CN114327114A - 一种电子设备及其控制方法、触控系统、芯片系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电子设备及其控制方法、触控系统、芯片系统，涉及触控技术领域，用于将适用于悬浮触控的检测量程增大。该电子设备中的触控检测驱动电路向触控电极输入触控激励信号，并接收触控电极的检测信号。隔离电源电路接收触控激励信号和初级电源电压，根据触控激励信号在非触控检测阶段，将第一参考地与第二参考地短接，对初级电源电压进行存储，并将初级电源电压传输至触控检测驱动电路，在触控检测阶段，将第一参考地和第二参考地断开，并向触控检测驱动电路放电。交流放大电路接收并放大触控激励信号，以生成电压调节信号，将电压调节信号传输至第二参考地。其中，电压调节信号的峰峰值大于第一参考地的电压值。

Description

一种电子设备及其控制方法、触控系统、芯片系统

技术领域

本申请涉及触控技术领域，尤其涉及一种电子设备及其控制方法、触控系统、芯片系统。

背景技术

当触控屏采用悬浮触控技术时，用户的手指无需与触控屏相接触，仅需要在触控屏上方进行悬停、点击或滑动操作，就能够对电子设备进行触控操作。目前可以采用电容式触控检测技术实现悬浮触控。在此情况下，通过检测触控屏中的触控电极与用户手指接近时形成的电容的变化，就可以达到触控检测的目的。

在悬浮触控的过程中，用户手指与触控电极之间的距离越大，用户手指与触控电极之间形成的电容越小。通常用户手指与触控电极之间的距离，需要小于或等于适用于悬浮触控的检测量程，例如5mm。此时，上述电容的变化量才能够被有效检测到。当用户手指与触控电极之间的距离超过5mm时，由于该电容太小，会导致触控检测获得数据精度太低，从而使得触控检测无法实现。

发明内容

本申请提供一种电子设备及其控制方法、触控系统、芯片系统，用于将适用于悬浮触控的检测量程增大。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

本申请的一方面，提供一种电子设备。该电子设备包括触控电极、触控检测驱动电路、第一参考地、第二参考地、隔离电源电路以及交流放大电路。上述触控检测驱动电路与触控电极和第二参考地电连接。触控检测驱动电路用于在采样周期向触控电极输入触控激励信号，接收触控电极的检测信号。其中，在该采样周期内，触控激励信号包括触控检测阶段和非触控检测阶段。隔离电源电路与触控检测驱动电路、第一参考地以及第二参考地电连接。隔离电源电路用于接收触控激励信号和初级电源电压，根据触控激励信号在非触控检测阶段，将第一参考地与第二参考地短接，对初级电源电压进行存储，将初级电源电压传输至触控检测驱动电路，在触控检测阶段，将第一参考地和第二参考地断开，向触控检测驱动电路放电。交流放大电路与第二参考地和第一参考地电连接，交流放大电路用于接收、放大触控激励信号，以生成电压调节信号，将电压调节信号传输至第二参考地。其中，电压调节信号的峰峰值大于第一参考地的电压值。综上所述，在非触控检测阶段，隔离电源电路可以将第一参考地与第二参考地短接，使得用于提供初级电源电压的电源与触控驱动检测电路电连接，以驱动触控驱动检测电路输出触控激励信号。在触控检测阶段，隔离电源电路可以将第一参考地与第二参考地断开，使得用于提供初级电源电压的电源与触控驱动检测电路隔离，且将自身存储的电量向触控驱动检测电路进行放电，以驱动触控驱动检测电路输出触控激励信号。这样一来，在开机后，隔离电源电路可以使得触控驱动检测电路持续处于工作状态。此外，在第一参考地与第二参考地断开后，为了使得第二参考地上电压峰峰值大于第一参考地的电压值，上述交流放大电路可以第二参考地电连接。该交流放大电路在工作过程中，可以用于接收、放大触控激励信号，以生成电压调节信号，将电压调节信号传输至第二参考地。其中，电压调节信号的峰峰值可以大于第一参考地的电压值。在此情况下，在触控阶段，当手指进行悬浮触控时，等效到第一参考地的手指与触控电极之间形成上述等效电容。该等效电容两电极板之间的电压差较大。从而使得用于检测等效电容充放电时间的电信号得到放大，达到增大等效电容的信号检测的分辨率的目的。且，寄生电容两电极板(触控电极与第二参考地)之间的电压差较小。因此，寄生电容产生的噪声，与对等效电容的充放电过程进行检测而获得的检测信号之间的占比较小，从而可以达到提高触控检测信噪比的目的，有利于实现悬浮触控。

