CN103914189B - 一种互电容检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种互电容检测电路，该检测电路包括限流发射模块、第一电容和接收模块；限流发射模块在时钟信号控制下使第一电容输出正负交替的电流；接收模块包括电流传输模块和ADC模块，ADC模块包括第二电容、比较器和计数器，电流传输模块将第一电容输出的电流整流后传输给第二电容的第一电极板，第二电容第一电极板的电压使比较器的输出电平翻转，计数器对翻转电平的宽度进行计数并输出相应宽度的数字电平脉冲信号。本发明的互电容检测电路采用限流发射模块，降低了电流信号的幅度和带宽；采用电流传输降低了对放大器的要求；本发明能够抑制共模噪声的影响，在低输入信噪比情况下输出高信噪比，提高了检测灵敏度。

Description

一种互电容检测电路

技术领域

本发明涉及电路设计技术领域，特别涉及一种在电容式触控装置上使用的互电容检测电路。

背景技术

在现有电容式触控检测装置中，基于互电容检测的装置可以实现真实多点触控，但相对自电容检测，互电容检测需要面对低输入信噪比、高系统成本等问题。

图1是现有的互电容检测电路，该检测电路通过检测手指触摸时触摸屏的二维电容的电量变化数据，从而计算出每个触摸点的坐标。其工作原理如下：当没有触摸时，外部激励VIN由一个电压V1跳变到另一电压V2，通过控制第一开关S1的导通和关断，利用第一电容C1的负反馈驱动第一运算放大器11的输入差动电压，将被检测电容Cx的电荷变化转移到第一电容C1上，可得到第一运算放大器11的输出电压是：VOUT1＝VCOM-Cx×(V2-V1)/C1；当有触摸时，被检测电容设定为Cx’，外部激励VIN由一个电压V1跳变到另一电压V2，可得到第一运算放大器11的输出电压是：VOUT2＝VCOM–Cx’×(V2-V1)/C1。通过将未触摸和触摸时第一运算放大器11的输出电压数值进行比较，得到两次输出电压的差值，设定一个参考值，若差值大于参考值，即认为有触摸。这种方法采用电压传输方式检测互电容大小，对电压放大器的精度要求非常高。

同时，在进行人手触摸时，由于人体与检测系统未良好共地，导致存在共模噪声泄放电通路，因此电容式检测因其本身属于电气开放式检测(所有参考不是基于同一个地参考)而共模抑制能力较差。当进行人手触控时，由于人手靠近检测传感器而引起的自电容变化一般是互电容变化的10-100倍，共模噪声通过这个自电容耦合泄放，在一些共模噪声较差的放大器中，输入信噪比很容易降到1/1-1/10。同时，工艺演进和触控笔的使用，更是加剧了输入信噪比的恶化和提高了对检测信噪比的要求，为解决这些问题，如果采用降低放大器共模噪声和检测芯片自身进行ASP(Analog Signal Process，模拟信号处理)或DSP(Digital Signal Process，数字信号处理)滤波等方法会带来高的系统成本。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种互电容检测电路。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种互电容检测电路，包括：限流发射模块、与所述限流发射模块相连的第一电容以及与所述第一电容相连的接收模块；所述限流发射模块在时钟信号控制下使所述第一电容输出正负交替的电流信号，所述第一电容将所述电流信号传输给所述接收模块；所述接收模块根据所述第一电容输出电流信号的幅值大小输出数字电平脉冲信号，所述数字电平脉冲信号的宽度与所述第一电容输出电流信号的幅值大小正相关。本发明的互电容检测电路采用限流发射模块，降低了电流信号的幅度和带宽；采用电流对第一电容的电容值进行传输，与电压传输方式相比，降低了对放大器的带宽要求，更容易实现。

在本发明的一种优选实施例中，所述接收模块包括电流传输模块和ADC模块，所述ADC模块包括第二电容、比较器和计数器，所述电流传输模块将所述第一电容输出的电流整流后传输给所述第二电容的第一电极板，所述第二电容第一电极板的电压使比较器的输出电平翻转，所述计数器对所述翻转电平的宽度进行计数并输出相应宽度的数字电平脉冲信号。

