CN102004590B - 提高电容式触控板抗噪声能力的前端讯号检测器及方法 - Google Patents

Abstract

一种提高电容式触控板抗噪声能力的前端讯号检测器，所述电容式触控板具有复数条感应器，其特征在于所述前端讯号检测器包括：输入端，供连接所述复数条感应器；电荷泵，连接所述输入端；切换电路，连接所述输入端，以产生解调讯号；低通滤波器，连接所述切换电路，以滤波所述解调讯号；以及中断器，连接所述低通滤波器，受中断讯号控制而断开或连接所述解调讯号进入所述低通滤波器的路径。本发明的提高电容式触控板抗噪声能力的前端讯号检测器及方法具有完全消除噪声影响的优点。

Description

提高电容式触控板抗噪声能力的前端讯号检测器及方法

技术领域

本发明涉及一种电容式触控板，具体地说，是一种电容式触控板的前端讯号检测器。

背景技术

电容式触控板是通过检测感应器因应导体接触而产生的电容变化，以得知接触位置。但所述电容变化量小，外界噪声容易经由与感应器之间的耦合电容对触控板造成干扰。电容式触控板大多应用在行动装置等电子器材上，因此对于装置中的其它组件所产生的干扰的处理亦是其重要的一环。图1是电容式触控板的示意图，包括作为人机接口的面板10，其上有许多感应器20连接到模拟多任务器30，模拟多任务器30从众多感应器20中选择要连接到前端讯号检测器50，通道40的数量决定同一时间内可以感应并解出感应值ADC的感应器20的数量。前端讯号检测器50解出的感应值ADC用来进一步处理或运算，例如判断触点的坐标、移动距离和速度等等。从这个过程可知，电容式触控板最终输出的讯号是以前端讯号检测器50提供的感应值ADC为基础，因此感应值ADC的准确性很重要。当电容式触控板设置在电子器材上，电子器材中的组件常产生具有周期性的干扰噪声N，经与感应器20之间的耦合电容进入感应器20，因而影响前端讯号检测器50从感应器20取得的讯号以及从其产生的感应值ADC。

例如，参照图2，感应器201及202分别具有电容C1及C2，模拟多任务器30中的开关301和302受控切换而将感应器201或202连接到前端讯号检测器50的输入端mux1或mux2，受调变用的电荷泵501充放电而产生调变讯号mux1或mux2，经解调用的切换电路502切换开关S0~S3而产生解调讯号pp和np，再经低通滤波器503滤波后在输出端ppeak和npeak产生讯号ppeak和npeak。讯号ppeak和npeak将被前端讯号检测器50中的其它电路放大及转换为数字讯号，其含有受测感应器的感应值ADC。图3是干扰源耦合的示意图，具有固定周期的噪声N经耦合电容Ccouple施加在感应器201上，因而进入调变讯号mux1中成为噪声，造成对电容C1的检测发生误差。噪声N也会通过切换电路502进入低通滤波器503而累积在其中，尤其是在噪声N的正缘与负缘处影响最甚。

因此已知的感应器存在着上述种种不便和问题。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种提高电容式触控板抗噪声能力的前端讯号检测器。

本发明的另一目的，在于提出一种提高电容式触控板抗噪声能力的方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种提高电容式触控板抗噪声能力的前端讯号检测器，所述电容式触控板具有复数条感应器，其特征在于所述前端讯号检测器包括：

输入端，供连接所述复数条感应器；

电荷泵，连接所述输入端；

切换电路，连接所述输入端，以产生解调讯号；

低通滤波器，连接所述切换电路，以滤波所述解调讯号；以及

中断器，连接所述低通滤波器，受中断讯号控制而断开或连接所述解调讯号进入所述低通滤波器的路径。

本发明的提高电容式触控板抗噪声能力的前端讯号检测器还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的前端讯号检测器，其中所述中断器包括开关受所述中断讯号控制。

一种提高电容式触控板抗噪声能力的方法，所述电容式触控板具有复数条感应器，其特征在于所述方法包括以下步骤：

步骤1：对所述些感应器其中之一充放电而产生调变讯号；

步骤2：解调所述调变讯号而产生解调讯号；

步骤3：滤波所述解调讯号；以及

步骤4：因应中断讯号而中断滤波所述解调讯号。

本发明的提高电容式触控板抗噪声能力的方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的方法，其中更包括因应噪声的正缘或负缘而开始计时，在达到预定时间时触发所述中断讯号。