可选的，隔离电源电路包括信号转换电路、第一储能电路、第一开关电路以及第二开关电路。信号转换电路用于接收所述触控激励信号，滤除触控激励信号中位于触控阶段的高频信号，以生成采样信号。该第一储能电路与触控检测驱动电路电连接，用于在非触控阶段对初级电源电压进行存储，在触控检测阶段，向触控检测驱动电路放电。第一开关电路的控制端与信号转换电路电连接，第一开关电路的第一端与第一参考地电连接，第一开关电路的第二端与第二参考地电连接。第一开关电路用于在采样信号的控制下，在非触控检测阶段处于导通状态，将第一参考地和第二参考地短接，在触控检测阶段处于截止状态，将第一参考地和第二参考地断开。第二开关电路的控制端与信号转换电路电连接，第二开关电路的第一端用于接收初级电源电压，第二开关电路的第二端与第一储能电路电连接。该第二开关电路用于在采样信号的控制下，在非触控检测阶段处于导通状态，将接收到的初级电源电压传输至第一储能电路和触控检测驱动电路，在触控检测阶段处于截止状态，以使得第一储能电路放电。上述信号转换电路生成的采样信号的波形与触控激励信号中低频部分的波形可以相同，也可以相反。这样一来，在非触控检测阶段，在采样信号的控制下，第一开关电路和第二开关电路均导通。第一参考地和第二参考地通过第一开关电路短接，初级电源电压通过第二开关电路传输至第一储能电路和触控检测驱动电路。该触控检测驱动电路处于工作状态，从而可以输出触控激励信号。第一储能电路对初级电源电压进行存储。在触控检测阶段，在采样信号的控制下，第一开关电路和第二开关电路均截止。第一参考地和第二参考地断开，第一储能电路向触控检测驱动电路放电，该触控检测驱动电路通过第二参考地实现接地，处于工作状态，持续输出上述触控激励信号。

可选的，信号转换电路包括二极管、第二储能电路以及第三开关电路。其中，二极管的输入端用于接收触控激励信号。第二储能电路与二极管的输出端和第一参考地电连接，可以接收上述触控激励信号。第三开关电路的控制端与二极管的输出端、第二储能电路电连接，第三开关电路的第一端与第一参考地电连接，第三开关电路的第二端与第一电压端、第一开关电路以及第二开关电路电连接。该第三开关电路用于在非触控检测阶段处于截止状态，将第一开关电路的控制端、第二开关电路的控制端与第一参考地断开，第一电压端的电压传输至第一开关电路的控制端和第二开关电路的控制端。该第三开关电路还用于在触控检测阶段处于导通状态，将第一开关电路的控制端和第二开关电路的控制端与第一参考地短接。这样一来，在触控检测阶段，触控激励信号高电平时，该高电平通过二极管传输至第三开关电路的控制端，可以控制第三开关电路导通，从而将第一电压端与第一参考地短接，采样信号此时可以为低电平。此外，当触控激励信号由高电平下降为低电平的过程中，第二储能电路可以维持第三开关电路保持导通状态。由于在触控检测阶段，触控激励信号的频率很快，因此，第二储能电路放电结束之前，触控激励信号很快又由低电平转换成高电平，从而使得第三开关电路继续保持导通状态。这样一来，在整个触控检测阶段，采样信号均保持低电平。在非触控检测阶段，当触控激励信号为低电平时，该低电平通过二极管传输至第三开关电路的控制端，控制第三开关电路截止。在此情况下，第一电压端输出的高电平作为采样信号输出。这样一来，得到的采样信号的波形与触控激励信号中低频部分的波形相反。