本发明的ADC(Analog to Digital Converter，模数变换器)模块采用delta-sigma调制器结构，将ASP与ADC整合成一个整体，能够抑制共模噪声的影响，在低的输入信噪比情况下输出高的信噪比，提高了检测灵敏度，同时也带来了面积和功耗的节省，降低了系统成本。

在本发明的一种优选实施例中，所述限流发射模块包括电压放大器，所述电压放大器的输入端通过串联的第一开关和第一上拉电流源与工作电源相连，所述电压放大器的输入端还通过串联的第二开关和第一下拉电流源与地相连，第一时钟信号控制所述第一开关的开启与闭合，第二时钟信号控制所述第二开关的开启与闭合，所述第一时钟信号有效电平与第二时钟信号的有效电平不相重叠，所述电压放大器的输出端通过第三电容与其输入端相连。

本发明采用限流发射模块，降低了电流信号的幅度和带宽，降低了对后级电流放大器的摆幅和带宽要求。通过连接上拉电流源和下拉电流源，以及在不相重叠的第一时钟信号和第二时钟信号控制下，电压放大器输出高低电平周期变化的电压，使第一电容输出正负交替的电流。

在本发明的另一种优选实施例中，所述电流传输模块包括同相电流放大器和反相电流放大器，所述同相电流放大器的输入端通过第三开关与所述第一电容的输出端相连，所述第三开关由所述第一时钟信号控制开启或闭合，所述反相电流放大器的输入端通过第四开关与所述第一电容的输出端相连，所述第四开关由所述第二时钟信号控制开启或闭合，所述同相电流放大器的输出端和反相电流放大器的输出端分别与所述第二电容的第一电极板相连。

本发明的电流传输模块采用同相电流放大器和反相电流放大器，在第一时钟信号和第二时钟信号控制下，对第一电容输出的正负交替的电流进行整流和滤波。

在本发明的一种优选实施例中，所述电流传输模块还包括第一电流放大器，所述第一电流放大器的输入端与所述第一电容的输出端相连，所述第一电流放大器的输出端分别与所述第三开关和第四开关相连。

本发明的电流传输模块采用第一电流放大器对第一电容输出的电流信号进行放大，提高了电流的幅值。

在本发明的另一种优选实施例中，所述第二电容的第一电极板与所述比较器的正端相连，所述第二电容的第二电极板接地，所述比较器的负端与参考电压相连，所述比较器的输出端与所述计数器的输入端相连，所述第二电容的第一电极板还通过串联的第五开关和第四下拉电流源接地，所述比较器的输出端输出的信号控制所述第五开关的导通与切断。

本发明采用delta-sigma调制器实现ADC模块，只采用第二电容实现积分器，一个比较器实现1bit量化器，通过一个计数器将1bit数据流转换成多bit数据流，供后级电路使用。本发明将ASP与ADC整合成一个整体，能够抑制共模噪声的影响，在低的输入信噪比情况下输出高的信噪比，提高了检测灵敏度，同时也带了面积和功耗的节省。

在本发明的一种优选实施例中，所述ADC模块还包括触发器，所述触发器的输入端与比较器的输出端相连，所述触发器的输出端与计数器的输入端相连，所述触发器的输出端输出的信号控制所述第五开关的导通与切断。

本发明在ADC模块中采用触发器，对比较器的输出信号进行同步滤噪。

在本发明的另一种优选实施例中，所述电流传输模块还包括一端与第一电容输出节点，电流放大器输入节点和第二电容输入节点三者之一相连的第二下拉电流源，所述第二下拉电流源的另一端接地。

本发明通过设置第二下拉电流源泄放一定数量的电荷，防止第二电容形成的积分电路饱和。

在本发明的再一种优选实施例中，所述电流传输模块还包括与第一电容输出节点，电流放大器输入节点和第二电容输入节点三者之一分别相连的第三上拉电流源和第三下拉电流源，所述第三上拉电流源和第三下拉电流源分别通过第一时钟信号和第二时钟信号之一控制导通和截止。