采用上述技术方案后，本发明的提高电容式触控板抗噪声能力的前端讯号检测器及方法具有以下完全消除噪声影响的优点。

附图说明

图1为电容式触控板的示意图；

图2为前端讯号检测器检测感应器的电容值的示意图；

图3为干扰源耦合的示意图；

图4为根据本发明实施例的示意图；

图5为以工作周期为50％的干扰源为例说明中断讯号的示意图；

图6为以工作周期小于50％的干扰源为例说明中断讯号的示意图；

图7为以工作周期大于50％的干扰源为例说明中断讯号的示意图；

图8为一种常见的二维电容式感应器示意图；

图9为另一种常见的二维电容式感应器示意图；以及

图10为一种常见的一维电容式感应器示意图。

图中，10、面板20、感应器201、感应器202、感应器30、模拟多任务器301、开关302、开关40、通道50、前端讯号检测器501、电荷泵502、切换电路503、低通滤波器504、中断器60、感应垫62、桥接线64、感应垫66、连接线。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。

现请参阅图4，图4是本发明一实施例的示意图。如图所示，图4是以图2的电路为基础，在所述低通滤波器503中加入中断器504。除中断器504外，此实施例的其它电路的操作都和图2的已知装置相同。中断器504因应中断讯号INT断开解调讯号pp及np进入低通滤波器503的路径。中断讯号INT藉由计算噪声N的周期而产生，在噪声影响最大的正缘和负缘处发出，阻止噪声N进入低通滤波器503，以减轻噪声N对输出讯号ppeak及npeak造成的影响。在不同的实施例中，也可以将中断器504连接在切换电路502和低通滤波器503之间，或者切换电路502中。

图5是以工作周期(duty)为50％的干扰源为例说明中断讯号INT的示意图。具有固定频率的电子组件讯号造成噪声N，所述电子组件讯号相对于触控板来说便是干扰源。检测噪声N的正缘或负缘，据以触发开始计时，当计算到时间T1时触发中断讯号INT，因而使中断器504断开其路径，低通滤波器505停止累积讯号pp及np。中断讯号INT的脉冲宽度为T2，结束后，中断器504又回复原来的路径。中断讯号INT持续的时间T2将会包含噪声N的下一个负缘或正缘，因此使低通滤波器505避开影响最甚的噪声N的正缘与负缘。噪声N的正缘至负缘或负缘至正缘的时间Tnoise＝T1+T3，又，T2＝T3+T4，因此，藉由检测噪声N并定出适当的计数时间T1和T4，便可以决定中断讯号INT的宽度T2。

图6为以工作周期(duty)小于50％的干扰源为例说明中断讯号INT的示意图。在噪声N的每一正缘处开始计时，当计算到时间T1时触发中断讯号INT，再经中断讯号INT的脉冲宽度T2后结束中断。中断讯号INT的脉冲宽度T2大于噪声N的工作时间，因此完全消除噪声N的影响。

图7为以工作周期(duty)大于50％的干扰源为例说明中断讯号INT的示意图。在噪声N的每一负缘处开始计时，当计算到时间T1时触发中断讯号INT，再经中断讯号INT的脉冲宽度T2后结束中断。

本发明的前端讯号检测器不受感应器形状及尺寸的限制，可应用于具各种形式感应器的触控板上。例如图8中X方向感应器具有多边形感应垫60藉桥接线62连接，Y方向感应器的感应垫64为菱形，藉连接线66连接；图9的X方向感应器和Y方向感应器的感应垫60和64皆为菱形，分别藉桥接线62连接及直接连接。在其它实施例中，感应垫可以是圆形或其它形状，亦可针对其面积做挖空调整其电容值。本发明亦可应用于具一维感应器的电容式触控板，例如图10所示为一种常见的一维感应器。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

Claims (3)

1.一种提高电容式触控板抗噪声能力的前端讯号检测器，所述电容式触控板具有复数条感应器，其特征在于所述前端讯号检测器包括：

输入端，供连接所述复数条感应器；

电荷泵，连接所述输入端；

切换电路，连接所述输入端，以产生解调讯号；

低通滤波器，连接所述切换电路，以滤波所述解调讯号；以及

中断器，连接所述低通滤波器，受中断讯号控制而断开或连接所述解调讯号进入所述低通滤波器的路径；

其中，所述中断讯号是藉由计算噪声的周期而产生，在检测到噪声的正缘或负缘时开始计时，当计算到第一預設时间时触发所述中断讯号，因而使所述中断器断开所述路径一第二預設时间，以避开噪声的正缘与负缘。

2.如权利要求1所述的前端讯号检测器，其特征在于，所述中断器包括开关受所述中断讯号控制。

3.一种提高电容式触控板抗噪声能力的方法，所述电容式触控板具有复数条感应器，其特征在于所述方法包括以下步骤：

步骤1：对所述复数条感应器其中之一充放电而产生调变讯号；

步骤2：解调所述调变讯号而产生解调讯号；

步骤3：滤波所述解调讯号；

步骤4：因应噪声的正缘或负缘而开始计时，在达到第一预定时间时触发中断讯号，所述中断讯号是藉由计算噪声的周期而产生；以及

步骤5：因应所述中断讯号而中断滤波所述解调讯号一第二預設时间，以避开噪声的正缘与负缘。