CN109802669A - 一种减小触摸感应输出干扰电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及触摸感应技术领域，具体涉及一种减小触摸感应输出干扰电路，包括：开关电容电路，连接调制电容Cmod；第一比较器A，其正向输入端连接所述调制电容Cmod的输入端，调制电容Cmod的输出端接地，所述第一比较器A的反向输入端通入充电参考电压Vrefp；第二比较器B，所述第二比较器B的反向输入端连接所述电流源Idis的输入端，所述第二比较器B的正向输入端通入放电参考电压Vrefn；调制电容Cmod的输入端连接电流源Idis的输入端，所述电流源Idis的输出端接地，且电流源Idis的输出端上还连接第三开关模块；锁存器的第一输入端R连接第一比较器A的输出端，锁存器的第二输入端S连接第二比较器B的输出端，所述锁存器的输出端连接第三开关模块的控制端。
Description
技术领域
本发明涉及触摸感应技术领域，具体涉及一种减小触摸感应输出干扰电路。
背景技术
随着智能生活概念普及，触摸屏、触摸按键被广泛应用于各种智能生活家居设备，对触摸感应技术的需求越来越多。
触摸感应技术实现原理多种多样。基于触摸前后，设备电容变化的触摸感应技术，因为结构相对简单、实现面积小、静态功耗低，被广泛应用于对功耗和成本要求较高的智能设备中。然而智能设备的应用场景多种多样，电压波动，温度变化等环境因素复杂多变，这些非理想因素都会对触摸感应的输出引入干扰，造成智能设备前后响应的不一致的问题。
因此亟需一种能够减小触摸感应输出干扰电路。
发明内容
为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种减小触摸感应输出干扰电路，所述减小触摸感应输出干扰电路能够减弱比较器及通路上的延迟Tdelay的影响以及参考电压上的噪声特性的影响，从而降低了电源电压和温度波动的干扰。
根据本发明提供的技术方案，一种减小触摸感应输出干扰电路，所述减小触摸感应输出干扰电路包括：
开关电容电路，所述开关电容电路连接调制电容Cmod，用于按工作频率f给所述调制电容Cmod充电；
第一比较器A，所述第一比较器A的正向输入端连接所述调制电容Cmod的输入端，调制电容Cmod的输出端接地，所述第一比较器A的反向输入端通入充电参考电压Vrefp；
第二比较器B，所述第二比较器B的反向输入端连接所述电流源Idis的输入端，所述第二比较器B的正向输入端通入放电参考电压Vrefn
调制电容Cmod的输入端连接电流源Idis的输入端，所述电流源Idis的输出端接地，且电流源Idis的输出端上还连接第三开关模块；
锁存器的第一输入端R连接第一比较器A的输出端，锁存器的第二输入端S连接第二比较器B的输出端，所述锁存器的输出端连接第三开关模块的控制端。
进一步地，所述开关电容电路包括：电压源VDD，时钟产生模块、第一开关模块、第二开关模块和触摸感应电容Cx，
所述电压源VDD通过第一开关模块连接所述触摸感应电容Cx的第一端，所述的触摸感应电容Cx第二端接地，所述调制电容Cmod的输入端通过第二开关模块连接在触摸感应电容Cx的第一端；
所述时钟产生模块分别连接第一开关模块和第二开关模块的控制端，用于分别给所述第一开关模块提供时钟信号CLK1，给第二开关模块提供时钟信号CLK2。
进一步地，所述锁存器包括：第一或非门和第二或非门，所述第一或非门的第一输入端为所述锁存器的第一输入端R，第二或非门的第二输入端为所述锁存器的第二输入端S，第二或非门的输出端为所述锁存器的输出端；所述第一或非门的输出端连接第二或非门的第一输入端，所述第一或非门的第二输入端连接第二或非门的输出端。
进一步地，还包括输出电路，所述输出电路包括计数窗口产生模块以及与门；所述时钟产生模块连接计数窗口产生模块所述锁存器的输出端连接所述与门的第一输入端，计数窗口产生模块的输出端连接所述与门的第二输入端。
从以上所述可以看出，本发明提供的减小触摸感应输出干扰电路，与现有技术相比具备以下优点：
传统架构是通过充电通路上到放电而放电通路切换时，存在延迟，该延迟计入充电时间。为了降低延迟，需要较大的电流保证比较器的延迟较短，并且减小比较器延迟的温度电压特性。加大了设计难度。
该架构通过引入一个额外的参考电压，以及类似充电通路的放电通路。从而在充电时间和放电时间都会引入一个相同的延迟，温度电压的变化特性对输出逻辑“0”“1”的比例值影响降低。而减小了提高了触摸响应的抗干扰能力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