本发明通过设置第三上拉电流源和第三下拉电流源，并通过第一时钟信号和第二时钟信号之一控制导通和截止，从电路中灌入或抽出一定的电流，实现对失调电流的抵消作用，同时也可防止积分电路饱和。

在本发明的另一种优选实施例中，所述互电容检测电路还包括DAC模块，所述DAC模块分别与所述限流发射模块和接收模块相连，用于控制所述第一上拉电流源、第一下拉电流源、第二下拉电流源、第三上拉电流源、第三下拉电流源和第三电容的大小。

本发明设置DAC模块，通过对第一上拉电流源、第一下拉电流源和第三电容的大小进行调整，进而调整第一电容输出电流的大小；通过对第二下拉电流源的大小进行调整，进而调整第二下拉电流源对电荷的泄放能力；通过对第三上拉电流源和第三下拉电流源的大小进行调整，进而调整第三上拉电流源和第三下拉电流源对失调电流的抵消能力。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是现有技术中互电容检测电路图；

图2是本发明互电容检测电路的电路结构图；

图3是在本发明一种优选实施方式中节点的波形图。

附图标记：

200限流发射模块；201接收模块；101工作电源；102第一上拉电流源；103第一开关；104第二开关；105第一下拉电流源；107第三电容；108电压放大器；109第一电容；110第一电流放大器；111第三开关；112第四开关；113同相电流放大器；114反相电流放大器；115第二电容；116比较器；117触发器；118第五开关；119第四下拉电流源；120计数器；121电压放大器输入节点；122第一电容输入节点；123第一电容输出节点；124电流放大器输入节点；125第二电容输入节点；126计数器输入节点；131第三上拉电流源；132第三下拉电流源。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明提供了一种互电容检测电路，如图2所示，该互电容检测电路包括限流发射模块200、与该限流发射模块200相连的第一电容109以及与该第一电容109相连的接收模块201。该第一电容109为互电容。限流发射模块200在时钟信号控制下使第一电容109输出正负交替的电流信号，该第一电容109将电流信号传输给接收模块201。接收模块201根据第一电容109输出电流信号的幅值大小输出数字电平脉冲信号，该数字电平脉冲信号的宽度与第一电容109输出电流信号的幅值大小正相关,即数字电平脉冲信号的宽度随第一电容109的输出电流信号的幅值呈正比例关系变化，数字电平脉冲信号的宽度随第一电容109的输出电流信号的幅值增大而增大，数字电平脉冲信号的宽度随第一电容109的输出电流信号的幅值减小而变小。

在本实施方式中，限流发射模块200在时钟信号控制下使第一电容109输出正负交替的电流，如图2和图3所示，时钟信号包括第一时钟信号Φ1和第二时钟信号Φ2，该第一时钟信号Φ1的有效电平和第二时钟信号Φ2的有效电平不相重叠，这里所说的有效电平是指第一时钟信号Φ1和第二时钟信号Φ2中的高电平。该接收模块201包括电流传输模块和ADC模块，ADC模块包括第二电容115、比较器116和计数器120，电流传输模块将第一电容109输出的电流整流后传输给第二电容115，使第二电容115的电压发生变化，通过检测第二电容115的电压值即可测得第一电容109的电容大小，在本实施方式中，第二电容115的电压使比较器116的输出电平翻转，计数器120对翻转电平的宽度进行计数并输出相应宽度的数字电平脉冲信号。

