触摸建立状态下如果累计的信噪比超过信噪比门限的检测信号数量超过触摸释放门限，则判定电容进入触摸释放状态；如果首先检测到累计的信噪比未超过信噪比门限的检测信号数量超过触摸释放门限，则判定电容从触摸监控状态直接进入触摸释放状态。2.根据权利要求1所述的一种电容触摸传感电路的触摸检测方法，其特征在于，所述根据噪声信号的水平以及检测信号的水平，计算每个检测信号的信噪比包括：将每个检测信号的水平值，与该检测信号对应的噪声信号的水平值求比值，得到每个检测信号的信噪比；电容进入触摸释放状态之后，所述一种电容触摸传感电路的触摸检测方法还包括：更新历史时间窗口，以更新历史时间窗口内噪声信号的水平。3.根据权利要求1所述的一种电容触摸传感电路的触摸检测方法，其特征在于，所述采集在历史时间窗口内电容无触摸状态下的噪声信号以及在当前时间窗口内电容有触摸状态下的检测信号包括：使用采样系统与待测的电容触摸传感电路相连接，在采样时钟作用下通过采样电路采集在历史时间窗口内电容无触摸状态下的噪声信号以及在当前时间窗口内电容有触摸状态下的检测信号；所述采样系统包括：AD
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DC变化电路、DC
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DC变化电路、耦合器、模拟测试系统以及AD采样电路，AD
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DC变化电路输出连接DC
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DC变化电路输入，DC
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DC变化电路输出连接一个电阻以及连接两个电容之后，待测的电容触摸传感电路相连，所述耦合器的两个输出端跨接在交流三相电与AC
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DC变化电路之间，耦合器的输入端连接模拟测试系统，所述模拟测试系统用于输出射频干扰信号至耦合器，AD采样电路连接在待测的电容触摸传感电路的IO输出端，所述电容触摸传感电路包括至少一个电容。4.根据权利要求1所述的一种电容触摸传感电路的触摸检测方法，其特征在于，所述的一种电容触摸传感电路的触摸检测方法还包括：在电容从触摸监控状态直接进入触摸释放状态的信号时间跨度内，统计检测信号的峰峰值或峰谷值；将所述峰峰值或峰谷值转化为压力值；
确定每个压力值所在的按压区间；其中，所述按压区间包括：误触所对应的按压区间、连续点击所对应的按压区间以及单点击所对应的按压区间；根据压力值所在最多的按压区间，确定用户按压状态。5.根据权利要求1所述的一种电容触摸传感电路的触摸检测方法，其特征在于，所述的一种电容触摸传感电路的触摸检测方法还包括：在当前时间窗口内，统计电容从触摸监控状态先进入触摸建立状态再进入触摸释放状态的每个信号时间跨度，将每个信号时间跨度作为一个充放电周期；统计在每个充放电周期内检测信号的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅张雄，张昊，
申请(专利权)人：北京联盛德微电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：