CN102185604A - 用于电容触摸的差分检测电路 - Google Patents

用于电容触摸的差分检测电路 Download PDF

Info

Publication number
CN102185604A
CN102185604A CN2011100485812A CN201110048581A CN102185604A CN 102185604 A CN102185604 A CN 102185604A CN 2011100485812 A CN2011100485812 A CN 2011100485812A CN 201110048581 A CN201110048581 A CN 201110048581A CN 102185604 A CN102185604 A CN 102185604A
Authority
CN
China
Prior art keywords
semiconductor
oxide
metal
circuit
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011100485812A
Other languages
English (en)
Inventor
韩兴成
韩雨亭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SUZHOU POWERLINK MICROELECTRONICS CO Ltd
Original Assignee
SUZHOU POWERLINK MICROELECTRONICS CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SUZHOU POWERLINK MICROELECTRONICS CO Ltd filed Critical SUZHOU POWERLINK MICROELECTRONICS CO Ltd
Priority to CN2011100485812A priority Critical patent/CN102185604A/zh
Publication of CN102185604A publication Critical patent/CN102185604A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

本发明公开了一种用于电容触摸的差分检测电路，其包括第一供电模块、第二供电模块、第一MOS管、第二MOS管、第一二极管、第二二极管、参考电容、按键引脚电容、第一比较器、第二比较器、RS触发器和第一与门电路和第二与门电路。该电路在工作时，当参考电容充电、输出端输出高电平，按键引脚电容充电时，输出端输出低电平，这样输出端会连续不断的输出方波，在发生触摸后，按键引脚电容的值会发生变化，这样占空比也将发生变化，根据占空比变化的差值与设定的检测阈值比较进行判断的即可确定是否有按键操作，该电路可以消除温度等环境的变化带来的影响，克服了环境变化和寄生电容的影响，使按键检测准确、快速、稳定。

