一种应用于电容触控板的电容检测电路制造技术

一种应用于电容触控板的电容检测电路，包括检测两条平行感应电极的对地电容差和检测电极间的交叠电容两种方案。第一种方案先给两条平行电极分别充高电压和低电压，然后将两条电极连接在一起，经过电荷共享后，输出电极电压的数字量。第二种方案先给一条垂直电极预充到参考电压，一条水平电极连接高电压，参考电容的一端连垂直电极，另一端连接低电压。然后电压跳变，经过电荷共享，输出电极电压的数字量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电容检测电路，特别是应用于电容触控板的电容检测。
技术介绍
电容触控板被广泛的用于手机、笔记本电脑和移动多媒体终端上，用来检测是否有手指触碰以及手指的位置。如图I所示，电容触控板通常包括感应电极10、模拟多路选择电路20、电容检测电路30和位置计算系统40。其中感应电极是印有导电介质的平板或曲面，种类有印刷电路板、柔性电路板和氧化铟锡导电玻璃等。电容检测电路即电容数字量化电路的功能是将感应电极上的电容量转化为数字量数据，提供给位置计算系统。位置计算系统通常由微处理器和算法程序组成，其功能是根据感应电极的电容数据判断是否有触控点及计算触控点的位置。电容检测电路是电容触控板的重要部分，检测精度和抗干扰能力决定了电容触控板的性能。目前常用的检测电路是如图2所示的张弛振荡器结构，为了降低电源干扰，需要计数十几个脉冲才能检测出一条感应电极上的绝对电容值。该方法速度慢，而且容易受到电极等效电阻随环境如温度变化的影响。
技术实现思路
为了提升抗干扰能力和检测速度，减少外界环境的影响。提出了一种新的用于电容触控板的电容检测电路本专利技术的技术方案如下该专利技术包括检测两条平行感应电极的对地电容差和检测电极间的交叠电容两种方案。第一种方案检测两条平行感应电极的电容差的步骤是a)给一条感应电极充电到高电压，给另一条感应电极充电到低电压，高电压和低 电压与参考电压的电压差相等。b)然后，将两条感应电极和分别与高电压和低电压的电源断开后连接到一起并接到比较器的一端，如果两条感应电极的电容相等，经过电荷共享后，感应电极的电压等于参考电压；否则，如果充高电压的电容大于充低电压的电容，则经过电荷共享后的感应电极的电压大于参考电压；反之，如果充高电压的电容小于充低电压的电容，则经过电荷共享后的电压小于参考电压。c)最后，用模数转换(A/D)电路将电荷共享后的感应电极的电压值转换成数字量。该A/D电路包括比较器、基准电压选择开关、分压电阻串和逻辑控制单元等。A/D电路输出的数字量代表了两条感应电极电容差值与两条电极对地的电容值的相对量。第二种方案检测电极间交叠电容，该交叠电容是指位置交叉的两个电极面积交叠部分的电容和边沿电容值的和，其步骤是a)首先将一条垂直电极(或水平电极)预充到参考电压；一个水平电极(或垂直电极)预充到高电压；另外需要一个参考电容，将该参考电容的一端连接到已经预充电到参考电压的电极，另一端连接到低电压。如前所述，高电压和低电压到参考电压的电压差相坐寸Ob)将已经充电到参考电压的电极与参考电压源断开，并把该电极与比较器的一端相连；待开关切换完毕后将预充到高电压的电极与低电压相连；将连接低电压的参考电容端与高电压相连。如果参考电容与交叠电容相等，则连接到比较器一端的电极的电压等于参考电压；否则，如果交叠电容大于参考电容，则经过电荷共享后的电压小于参考电压；反之，如果电极间的交叠电容小于参考电容，则经过电荷共享后的电压大于参考电压。c)最后通过A/D电路将连接到比较器一端的电极的电压转换成数字量。该数字量表不交叠电容与参考电容差值的相对量。 附图说明图I电容触控板系统框2张弛振荡器检测电容原理3检测两条平行感应电极电容的原理4检测两条平行感应电极电容的时序5分压电阻串图6电压逼近方法图7A/D电路输出的相对电容数字量图8检测交叠电容的原理9感应电极的切面图及交叠电容图10检测交叠电容的时序图具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。如图3所示，第一种方案检测两条平行感应电极电容差的电路结构。该电路中包含一组感应电极选择和预充电控制开关260，扫描控制逻辑电路270控制开关的通断，选通要测量的电极进行充电。