在本实施方式中，如图2所示，该限流发射模块200包括电压放大器108，该电压放大器108的输入端通过串联的第一开关103和第一上拉电流源102与工作电源101相连，电压放大器108的输入端还通过串联的第二开关104和第一下拉电流源105与地相连，第一时钟信号Φ1控制第一开关103的开启与闭合，第二时钟信号Φ2控制第二开关104的开启与闭合，具体是，当第一时钟信号Φ1高电平时，第一开关103闭合，第一上拉电流源102接入电路；当第一时钟信号Φ1低电平时，第一开关103开启，第一上拉电流源102被断开；当第二时钟信号Φ2高电平时，第二开关104闭合，第一下拉电流源105接入电路；当第二时钟信号Φ2低电平时，第二开关104开启，第一下拉电流源105被断开。结合图3所示，第一时钟信号Φ1有效电平与第二时钟信号Φ2的有效电平不相重叠，第一上拉电流源102和第一下拉电流源105被交替的接入电路。电压放大器108的输出端通过第三电容107与其输入端相连。需要说明的是，由于电压放大器108工作在线性区，其两个输入端虚短，因此图中只示意性画出了一个输入端。

从图2中可见，由于该电压放大器108为带电压-电流负反馈的电压型放大器，根据电容的微分特性，流过电容C的电流I＝d(V)/d(t)*C，只要限定d(V)/d(t)的大小，即可限定在一个固定大小的电容C上流过的电流，因此，在本实施方式中，为使第一电容109输出正负交替大小稳定的电流，如图3中I(123)所示，需要使第一电容109的输入电压即电压放大器108的输出电压斜率稳定，也就要求输入第三电容107的电流稳定。在本实施方式中，通过第一上拉电流源102和第一下拉电流源105向第三电容107提供稳定的电流，通过电压-电流负反馈，调节输出电压斜率等于输入电压斜率，如图3所示，V(121)电压放大器输入节点121的电压波形，V(122)为第一电容输入节点122的电压波形，即电压放大器108输出的电压波形，从而实现对电压放大器108输出电压的限制。电压放大器108输入电压的斜率等于第一上拉电流源102的电流或第一下拉电流源105的电流除以第三电容107的大小。在本实施方式中，该互电容检测电路还可以包括DAC模块，该DAC模块分别与限流发射模块200和接收模块201相连，用于控制第一上拉电流源102、第一下拉电流源105和第三电容107的大小。通过该DAC模块对第一上拉电流源102、第一下拉电流源105和第三电容107的大小进行调整，进而调整电压放大器108输出电压的斜率，从而调整第一电容109输出电流的大小。本发明通过周期性地将第一上拉电流源102和第一下拉电流源105接入电路，实现对第一电容109输出电流方向的调整。

本发明采用限流发射模块200，降低了电流信号的幅度和带宽，降低了对后级电流放大器的摆幅和带宽要求。通过连接第一上拉电流源102和第一下拉电流源105，以及在不相重叠的第一时钟信号Φ1和第二时钟信号Φ2控制下，电压放大器108输出高低电平周期变化的电压，使第一电容109输出正负交替的电流。

如图2所示，在本实施方式中，电流传输模块包括同相电流放大器113和反相电流放大器114，该同相电流放大器113的输入端通过第三开关111与第一电容109的输出端相连，该第三开关111由第一开时钟信号Φ1控制开启与闭合，反相电流放大器114的输入端通过第四开关112与第一电容109的输出端相连，该第四开关112由第二开时钟信号Φ2控制开启与闭合，同相电流放大器113的输出端和反相电流放大器114的输出端分别与第二电容115的第一电极板相连。

在本实施方式中，该电流传输模块还包括第一电流放大器110，该第一电流放大器110的输入端与第一电容109的输出端相连，第一电流放大器110的输出端分别与第三开关111和第四开关112相连。本发明的电流传输模块采用第一电流放大器110对第一电容109输出的电流信号进行放大，提高了电流的幅值。