Description

用于电容触摸的差分检测电路
技术领域
本发明涉及电容触摸检测领域，尤其是一种用于电容触摸的差分检测电路。
背景技术
与传统的机械式按键相比，电容式触摸感应按键美观、耐用、寿命长，已经被广泛的应用于手机、小家电、数码产品等方面。虽然电容式触摸按键可以大致用PCB上的一小块“覆铜焊盘”，与四周“地信号”构成一个感应电容进行描述，但是应用场合不同，需要构建的电容式触摸感应按键的结构不尽不同，检测的方法也有差别。现在检测电容值的方法有很多种，如电流与电压相位差检测、由电容构成的振荡器频率检测、电容桥电荷转换检测、弛张振荡器对充电时间检测等。
在实际应用中发现，现有单端检测方法，不能有效区分噪声与信号，很难实现对真正按键电容变化差异的检测，常因环境导致的电容变化而引起误检和误判；有些检测方法虽然采用了差分结构，但电路复杂，输出信号的后处理要求高，检测速度较慢。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于电容触摸的差分检测电路，以达到方便而正确地检测电容变化的目的。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于电容触摸的差分检测电路，其包括第一供电模块、第二供电模块、第一MOS管、第二MOS管、第一二极管、第二二极管、参考电容、按键引脚电容、第一比较器、第二比较器、RS触发器和第一与门电路和第二与门电路；所述第一供电模块与所述第一MOS管的漏极连接，所述第一MOS管的源电极通过所述参考电容接地，所述第一MOS管的栅极分别与所述第一二极管的阴极、输出端连接，所述第一二极管的阳极分别与所述第一MOS管的源电极、第一比较器的反向输入端连接；所述第二供电模块与所述第二MOS管的漏极连接，所述第二MOS管的源电极通过所述按键引脚电容接地，所述第二MOS管的栅极分别与所述第二二极管的阴极、第一与门电路的输出端连接，所述第二二极管的阳极分别与所述第二MOS管的源电极、第二比较器的反向输入端连接；所述第一比较器、第二比较器的正向输入端与参考电压连接，所述第一比较器的输出端与所述RS触发器的R端连接，所述第二比较器的输出端与所述RS触发器的S端连接，所述RS触发器的Q端与第一与门电路的一个输入端连接，所述RS触发器的QN端与第二与门电路的一个输入端连接，所述第一与门电路、第二与门电路的另一个输入端与控制信号输入端连接，所述第二与门电路的输出端与输出端连接。
优选的，所述供电模块为恒流源或电流镜。
优选的，所述第一供电模块与所述第一二极管之间还并联有一第三MOS管，所述第三MOS管的漏极与电源连接，所述第三MOS管的源电极与所述参考电容连接，所述第三MOS管的栅极与一窄脉冲触发电路连接。
上述技术方案具有如下有益效果：该用于电容触摸的差分检测电路在工作时，当参考电容开始充电、按键引脚电容放电时，输出端输出高电平，当参考电容放电、按键引脚电容充电时，输出端输出低电平，这样输出端会连续不断的输出方波，在发生触摸后，按键引脚电容的值会发生变化，这样占空比也将发生变化，根据占空比变化的差值与设定的检测阈值比较进行判断的即可确定是否有按键操作，该电路采用参考电容和按键引脚电容的比值转化为输出信号的占空比的方式，可以消除温度等环境的变化带来的影响，克服了环境变化和寄生电容的影响，使按键检测准确、快速、稳定。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
图1为用于电容触摸的差分检测电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细介绍。
如图1所示，该用于电容触摸的差分检测电路，包括第一恒流源I1、第二恒流源I2、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第一二极管D1、第二二极管D2、参考电容CRef、按键引脚电容CX、第一比较器3、第二比较器4、RS触发器5和第一与门电路6和第二与门电路7。第一恒流源I1、第二恒流源I2也可采用电流镜替换作为供电模块。
第一恒流源I1与第一MOS管M1的漏极连接，第一MOS管M1的源电极通过参考电容CRef接地，第一MOS管M1的栅极分别与第一二极管D1的阴极、输出端O连接，第一二极管D1的阳极分别与第一MOS管M1的源电极、第一比较器3的反向输入端连接。第二供电模块I2与第二MOS管M2的漏极连接，第二MOS管M2的源电极通过按键引脚电容CX接地，第二MOS管M2的栅极分别与第二二极管D2的阴极、第一与门电路6的输出端连接，第二二极管D2的阳极分别与第二MOS管M2的源电极、第二比较器4的反向输入端连接。第一比较器3、第二比较器4的正向输入端与参考电压VRef连接，第一比较器3的输出端与R5触发器5的R端连接，第二比较器4的输出端与RS触发器5的5端连接，RS触发器5的Q端与第一与门电路6的一个输入端连接，RS触发器5的QN端与第二与门电路7的一个输入端连接，第一与门电路6、第二与门电路7的另一个输入端与控制信号输入端Enable连接，所述第二与门电路7的输出端与输出端O连接。第一恒流源I1与第一二极管D1之间还并联有一第三MOS管M3，第三MOS管M3的漏极与电源Vdd连接，第三MOS管M3的源电极与参考电容CRef连接，所述第三MOS管M3的栅极与一窄脉冲触发电路连接，窄脉冲触发电路和第三MOS管M3构成一激发电路，可启动该检测电路发生震荡。