可选的，信号转换电路还包括反相器。该反相器电连接于第三开关电路的第二端与第一开关电路的控制端之间。该反相器还电连接于以及第三开关电路的第二端与第二开关电路的控制端之间。在反相器的反向作用下，可以使得采样信号的波形与触控激励信号中低频部分的波形相同。

可选的，信号转换电路包括二极管、第二储能电路以及逻辑控制电路。二极管的输入端用于接收触控激励信号。第二储能电路与二极管的输出端和第一参考地电连接。逻辑控制电路的输入端与二极管的输出端、第二储能电路电连接，逻辑控制电路的输出端与第一开关电路的控制端和第二开关电路的控制端电连接，逻辑控制电路的逻辑控制端与第二电压端电连接。在非触控检测阶段，逻辑控制电路接收到的电压小于第二电压端的电压，逻辑控制电路用于向第一开关电路和第二开关电路输入低电平，在触控检测阶段，逻辑控制电路接收到的电压大于或等于第二电压端的电压，逻辑控制电路用于向第一开关电路和第二开关电路输入高电平。这样一来，得到的采样信号的波形与触控激励信号中低频部分的波形相同。

可选的，第一储能电路包括电池，或者，包括电容和电感中的至少一个。

可选的，电子设备还包括第一隔离元件。第一隔离元件耦接于触控检测驱动电路和交流放大电路之间，以及触控检测驱动电路和隔离电源电路之间。该第一隔离元件耦用于将触控激励信号耦合至交流放大电路和隔离电源电路。触控检测电路与第二参考地电连接，隔离电源电路、交流放大电路与第一参考地电连接，这样一来，通过上述第一隔离元件，可以在与不同参考地电连接的电路之间，实现信号传输。

可选的，第一隔离元件包括发光器件和光电转换器。发光器件与触控检测驱动电路电连接，用于将来自触控检测驱动电路的触控激励信号转换成光信号。光电转换器与交流放大电路和隔离电源电路电连接，用于将光信号转换成电信号，传输至交流放大电路和隔离电源电路。在此情况下，上述第一隔离元件采用光耦方式进行信号的耦合传输。

可选的，第一隔离元件包括信号输入接口、信号输出接口以及隔离电容。信号输入接口与触控检测驱动电路电连接，用于接收来自触控检测驱动电路的触控激励信号。信号输出接口与交流放大电路和隔离电源电路电连接。隔离电容第一端与信号输入接口电连接，隔离电容的第二端与信号输出接口电连接。隔离电容用于将来自信号输入接口的触控激励信号传输至信号输出接口。在此情况下，上述第一隔离元件采用电容耦合的方式进行信号的耦合传输。

可选的，第一隔离元件包括发声器件和声电转换器。发声器件与触控检测驱动电路电连接，用于将来自触控检测驱动电路的触控激励信号转换成声音信号。声电转换器与交流放大电路和隔离电源电路电连接，用于将声音信号转换成电信号，传输至交流放大电路和隔离电源电路。在此情况下，上述第一隔离元件采用声音耦合方式进行信号的耦合传输。

可选的，交流放大电路包括运算放大器、第一电容、第一电阻、第二电容以及第二电阻。运算放大器的输出端与第二参考地电连接，控制端与控制电压端电连接。第一电容的第一端与触控检测驱动电路电连接，第一电容的第二端与运算放大器的正极输入端电连接。第一电阻的第一端与运算放大器的负极输入端电连接。第二电容的第一端与第一电阻的第二端电连接，第二电容的第二端与第一参考地电连接。第二电阻的第一端与运算放大器的负极输入端电连接，第二电阻的第二端与运算放大器的输出端电连接。这样一来，第一电阻(阻值为R1)、第二电阻(阻值为R2)以及第二电容可以构成交流放大单元，该交流放大单元能够将通过第一电容传输至运算放大器正极输入端的触控激励信号的电压峰峰值放大至R2/R1倍，从而能够使得运算放大器的输出端电压的峰峰值可以接近运算放大器的运放满量程(即控制电压端的电压值)。这样一来，能够将第二参考地的电压抬升。