在本实施方式中，电流传输模块通过设置第一电流放大器110、同相电流放大器113和反相电流放大器114，来实现电流信号的传输，在本发明的一种优选的设施方式中，第一电流放大器110、同相电流放大器113和反相电流放大器114可以设计为可控增益电流放大器以实现对大输入电容范围的兼容。在本发明的另一种优选的设施方式中，还可以设置修调电路，实现对失调电流的抵消作用，具体是设置与第一电容输出节点123，电流放大器输入节点124和第二电容输入节点125三者之一分别相连的第三上拉电流源131和第三下拉电流源132，该第三上拉电流源131和第三下拉电流源132分别通过第一时钟信号Φ1和第二时钟信号Φ2之一,控制该第三上拉电流源131和第三下拉电流源132的导通和截止。通过引入第三上拉电流源131和第三下拉电流源132，可以向电路灌入或抽出一定的电流，以实现对失调电流的抵消作用。第三上拉电流源131和第三下拉电流源132为大小和方向可调整的电流源，其大小可由DAC模块控制，通过DAC模块对第三上拉电流源131和第三下拉电流源132的大小进行调整，进而调整第三上拉电流源131和第三下拉电流源132对失调电流的抵消能力，第三上拉电流源131和第三下拉电流源132的电流的方向可通过第一时钟信号Φ1和第二时钟信号Φ2进行控制，具体可以在第一时钟信号Φ1有效期或第二时钟信号Φ2有效期选择第三上拉电流源131和第三下拉电流源132中的一个接入电路。本发明的电流传输模块采用同相电流放大器113和反相电流放大器114，在第一时钟信号Φ1和第二时钟信号Φ2控制下，对第一电容109输出的正负交替的电流进行整流和滤波，电流传输模块处理后的电流如图3中I(125)所示。本发明通过设置第三上拉电流源131和第三下拉电流源132，并通过第一时钟信号Φ1和第二时钟信号Φ2之一控制导通和截止，从电路中灌入或抽出一定的电流，实现对失调电流的抵消作用，同时也可防止积分电路饱和。

如图2所示，在本实施方式中，ADC模块包括第二电容115、比较器116和计数器120，该第二电容115的第一电极板与比较器116的正端相连，第二电容115的第二电极板接地，比较器116的负端与参考电压相连，比较器116的输出端与计数器120的输入端相连，第二电容115的第一电极板还通过串联的第五开关118和第四下拉电流源119接地，比较器116的输出端输出的信号控制开关的导通与切断。

在本发明另外的优选实施方式中，该ADC模块还包括触发器117，该触发器117的输入端与比较器116的输出端相连，触发器117的输出端与计数器120的输入端相连，本发明的触发器117可以是任何具有过滤噪声功能的触发器，可以为但不限于D触发器或施密特触发器，在本实施方式中，优选采用D触发器，在该实施方式中，触发器117的输出端输出的信号控制第五开关118的导通与切断。

本发明采用delta-sigma调制器实现ADC模块，只采用第二电容115实现积分器，一个比较器116实现1bit量化器，通过一个计数器120将1bit数据流转换成多bit数据流，供后级电路使用。本发明将ASP与ADC整合成一个整体，能够抑制共模噪声的影响，在低的输入信噪比情况下输出高的信噪比，提高了检测灵敏度，同时也带了面积和功耗的节省。

在本发明的一种更加优选的实施方式中，为防止积分电路饱和，还可以设置补偿电路，具体是设置第二下拉电流源(图中没有示出)，该第二下拉电流源的一端与第一电容输出节点123，电流放大器输入节点124和第二电容输入节点125三者之一相连，该第二下拉电流源的另一端接地。通过该第二下拉电流源泄放一定数量的电荷，防止第二电容115形成的积分电路饱和。

在本实施方式中，该互电容检测电路的DAC模块还能够控制第二下拉电流源、第三上拉电流源131、第三下拉电流源132和的大小。通过该DAC模块对第二下拉电流源的大小进行调整，进而调整第二下拉电流源对电荷的泄放能力。通过该DAC模块对第三上拉电流源131和第三下拉电流源132的大小进行调整，进而调整第三上拉电流源131和第三下拉电流源132对失调电流的抵消能力。

在本发明另外的优选实施方式中，也可以将修调电路与补偿电路整合到一起，即通过第三上拉电流源131和第三下拉电流源132，既可以实现修调功能，又可以实现补偿功能。具体的设计可以采用修调电路的结构，在此不作赘述。

本发明的互电容检测电路采用限流发射模块200，降低了电流信号的幅度和带宽；采用电流对第一电容109的电容值进行传输，与电压传输方式相比，降低了对放大器的要求；本发明的ADC模块采用delta-sigma调制器结构，将ASP与ADC整合成一个整体，能够抑制共模噪声的影响，在低的输入信噪比情况下输出高的信噪比，提高了检测灵敏度，同时也带来了面积和功耗的节省。