该用于电容触摸的差分检测电路在工作时，控制信号输入端Enable加以高电平脉冲，与此同时，窄脉冲触发电路发出窄脉冲信号使第三MOS管M3导通，启动电路使电源Vdd给参考电容CRef充电，当参考电容CRef上的电源高于参考电压VRef时，第一比较器3输出低电平，使RS触发器复位，RS触发器的Q端输出低电平，QN输出高电平，此时参考电容CRef通过第一二极管D1放电、同时第二MOS管M2导通，第二恒流源I2经导通的第二MOS管M2给按键引脚电容CX充电。
当参考电容CRef放电使其电压低于参考电压VRef时，第一比较器3输出高电平，而按键引脚电容CX充电至其电压高于参考电压VRef时，第二比较器4输出低电平，将RS触发器置位，RS触发器的Q端输出高电平，QN输出低电平，此时参考电容CRef充电，而按键引脚电容CX放电。如此循环往复，电路发生震荡，当参考电容CRef充电时，输出端O输出高电平，当按键引脚电容CX充电时，输出端O输出低电平，这样随着电路发生震荡，输出端O即可输出方波，且方波的占空比与参考电容CRef、按键引脚电容CX的值成正比。
当触摸屏发生触摸按键时，按键引脚电容CX的值会发生相应的变化，此时输出方波的占空比也会发生相应的变化，将后一次的占空比与前一次的占空比之差与触摸阈值占空比比较，可方便地判断是否有触摸发生。阈值是为确定是否发生触摸而设定的值，阈值的设定根触摸屏的相关结构有关，阈值的确定为本领域公知技术，故在此不在详细描述。
当控制信号输入端Enable位于低电平时，该检测电路不工作，这样在无需检测是否有按键操作时，可将控制信号输入端Enable设置为低电平，这样就可有效防止出现按键误操作。窄脉冲触发电路和第三MOS管M3构成的激励电路，可使参考电容CRef初次充电，这样就可使整个电路震荡起来，进而使输出端O输出连续的方波。
由于在发生触摸后，按键引脚电容CX的值会发生变化，这样输出端O输出的方波占空比也将发生变化，根据占空比变化的差值与设定的检测阈值比较进行判断的即可确定是否有按键操作，该电路采用参考电容和按键引脚电容的比值转化为输出信号的占空比的方式，可以消除温度等环境的变化带来的影响，克服了环境变化和寄生电容的影响，使按键检测准确、快速、稳定。该检测电路还可以用在电容触摸之外的场合，如电容式传感器之中。
以上对本发明实施例所提供的一种用于电容触摸的差分检测电路进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均可能会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡依本发明设计思想所做的任何改变都在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于电容触摸的差分检测电路，其特征在于：其包括第一供电模块(I1)、第二供电模块(I2)、第一MOS管(M1)、第二MOS管(M2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、参考电容(CRef)、按键引脚电容(CX)、第一比较器(3)、第二比较器(4)、RS触发器(5)和第一与门电路(6)和第二与门电路(7)；
所述第一供电模块(I1)与所述第一MOS管(M1)的漏极连接，所述第一MOS管(M1)的源电极通过所述参考电容(CRef)接地，所述第一MOS管(M1)的栅极分别与所述第一二极管(D1)的阴极、输出端(O)连接，所述第一二极管(D1)的阳极分别与所述第一MOS管(M1)的源电极、第一比较器(3)的反向输入端连接；
所述第二供电模块(I2)与所述第二MOS管(M2)的漏极连接，所述第二MOS管(M2)的源电极通过所述按键引脚电容(CX)接地，所述第二MOS管(M2)的栅极分别与所述第二二极管(D2)的阴极、第一与门电路(6)的输出端连接，所述第二二极管(D2)的阳极分别与所述第二MOS管(M2)的源电极、第二比较器(4)的反向输入端连接；
所述第一比较器(3)、第二比较器(4)的正向输入端与参考电压(VRef)连接，所述第一比较器(3)的输出端与所述RS触发器(5)的R端连接，所述第二比较器(4)的输出端与所述RS触发器(5)的S端连接，所述RS触发器(5)的Q端与第一与门电路(6)的一个输入端连接，所述RS触发器(5)的QN端与第二与门电路(7)的一个输入端连接，所述第一与门电路(6)、第二与门电路(7)的另一个输入端与控制信号输入端(Enable)连接，所述第二与门电路(7)的输出端与输出端(O)连接。
2.根据权利要求1所述的用于电容触摸的差分检测电路，其特征在于：所述供电模块为恒流源或电流镜。
3.根据权利要求1所述的用于电容触摸的差分检测电路，其特征在于：所述第一供电模块(I1)与所述第一二极管(D1)之间还并联有一第三MOS管(M3)，所述第三MOS管(M3)的漏极与电源(Vdd)连接，所述第三MOS管(M3)的源电极与所述参考电容(CRef)连接，所述第三MOS管(M3)的栅极与一窄脉冲触发电路连接。
CN2011100485812A 2011-03-01 2011-03-01 用于电容触摸的差分检测电路 Pending CN102185604A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100485812A CN102185604A (zh) 2011-03-01 2011-03-01 用于电容触摸的差分检测电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100485812A CN102185604A (zh) 2011-03-01 2011-03-01 用于电容触摸的差分检测电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102185604A true CN102185604A (zh) 2011-09-14