以测量Yl和Y2两条电极为例，其工作过程如图4所示。在预充电周期tl时间内，将连接Yl感应电极的一组开关中的P2开关的控制信号Yl. P2置高电平，开关导通，Yl电极预充到Vhig,即Vyi = Vhig ;将Y2. P3置高电平，开关导通，Y2电极预充到 VlOT，即 VY2 = Vl0wo Vhig 和 V1ot 与参考电压 VMf 的关系要满足Vhig-VMf = Vref-Vlow, Vhig >Vl0wo在电荷共享周期t2时间内，把Y1.P2和Y2.P3变成低电平，把预充开关关闭JEYLPl和Y2. Pl置高电平，打开两个开关，将Yl电极和Y2电极同时连接到比较器的一端inn，经过电荷共享后 Vinn 的值为Vinn =。如果 Cyi = Cy2,则Vinn = \ (Vhig +Vlow) = Vref。通过A/D电路，将Vinn电压值转换为数字量输出。图3中所示的A/D电路包括比较器200、一组电压选择开关210、分压电阻串220和模数转换逻辑电路230。如图5所示，分压电阻串220将Vhig到V1ot之间的电压以Nref对称，分为Vp()S,n到Vneg,n,共2n个基准电压；通常n取32，64，128或256。分压电阻串220两端各有一个可变电阻300，其电阻的值可以通过寄存器调整，以调整基准电压的线性度。以n = 64为例，说明A/D电路采用二分法和遍历法逐次逼近的工作过程，如图6所示。CSV用来控制开关的通断，选择相应的电压。在t3时间内，Vinn与Vptjs, 至VMg, n整个电压区间的中间值进行比较，置CSV = bOOOOOOO,打开VMf的开关，Vinp = Vref,则Vinn与VMf进行比较；比较器输出(CMP_0)为高电平，即Vinn< Vref，下一步要降低 Vinp。t4 时间内，置 CSV = bO 100000，将 inp 连接到Vneg,32(Vneg,|n)，Vinn与Vneg,32进行比较；输出为低电平，下一步提高Vinp。t5时间内，置CSV = bOOlOOOO，将inp连接到Vneg，权利要求1.一种检测两条平行感应电极的电容差值的电路，其特征有 (a)两条平行的感应电极，电极A和电极B; (b)一扫描控制逻辑电路控制一组开关，选择感应电极和预充电压；(c)一分压电阻串，将从高电压Vhig到低电压Vlw以Vref对称产生一组基准电压； (d)一模数转换逻辑电路控制一组开关选择一基准电压与感应电极的电压相比较，使被选择的基准电压逐步向感应电极的电压逼近。2.与权利要求I中检测两条平行感应电极电容差值电路相匹配的工作过程，其特征有 (a)在tl时间内给电极A充高电压Vhig，给电极B充低电&VlOT; (b)在t2时间内把两条感应电极连接在一起，电荷共享后电极A与电极B的电压相等； (c)最后通过模数转换逻辑电路控制开关选择基准电压逐步向电荷共享后电极的电压逼近，得到电压的数字输出量。3.权利要求1(c)中所述的一分压电阻串包括一通过寄存器可调电阻，以调整基准电压的线性度。4.权利要求I(c)中所述的，高电压Vhig、低电压V1ot及参考电压VMf满足以下关系(a)Vhig〉Vref〉Vlow (b)Vhig-Vref = Vref-Vlow5.—种检测感应电极间交叠电容的电路，其特征有 (a)两条位置交叉的感应电极，电极C和电极D； (b)一个参考电容Cs ； (C) 一扫描控制逻辑电路控制一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测两条平行感应电极的电容差值的电路，其特征有：(a)两条平行的感应电极，电极A和电极B；(b)一扫描控制逻辑电路控制一组开关，选择感应电极和预充电压；(c)一分压电阻串，将从高电压Vhig到低电压Vlow以Vref对称产生一组基准电压；(d)一模数转换逻辑电路控制一组开关选择一基准电压与感应电极的电压相比较，使被选择的基准电压逐步向感应电极的电压逼近。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁行波，
申请(专利权)人：丁行波，
类型：发明
国别省市：