可选的，交流放大电路还包括第三电阻和第四电阻。第三电阻的第一端与控制电压端电连接，第三电阻的第二端与运算放大器的正极输入端电连接。第四电阻的第一端与运算放大器的正极输入端电连接，第四电阻的第二端与第一参考地电连接。其中，第三电阻和第四电阻的阻值相同。在第三电阻和第四电阻的分压作用下，可以在中心偏置点处，产生中心偏置电压。这样一来，由第一电阻、第二电阻以及第二电容构成交流放大单元，可以稳定的将触控激励信号的电压峰峰值放大。

可选的，电子设备还包括处理器和第二隔离元件。处理器与第一参考地电连接第二隔离元件耦接于处理器和触控检测驱动电路之间，第二隔离元件用于将处理器输出的控制信号耦合至触控检测驱动电路，将触控检测驱动电路获得的触控检测结果耦合至处理器。处理器与第一参考地电连接，触控检测驱动电路与第二参考地电连接。这样一来，通过上述第二隔离元件，可以在与不同参考地电连接的电路之间，实现信号传输。

可选的，电子设备还包括电池、第一PMU以及第二PMU。第一PMU与电池和第二开关电路的第一端电连接。该第一PMU用于将电池的电池电压转换成初级电源电压，传输至第二开关电路的第一端。第二PMU电连接于第一储能电路和触控检测驱动电路之间，第二PMU用于将初级电源电压转换成触控检测驱动电路的工作电压。其中，电池和第一PMU可以构成用于提供上述初级电源电压的电源。

可选的，电子设备还包括第一电路板和第二电路板。第二参考地设置于第一电路板中，触控检测驱动电路设置于第一电路板上。第一参考地设置于第二电路板中，隔离电源电路以及交流放大电路设置于第二电路板上。这样一来，通过设置第一电路板和第二电路板，可以使得触控检测驱动电路与隔离电源电路以及交流放大电路连接不同电路板中的参考地。

可选的，电子设备还包括第一电路板和第二电路板。第二参考地设置于第一电路板中，触控检测驱动电路和隔离电源电路设置于第一电路板上。第一参考地设置于第二电路板中，交流放大电路设置于第二电路板上。这样一来，通过设置第一电路板和第二电路板，可以使得触控检测驱动电路和隔离电源电路与交流放大电路连接不同电路板中的参考地。

可选的，触控电极为自电容电极。电子设备还包括盖板，盖板与第一电路板层叠设置。第一电路板包括靠近盖板的第一铜箔。第一铜箔包括多个上述自电容电极。自电容电极与盖板相连接。触控检测驱动电路设置于第一电路板远离盖板的一侧表面上。这样一来，通过将第一电路板中最靠近盖板的一层第一铜箔复用为自电容电极，可以无需增加一层用于制作自电容电极的导电层，从而达到简化产品结构的目的。此时该电子设备可以为不具备显示功能的触控板，该触控板采用自电容触控方式。

可选的，触控电极为自电容电极。电子设备还包括盖板和第一显示屏，自电容电极位于盖板和第一显示屏的出光面之间。自电容电极的材料包括透明导电材料。此时该电子设备可以具有显示功能，该电子设备采用自电容触控方式。

可选的，触控检测驱动电路包括驱动检测端，每个触控电极与驱动检测端电连接。驱动检测端用于向触控电极发送触控激励信号，接收触控电极的检测信号。这样一来，通过上述多个块状且间隔设置的触控电极，可以实现自电容式的触控。

可选的，触控电极的数量为多个。多个触控电极包括多个发送电极，以及多个接收电极。多个发送电极和多个接收电极交叉且绝缘设置。电子设备还包括盖板。该盖板与第一电路板层叠设置。第一电路板包括层叠且绝缘设置的第一铜箔和第二铜箔。第一铜箔包括多个发送电极。第二铜箔包括多个接收电极。发送电极或接收电极与盖板相连接。触控检测驱动电路设置于第一电路板远离盖板的一侧表面上。这样一来，通过将第一电路板中第一铜箔复用为发送电极，第二铜箔复用为接收电极，可以无需增加额外的导电层用于制作触控电极的导电层，从而达到简化产品结构的目的。此时该电子设备可以为不具备显示功能的触控板，该触控板采用互电容触控方式。