100.开关电容电路，200.锁存器，210.第一或非门，220.第二或非门，300.时钟产生模块，400.第一开关模块，500.第二开关模块，600.输出电路，610.计数窗口产生模块，620.与门，700.第三开关模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
本发明提供一种减小触摸感应输出干扰电路，如图1所示，所述减小触摸感应输出干扰电路具体包括：开关电容电路100、第一比较器A、第二比较器B、锁存器200和输出电路600；
开关电容电路100，所述开关电容电路100连接调制电容Cmod，用于按工作频率f给所述调制电容充电；
第一比较器A，所述第一比较器A的正向输入端连接所述调制电容Cmod的输入端，调制电容Cmod的输出端接地，所述第一比较器A的反向输入端通入充电参考电压Vrefp，用于采集所述调制电容Cmod的电压值，并将所采集到的电压值与充电参考电压Vrefp进行比较。
调制电容Cmod的输入端连接电流源Idis的输入端，所述电流源Idis的输出端接地，且电流源Idis的输出端上还连接第三开关模块700。
第二比较器B，所述第二比较器B的反向输入端连接所述电流源Idis的输入端，所述第二比较器B的正向输入端通入放电参考电压Vrefn，用于采集所述调制电容Cmod的电压值，并将所采集到的电压值与放电参考电压Vrefn进行比较。
锁存器200的第一输入端R连接第一比较器A的输出端，锁存器200的第二输入端S连接第二比较器B的输出端，所述锁存器200的输出端连接第三开关模块700的控制端，用于根据锁存器200输出的信号控制第三开关模块700的通断，从而控制调制电容Cmod的放电。
输出电路600的输入端连接锁存器200的输出端和开关电容电路100的时钟产生模块300的输出端，用于根据时钟产生模块300产生的时钟信号统计锁存器200的输出结果。
所述开关电容电路100包括：电压源VDD，时钟产生模块300、第一开关模块400、第二开关模块500和触摸感应电容Cx，
所述电压源VDD通过第一开关模块400连接所述触摸感应电容Cx的第一端，所述的触摸感应电容Cx第二端接地，所述调制电容Cmod的输入端通过第二开关模块500连接在触摸感应电容Cx的第一端；
所述时钟产生模块300分别连接第一开关模块400和第二开关模块500的控制端，用于分别给所述第一开关模块400提供时钟信号CLK1，给第二开关模块500提供时钟信号CLK2，用于控制所述第一开关模块400和第二开关模块500以工作频率f打开或关闭。
所述锁存器200包括：第一或非门210和第二或非门220，所述第一或非门210的第一输入端为所述锁存器200的第一输入端R，第二或非门220的第二输入端为所述锁存器200的第二输入端S，第二或非门220的输出端为所述锁存器200的输出端；所述第一或非门210的输出端连接第二或非门220的第一输入端，所述第一或非门210的第二输入端连接第二或非门220的输出端。
所述输出电路600包括计数窗口产生模块610以及与门620；所述锁存器200的输出端连接所述与门620的第一输入端，计数窗口产生模块610的输出端连接所述与门620的第二输入端，所述与门620的输出端输出“0”“1”比统计数字逻辑。
需要解释的是，若所述第一开关模块400和第二开关模块500的打开或关闭的工作频率为f，所述开关电容电路100的等效为阻抗为：Rcx＝1÷(f×Cx)。
所述电压源VDD通过开关电容电路100的等效为阻抗Rcx调制电容Cmod充电，第一比较器A的正向输入端采集的调制电容Cmod的电压逐渐增大，当第一比较器A的正向输入端采集的电压达到充电参考电压Vrefp时，第一比较器A的输出fa翻转为高电平，这个高电平经过锁存器200使得锁存器200的输出f1由低电平翻转为高电平，所述锁存器200的输出f1由低电平翻转为高电平会导致第三开关模块700闭合，所述电流源Idis接地，从而调制电容Cmod放电；当所述调制电容Cmod放电时第二比较器B的反向输入端采集的调制电容Cmod的电压逐渐降低，当第二比较器B的反向输入端采集的电压值低于放电参考电压Vrefn时，第二比较器B输出的fb由低电平翻转为高电平，从而触发f1由高电平翻转为低电平，当f1由高电平翻转为低电平时，第三开关模块700断开，电流源Idis与地断开，第一比较器A的正向输入端采集的调制电容Cmod的电压又逐渐增大，由此周而复始，可以使得锁存器200输出一串逻辑“0”“1”的数字信号。