本发明的互电容检测电路工作过程如下，首先，该互电容检测电路获得检测启动信号，电路在初始化完成后，在不交叠的第一时钟信号Φ1和第二时钟信号Φ2的控制下，第一开关103和第二开关104交替导通，使第一上拉电流源102、第一下拉电流源105交替接通到电压放大器108的输入端，该第一上拉电流源102的电流为I(102)，该第一下拉电流源105的电流为I(105)。由于第一开关103和第二开关104交替导通，因此电压放大器108输出高低变化的电平，电压放大器108通过第三电容107的电压-电流负反馈，使电压放大器108输出斜率为一固定值，在第一开关103导通时，电压放大器108输出斜率为I(102)/C(107)，在第二开关104导通时，电压放大器108输出斜率为I(105)/C(107)，通过第一电容109的微分特性，在第一电容109的输出端将出现一个正负交替的电流，如图3中I(123)所示。

在第一时钟信号Φ1有效期间，通过闭合第三开关111，电流放大器110输出端的电流经过同相电流放大器113输出到第二电容115的第一电极板，在第二时钟信号Φ2有效期间，通过闭合第四开关112，电流放大器110输出端的电流经过反相电流放大器114输出到第二电容115的第一电极板，完成一个正负发射周期，实现电流的整流和滤波。在本发明的一个更加优选的实施方式中，本发明可重复一个正负发射周期多次，进行平均滤波，提高滤波效果。

同时，在该互电容检测电路获得检测启动信号后，计数器120使能，一旦第二电容115的第一电极板即正极板上有电流流入，第二电容115的电压上升，使比较器116的输出电平翻转，经D触发器117同步滤噪后输出给第五开关118和计数器120，第五开关118在D触发器117输出的电平控制下导通，使第四下拉电流源119对第二电容115的上极板放电，使比较器116的输出电平回到翻转前的状态，而计数器120则对这个翻转电平脉宽计数，图3中V(126)为计数器输入节点126的波形图。

在其他参数不变的情况下，第一电容109的电容值越大，第一电容109输出的电流也越大，第二电容115的第一电极板上积聚的电荷也越多，第二电容115的第一电极板上的电荷通过第四下拉电流源119放电的时间也就越长，比较器116输出的翻转电平也越宽，该翻转电平脉宽与第一电容109的电容值大小存在固定的函数关系，且该函数关系为单调正相关的，通过处理计数器120的输出数值，就可获得第一电容109的电容值大小的变化信息。

本发明的互电容检测电路采用电流传输模式，避开了电压传输模式对运放的高要求，采用限流发射，限制了电流信号的幅度和带宽，有效降低了对电流放大器的幅度和带宽要求，采用delta-sigma调制器结构，将ASP与ADC整合成一个整体，无需更多的DSP设计即可实现高噪声抑制，同时也带了面积和功耗的节省。

根据本发明的互电容检测电路，本发明还提供了一种触摸屏互电容检测阵列，其包括至少一个限流发射模块200，该限流发射模块200为本发明中的限流发射模块200；与所有的限流发射模块200中的任一个限流发射模块200相连的至少一个接收模块201，该接收模块201为本发明中的接收模块201，在相连的限流发射模块200与接收模块201之间具有第一电容109。在本实施方式中，互电容检测阵列可以包括1个发射模块200和与该发射模块相连的N个接收模块201，N个接收模块201并行运行实现多通道同时检测；还可以采用N个发射模块200和N个接收模块201的结构，每个发射模块独立连接一个接收模块201，N个发射模块200分时工作，N个接收模块201并行或流水式分时工作，实现矩阵式检测，提高检测效率。