Family

ID=44571683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011100485812A Pending CN102185604A (zh) 2011-03-01 2011-03-01 用于电容触摸的差分检测电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102185604A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102437846A (zh) * 2011-10-20 2012-05-02 泉芯电子技术(深圳)有限公司 一种触摸式开关控制电路
CN103475352A (zh) * 2013-09-06 2013-12-25 深圳市芯海科技有限公司 电容触摸按键的检测电路
CN103856186A (zh) * 2012-12-05 2014-06-11 艾尔瓦特集成电路科技（天津）有限公司 占空比调节电路和调节方法
WO2014101554A1 (zh) * 2012-12-31 2014-07-03 深圳市汇顶科技股份有限公司 一种电容式触摸屏的触摸检测方法及系统
WO2015055022A1 (zh) * 2013-10-14 2015-04-23 京东方科技集团股份有限公司 触摸感应电路及其方法、触摸屏及显示装置
CN107562286A (zh) * 2017-10-31 2018-01-09 深圳市康冠商用科技有限公司 一种触控一体机的触摸切换装置
CN108007327A (zh) * 2016-10-31 2018-05-08 深圳指瑞威科技有限公司 电容式距离传感器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5291534A (en) * 1991-06-22 1994-03-01 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Capacitive sensing device
CN1677115A (zh) * 2004-03-30 2005-10-05 爱信精机株式会社 电容变化检测装置
JP2006339013A (ja) * 2005-06-01 2006-12-14 Fujikura Ltd 静電容量式近接センサ
CN101078774A (zh) * 2006-05-26 2007-11-28 株式会社藤仓 接近传感器和接近感测方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5291534A (en) * 1991-06-22 1994-03-01 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Capacitive sensing device
CN1677115A (zh) * 2004-03-30 2005-10-05 爱信精机株式会社 电容变化检测装置
JP2006339013A (ja) * 2005-06-01 2006-12-14 Fujikura Ltd 静電容量式近接センサ
CN101078774A (zh) * 2006-05-26 2007-11-28 株式会社藤仓 接近传感器和接近感测方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102437846A (zh) * 2011-10-20 2012-05-02 泉芯电子技术(深圳)有限公司 一种触摸式开关控制电路
CN103856186A (zh) * 2012-12-05 2014-06-11 艾尔瓦特集成电路科技（天津）有限公司 占空比调节电路和调节方法
CN103856186B (zh) * 2012-12-05 2016-12-21 戴泺格集成电路（天津）有限公司 占空比调节电路和调节方法
WO2014101554A1 (zh) * 2012-12-31 2014-07-03 深圳市汇顶科技股份有限公司 一种电容式触摸屏的触摸检测方法及系统
CN103475352A (zh) * 2013-09-06 2013-12-25 深圳市芯海科技有限公司 电容触摸按键的检测电路
CN103475352B (zh) * 2013-09-06 2017-07-25 深圳市芯海科技有限公司 电容触摸按键的检测电路
WO2015055022A1 (zh) * 2013-10-14 2015-04-23 京东方科技集团股份有限公司 触摸感应电路及其方法、触摸屏及显示装置
US9542049B2 (en) 2013-10-14 2017-01-10 Boe Technology Group Co., Ltd. Touch sensing circuit and method, touch screen and display device
CN108007327A (zh) * 2016-10-31 2018-05-08 深圳指瑞威科技有限公司 电容式距离传感器
CN107562286A (zh) * 2017-10-31 2018-01-09 深圳市康冠商用科技有限公司 一种触控一体机的触摸切换装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102185604A (zh) 用于电容触摸的差分检测电路
CN203117298U (zh) 一种电容检测电路
CN104104375B (zh) 增强电容式触摸按键抗手机干扰的方法及电路
CN102273075B (zh) 电容式传感器系统
CN102522975B (zh) 按键触摸检测方法
CN102193032A (zh) 一种具有高精度高稳定性的自电容变化测量电路
CN202453426U (zh) 一种基于偏置电容的恒流充放电方法测电容装置
TWI479402B (zh) 觸控感應電路及方法
CN100566164C (zh) 一种高精度电容触摸传感控制电路架构
CN104092458B (zh) 基于互电容的触摸按键信号检测方法及其检测电路
CN103995618A (zh) 调整终端触摸屏抗干扰滤波模块固件参数值的方法及装置
CN103475352A (zh) 电容触摸按键的检测电路
CN103148953A (zh) 一种基于热敏电阻的温度检测电路
CN101847070B (zh) 以电信号变化时间为检测对象的电容变化检测模块
CN103823598A (zh) 触控感应电路及方法
CN103051754A (zh) 移动终端及充电方法
CN102394622B (zh) 一种电容式触摸按键及判键方法
CN102185603A (zh) 用于电容触摸的虚拟匹配检测电路及其数字量化方法
CN201382977Y (zh) 一种电容检测装置
CN105306038A (zh) 一种电容感应触控按键及其判键方法
CN208818364U (zh) 温度测量电路
CN101888234B (zh) 一种人体触摸检测电路
CN203069291U (zh) 一种基于热敏电阻的温度检测电路
CN102955626B (zh) 用于电容式传感设备的传感方法及电路
CN108955930A (zh) 温度测量电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110914