可选的，触控电极的数量为多个。多个触控电极包括多个发送电极，以及多个接收电极。多个发送电极和多个接收电极交叉且绝缘设置。电子设备还包括盖板和第一显示屏，发送电极和接收电极位于盖板和第一显示屏的出光面之间。此时该电子设备可以具有显示功能，该电子设备采用互电容触控方式。

可选的，触控检测驱动电路包括驱动端和检测端。每个发送电极与驱动端电连接，驱动端用于向发送电极发送触控激励信号。每个接收电极与检测端电连接，检测端用于接收电极的检测信号。这样一来，通过上述多个发送电极和多个接收电极，可以实现互电容式的触控。

可选的，第二电路板与第一电路板层叠设置，且位于第一电路板远离盖板的一侧。这样一来，通过设置第一电路板和第二电路板，可以使得触控检测驱动电路与该电子设备中的其他控制电路(例如上述处理器、隔离电源电路、交流放大电路等)设置于不同的电路板上。在此情况下，通过大量的双面胶将第一电路板与盖板在贴合的过程中，可以减小粘贴过程中上述其他控制电路出现故障，且有利于对第一电路板上的触控检测驱动电路进行测试。此外，由于电子设备中的触控电极通常具有较大的数量，因此用于将触控电极和触控检测驱动电路电连接在一起的信号线的数量也较多，所以需要将触控检测驱动电路与触控电极设置在同一个电路板上，有利于上述信号线的连接。

本申请的另一方面，提供一种触控系统。该触控系统可以包括第二显示屏以及如上所述的任意一种电子设备。该第二显示屏与电子设备通信连接。该触控系统具有与前述实施例提供的电子设备相同的技术效果，此处不再赘述。

本申请的另一方面，提供一种电子设备的控制方法。电子设备包括多个触控电极、触控检测驱动电路、隔离电源电路、交流放大电路、第一参考地和第二参考地。触控检测驱动电路与触控电极电连接，隔离电源电路与触控检测驱动电路、第一参考地以及第二参考地电连接。交流放大电路与触控检测驱动电路、第一参考地以及第二参考地电连接。上述控制方法包括：触控检测驱动电路在采样周期，向触控电极输入触控激励信号，接收触控电极的检测信号。其中，在所述采样周期中，触控激励信号包括触控检测阶段和非触控检测阶段。交流放大电路接收、放大触控激励信号，以生成电压调节信号，将电压调节信号传输至第二参考地。其中，电压调节信号的峰峰值大于第一参考地的电压值。隔离电源电路接收触控激励信号和初级电源电压，根据触控激励信号，在非触控检测阶段，将第一参考地与第二参考地短接，将初级电源电压进行存储传输至触控检测驱动电路。在触控检测阶段，将第一参考地和第二参考地断开，向触控检测驱动电路放电。上述控制方法具有与前述实施例提供的电子设备相同的技术效果，此处不再赘述。

本申请的另一方面，提供一种悬浮触控控制模块，该悬浮触控控制模块用于在手指与触控电极具有一定距离的情况下，对手指与触控电极之间形成的电容的变化量进行检测。该悬浮触控控制模块可以包括芯片系统。该芯片系统可以为由单个裸芯片封装的结构。或者，上述芯片系统还可以为由多个裸芯片合封构成的结构。上述芯片系统可以包括第一参考地、第二参考地、触控检测驱动模块、隔离电源模块以及交流放大模块。触控检测驱动模块与触控电极和第二参考地电连接。该触控检测驱动模块用于在采样周期，向触控电极输入触控激励信号，接收触控电极的检测信号。其中，在采样周期中，触控激励信号包括触控检测阶段和非触控检测阶段。隔离电源模块与触控检测驱动模块、第一参考地以及第二参考地电连接。隔离电源模块用于接收触控激励信号和初级电源电压，根据触控激励信号在非触控检测阶段，将第一参考地与第二参考地短接，对初级电源电压进行存储，将初级电源电压传输至触控检测驱动模块，在触控检测阶段，将第一参考地和第二参考地断开，向触控检测驱动模块放电。交流放大模块与第二参考地和第一参考地电连接。交流放大模块用于接收、放大触控激励信号，以生成电压调节信号，将电压调节信号传输至第二参考地。其中，电压调节信号的峰峰值大于第一参考地的电压值。上述芯片系统具有与前述实施例提供的电子设备相同的技术效果，此处不再赘述。