本发明的触摸屏互电容检测阵列能够抑制共模噪声的影响，在低的输入信噪比情况下具有高的输出信噪比，具有较高的检测灵敏度以及较低的成本，防止在触摸的时候发生“跳点”，能够提高触摸屏的触摸效果，同时，限流发射模块200采用分时工作，接收模块201并行或分时工作，能够提高检测效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种互电容检测电路，其特征在于，包括：

限流发射模块、与所述限流发射模块相连的第一电容以及与所述第一电容相连的接收模块；

所述限流发射模块在时钟信号控制下使所述第一电容输出正负交替的电流信号，所述第一电容将所述电流信号传输给所述接收模块；

所述接收模块根据所述第一电容输出电流信号的幅值大小输出数字电平脉冲信号，所述数字电平脉冲信号的宽度与所述第一电容输出电流信号的幅值大小正相关。

2.如权利要求1所述的互电容检测电路，其特征在于，所述限流发射模块包括电压放大器，所述电压放大器的输入端通过串联的第一开关和第一上拉电流源与工作电源相连，所述电压放大器的输入端还通过串联的第二开关和第一下拉电流源与地相连，第一时钟信号控制所述第一开关的开启与闭合，第二时钟信号控制所述第二开关的开启与闭合，所述第一时钟信号有效电平与第二时钟信号的有效电平不相重叠，所述电压放大器的输出端通过第三电容与其输入端相连。

3.如权利要求2所述的互电容检测电路，其特征在于，所述接收模块包括电流传输模块和ADC模块，所述ADC模块包括第二电容、比较器和计数器，所述电流传输模块将所述第一电容输出的电流整流后传输给所述第二电容的第一电极板，所述第二电容第一电极板的电压使比较器的输出电平翻转，所述计数器对所述翻转电平的宽度进行计数并输出相应宽度的数字电平脉冲信号。

4.如权利要求3所述的互电容检测电路，其特征在于，所述电流传输模块包括同相电流放大器和反相电流放大器，所述同相电流放大器的输入端通过第三开关与所述第一电容的输出端相连，所述第三开关由所述第一时钟信号控制开启或闭合，所述反相电流放大器的输入端通过第四开关与所述第一电容的输出端相连，所述第四开关由所述第二时钟信号控制开启或闭合，所述同相电流放大器的输出端和反相电流放大器的输出端分别与所述第二电容的一端相连。

5.如权利要求4所述的互电容检测电路，其特征在于，所述电流传输模块还包括第一电流放大器，所述第一电流放大器的输入端与所述第一电容的输出端相连，所述第一电流放大器的输出端分别与所述第三开关和第四开关相连。

6.如权利要求5所述的互电容检测电路，其特征在于，所述第二电容的第一电极板与所述比较器的正端相连，所述第二电容的第二电极板接地，所述比较器的负端与参考电压相连，所述比较器的输出端与所述计数器的输入端相连，所述第二电容的第一电极板还通过串联的第五开关和第四下拉电流源接地，所述比较器的输出端输出的信号控制所述第五开关的导通与切断。

7.如权利要求6所述的互电容检测电路，其特征在于，所述ADC模块还包括触发器，所述触发器的输入端与比较器的输出端相连，所述触发器的输出端与计数器的输入端相连，所述触发器的输出端输出的信号控制所述第五开关的导通与切断。

8.如权利要求7所述的互电容检测电路，其特征在于，所述电流传输模块还包括一端与第一电容输出节点，电流放大器输入节点和第二电容输入节点三者之一相连的第二下拉电流源，所述第二下拉电流源的另一端接地。

9.如权利要求8所述的互电容检测电路，其特征在于，所述电流传输模块还包括与第一电容输出节点，电流放大器输入节点和第二电容输入节点三者之一分别相连的第三上拉电流源和第三下拉电流源，所述第三上拉电流源和第三下拉电流源分别通过第一时钟信号和第二时钟信号之一控制导通和截止。

10.如权利要求9所述的互电容检测电路，其特征在于，所述互电容检测电路还包括DAC模块，所述DAC模块分别与所述限流发射模块和接收模块相连，用于控制所述第一上拉电流源、第一下拉电流源、第二下拉电流源、第三上拉电流源、第三下拉电流源和第三电容的大小。