若将所述调制电容Cmod的充电时间表示为T1，调制电容Cmod的放电时间表示为T2，第一比较器A的延迟时间表示为Ta，第二比较器B的延迟时间表示为Ta，那么锁存器200输出的“0”“1”数字信号比为(T1+Ta)/(T2+Tb)；由于第一比较器A和第二比较器B采用相同的电路，以及相同的传输路径，那么Ta≈Tb。若Ta≈Tb≈Tdelay，那么锁存器200输出的“0”“1”数字信号比为(T1+Tdelay)/(T2+Tdelay)，从而降低了对比较器延迟的要求，降低了比较器的设计难度。
另外调制电容Cmod的充电时间T1是由充电参考电压Vrefp与放电参考电压Vrefn之差，以及触摸感应电容Cx的电容值，开关电容电路100的打开或关闭的工作频率f共同决定；调制电容Cmod的放电时间T2是由充电参考电压Vrefp与放电参考电压Vrefn之差，电流源Idis的放电电流共同决定，充电参考电压Vrefp与放电参考电压Vrefn差值的的波动对于调制电容Cmod的充电时间T1和调制电容Cmod的放电时间T2的影响可以消除，这样减小了传统只有一个参考电压的噪声对于触摸响应的影响。
当手指触摸感应杆件时，所述触摸感应电容Cx的电容值变大，开关电容电路100的等效为阻抗Rcx变小，调制电容Cmod的充电时间T1变短，而决定调制电容Cmod的放电时间T2的充电参考电压Vrefp与放电参考电压Vrefn差值以及电流源Idis的放电电流没有变化，所以(T1+Tdelay)/(T2+Tdelay)的值变小，从而判断为有手指触摸。
相比传统架构，该架构减弱了比较器及通路上的延迟的影响以及参考电压上的噪声特性的影响，从而降低了电源电压和温度波动的干扰。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的主旨之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种减小触摸感应输出干扰电路，其特征在于，所述减小触摸感应输出干扰电路包括：
开关电容电路（100），所述开关电容电路（100）连接调制电容Cmod，用于按工作频率f给所述调制电容Cmod充电；
第一比较器A，所述第一比较器A的正向输入端连接所述调制电容Cmod的输入端，调制电容Cmod的输出端接地，所述第一比较器A的反向输入端通入充电参考电压Vrefp；
第二比较器B，所述第二比较器B的反向输入端连接所述电流源Idis的输入端，所述第二比较器B的正向输入端通入放电参考电压Vrefn；
调制电容Cmod的输入端连接电流源Idis的输入端，所述电流源Idis的输出端接地，且电流源Idis的输出端上还连接第三开关模块（700）；
锁存器（200）的第一输入端R连接第一比较器A的输出端，锁存器（200）的第二输入端S连接第二比较器B的输出端，所述锁存器（200）的输出端连接第三开关模块（700）的控制端。
2.如权利要求1所述的减小触摸感应输出干扰电路，其特征在于，所述开关电容电路（100）包括：电压源VDD，时钟产生模块（300）、第一开关模块（400）、第二开关模块（500）和触摸感应电容Cx，
所述电压源VDD通过第一开关模块（400）连接所述触摸感应电容Cx的第一端，所述的触摸感应电容Cx第二端接地，所述调制电容Cmod的输入端通过第二开关模块（500）连接在触摸感应电容Cx的第一端；
所述时钟产生模块（300）分别连接第一开关模块（400）和第二开关模块（500）的控制端。
3.如权利要求2所述的减小触摸感应输出干扰电路，其特征在于，还包括输出电路（600），所述输出电路（600）包括计数窗口产生模块（610）以及与门（620）；所述时钟产生模块（300）连接计数窗口产生模块（610），所述锁存器（200）的输出端连接所述与门（620）的第一输入端，计数窗口产生模块（610）的输出端连接所述与门（620）的第二输入端。
4.如权利要求1所述的减小触摸感应输出干扰电路，其特征在于，所述锁存器（200）包括：第一或非门（210）和第二或非门（220），所述第一或非门（210）的第一输入端为所述锁存器（200）的第一输入端R，第二或非门（220）的第二输入端为所述锁存器（200）的第二输入端S，第二或非门（220）的输出端为所述锁存器（200）的输出端；所述第一或非门（210）的输出端连接第二或非门（220）的第一输入端，所述第一或非门（210）的第二输入端连接第二或非门（220）的输出端。
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