可选的，隔离电源模块包括信号转换模块、第一储能模块、第一开关模块以及第二开关模块。其中，信号转换模块用于接收触控激励信号，滤除触控激励信号中位于触控阶段的高频信号，以生成采样信号。第一储能模块与触控检测驱动模块电连接。该第一储能模块用于在非触控阶段对初级电源电压进行存储，在触控检测阶段，向触控检测驱动模块放电。第一开关模块的控制端与信号转换模块电连接，第一开关模块的第一端与第一参考地电连接，第一开关模块的第二端与第二参考地电连接。第一开关模块用于在采样信号的控制下，在非触控检测阶段处于导通状态，将第一参考地和第二参考地短接，在触控检测阶段处于截止状态，将第一参考地和第二参考地断开。第二开关模块的控制端与信号转换模块电连接，第二开关模块的第一端用于接收初级电源电压，第二开关模块的第二端与第一储能模块电连接。第二开关模块用于在采样信号的控制下，在非触控检测阶段处于导通状态，将接收到的初级电源电压传输至第一储能模块和触控检测驱动模块，在触控检测阶段处于截止状态，以使得第一储能模块放电。上述隔离电源模块具有与前述实施例提供的隔离电源电路相同的技术效果，此处不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图2A为本申请实施例提供的触控电极的一种设置方式示意图；

图2B为本申请实施例提供的触控电极的另一种设置方式示意图；

图3为本申请实施例提供的触控电极的另一种设置方式示意图；

图4A为采用图3所示的触控电极的一种触控状态示意图；

图4B为采用图3所示的触控电极的一种触控状态示意图；

图5为本申请实施例提供的触控激励信号的波形图；

图6A为本申请实施例提供的触控电极的另一种设置方式示意图；

图6B为图6A中发送电极和接收电极的具体结构示意图；

图6C为采用图6B所示的触控电极的一种触控状态示意图；

图7为本申请实施例提供的一种悬浮触控的示意图；

图8为本申请实施例提供的另一种触控状态示意图；

图9A为本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图；

图9B为本申请实施例提供的一种电压调节信号的波形图；

图10为本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图；

图11A为本申请实施例提供的一种隔离电源电路的结构示意图；

图11B为本申请实施例提供的另一种隔离电源电路的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图；

图13A为本申请实施例提供的一种第一隔离元件的结构示意图；

图13B为本申请实施例提供的另一种第一隔离元件的结构示意图；

图13C为本申请实施例提供的另一种第一隔离元件的结构示意图；

图14为本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图；

图15A为本申请实施例提供的一种电子设备的截面结构示意图；

图15B为本申请实施例提供的触控电极与第一参考地和第二参考地的一种示意图；

图15C为本申请实施例提供的另一种电子设备的截面结构示意图；

图16A为本申请实施例提供的一种触控系统的结构示意图；

图16B为本申请实施例提供的一种触控系统的触控方式示意图；

图17为本申请实施例提供的另一种电子设备的截面结构示意图；

图18为本申请实施例提供的一种隔离电源电路的结构示意图；

图19A为图18所示的信号转换电路的一种结构示意图；

图19B为图18所示的信号转换电路的一种结构示意图；

图19C为图18所示的信号转换电路的一种结构示意图；

图20为本申请实施例提供的另一种隔离电源电路的结构示意图；

图21为本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图；

图22为本申请实施例提供的电子设备的控制方法流程图。

附图标记：

01-电子设备；10-触控电极；20-触控检测驱动电路；100-盖板；02-第一显示屏；11-自电容电极；12-触控引线；201-驱动检测端；210-激励发生单元；221-电容检测单元；202-驱动端；203-检测端；TX-发送电极；RX-接收电极；110-块状电极；112-条状电极；30-隔离电源电路；40-交流放大电路；51-第一隔离元件；60-电池；61-第一PMU；401-运算放大器；70-处理器；501-发光器件；502-光电转换器；503-信号输入接口；504-隔离电容；505-信号输出接口；506-发声器件；507-声电转换器；52-第二隔离元件；101-第一电路板；102-第二电路板；111-第一铜箔；222-第二铜箔；81-第一传输元件；82-第二传输元件；83-显示端处理器；04-第二显示屏；90-光标；301-信号转换电路；302-第一储能电路；303-第一开关电路；304-第二开关电路；311-二极管；321-第二储能电路；331-第三开关电路；341-反相器；351-逻辑控制电路；62-第二PMU。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

此外，本申请中，“左”、“右”、“上”以及“下”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“电连接”应做广义理解，例如，“电连接”可以是直接的电性连接，也可以通过中间媒介间接的电性连接。

本申请实施例提供一种电子设备。该电子设备可以包括触控板、手机(mobilephone)、平板电脑(pad)、电视、智能穿戴产品(例如，智能手表、智能手环)等具有触控功能的电子产品。本申请实施例对上述电子设备的具体形式不做特殊限制。

在上述电子设备01具备触控功能的情况下，该电子设备01如图1所示可以包括触控电极10、覆盖该触控电极10的盖板100以及与触控电极10电连接的触控检测驱动电路20。该触控检测驱动电路20用于向触控电极10输入触控激励信号，接收触控电极10的检测信号，以实现触控检测。

需要说明的是，上述盖板100可以为玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate，PET)，或者聚碳酸酯(polycarbonate，PC)构成的基板。盖板100可以透明(例如，透光率可以达到85％以上)，或者也可以完全不透明。

在本申请的一些实施例中，上述电子设备01可以为不具备显示功能的触控板。在此情况下，该电子设备01可以设置有如图2A所示的印刷电路板(printed circuit boards，PCB)。该PCB可以与盖板100层叠设置，盖板100可以完全不透明。此时，可以将PCB中靠近盖板100的金属层制作成上述触控电极10。

或者，在本申请的另一些实施例中，当上述电子设备01具有显示功能时，该电子设备01如图2B所示，可以包括第一显示屏02和上述盖板100，以及位于第一显示屏02的出光面(用于显示图像的表面)和盖板100之间的触控电极10。其中，上述第一显示屏02可以为液晶第一显示屏(liquid crystal display，LCD)，也可以为能够实现自发光的有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)第一显示屏。此外，构成该触控电极10的材料可以包括透明导电材料，例如，氧化银锡(indium tin oxide，ITO)或者氧化铟锌(indium zincoxide，IZO)。

该电子设备01通常包括多个上述触控电极10，例如，在本申请的一些实施例中，上述电子设备01可以采用自容式触控技术。在此情况下，上述多个触控电极10可以为如图3所示的多个块状的自电容电极11。多个自电容电极11可以沿第一方向Y以一定的预设间隔距离h1间隔设置。此外，上述多个自电容电极11还可以沿第二方向X以一定的预设间隔距离h2间隔设置。这样一来，上述多个自电容电极11可以采用同一层导电层构成，由于多个自电容电极11之间没有彼此相连，从而可以使得多个自电容电极11之间绝缘。其中，第一方向X和第二方向Y可以交叉设置。基于此，如图3所示，触控检测驱动电路20可以包括驱动检测端201，每个自电容电极11可以通过一条触控引线12与该触控检测驱动电路20的驱动检测端201电连接。

在此情况下，为了实现触控检测，触控检测驱动电路20可以包括如图4A所示的激励发生单元210和电容检测单元221。其中，激励发生单元210可以通过上述驱动检测端201在采样周期T，向自电容电极11发送触控激励信号S1。如图5所示，触控激励信号S1可以为方波信号。

示例的，上述触控激励信号S1可以为采样频率为120Hz(即每秒钟采样120次)，每个采样周期T内，扫描频率大于100KHz(例如300KHz)的方波信号。其中，在每个采样周期T中，上述触控激励信号S1可以包括触控阶段P1和非触控阶段P2。在触控阶段P1(图5中方波较密集的区域)中，上述触控激励信号S1可以以大于100KHz(例如300KHz)的扫描频率对电子设备01中所有的自电容电极11至少扫描一次。在非触控阶段P1，触控激励信号S1一直为低电平。此外，该激励信号S1的峰峰值可以为3.3V。

与此同时，如图4A所示，自电容电极11与参考地(例如，GND)之间存在较小的寄生电容Cm。在对自电容电极11进行扫描的过程中，触控检测驱动电路20中的电容检测单元221会通过驱动检测端201检测每个触控阶段P1中，寄生电容Cm的充放电时间。当手指未靠近自电容电极11时，在触控阶段P1中，寄生电容Cm的充放电时间为常数。例如，当触控检测驱动电路20向自电容电极11提供上述峰峰值为3.3V的触控激励信号S1时，该寄生电容Cm的正、负电极板之间的压差为3.3V左右。

当手指靠近自电容电极11时，如图4B所示，手指可以等效到参考地(例如，0V)，并与自电容电极11之间形成等效电容Cp。触控检测驱动电路20向自电容电极11提供上述峰峰值为3.3V的触控激励信号S1时，该等效电容Cp的正、负电极板之间的压差为3.3V左右。此时，在触控阶段P1中，触控检测驱动电路20需要同时检测寄生电容Cm和等效电容Cp的充放电时间，从而使得触控检测驱动电路20检测到的电容充放电时间会大幅度延长。触控检测驱动电路20通过检测到的实际充放电时间以及作为常数的寄生电容Cm的充放电时间，可以计算出等效电容Cp的大小，从而达到触控检测的目的。

或者，又例如，上述电子设备01可以采用互容式触控技术。在此情况下，上述多个触控电极10可以包括如图6A所示的多个发送电极TX和多个接收电极RX，多个发送电极TX和多个接收电极RX交叉且绝缘。此外，上述多个发送电极TX中的每个发送电极TX可以沿第一方向Y延伸，且多个发送电极TX可以沿第二方向X以一定的预设间隔距离h3并排设置。上述多个接收电极RX中的每个接收电极RX可以沿第二方向X延伸，且多个接收电极RX可以沿第一方向Y以一定的预设间隔距离h4并排设置，从而能够使得多个发送电极TX和多个接收电极RX交叉设置。此外，上述发送电极TX和接收电极RX可以采用两层不同的导电层构成，且两层导电层之间通过绝缘层进行绝缘。此时，触控检测驱动电路20可以包括驱动端202和检测端203。每个发送电极TX可以与驱动端202电连接。每个接收电极RX与检测端203电连接。

其中，如图6B所示，发送电极TX和接收电极RX中的任意一个电极可以包括多个块状电极110和与多个块状电极110相连的条状电极112。发送电极TX的条状电极112和接收电极RX的条状电极交叉位置处，一个发送电极TX的块状电极110和一个接收电极RX的块状电极110之间可以形成寄生电容Cm，从而使得如图6A所示的任意一组横纵交叉的发送电极TX和接收电极RX在交叉位置处具有上述寄生电容Cm。

在此情况下，为了实现触控检测，触控检测驱动电路20可以通过如图6A所示的驱动端202向发送电极TX发送上述触控激励信号S1(如图5所示)，以对寄生电容Cm进行充电。与此同时，触控检测驱动电路20在对发送电极TX进行扫描的过程中，还会通过检测端203检测接收电极RX的检测信号，以确定每个触控阶段P1中，寄生电容Cm的放电时间，并得到Cm的电容值。

同理，当手指未靠近发送电极TX和接收电极RX时，上述寄生电容Cm为常数。当手指靠近发送电极TX和接收电极RX时，由上述可知，手指可以等效到参考地(例如，0V)，并与发送电极TX之间形成等效电容Cp。因此，如图6C所示，相当于在寄生电容Cm的两端并联一个等效电容Cp。这样一来，当触控检测驱动电路20检测到电容值变大时，即可以判断出有手指触摸，从而达到触控检测的目的。

由上述可知，对于自电容或者互电容中的任意一种触控方式而言，当用户手指靠近触控电极时，都会产生上述等效电容Cp，触控检测驱动电路20通过在触控阶段P1中，检测电容的充放电时间，可以获得上述等效电容Cp的大小，以实现触控检测。触控检测驱动电路20在测量等效电容Cp的过程中，对寄生电容Cm的充放电过程的检测会作为噪声，而影响等效电容Cp的测量精度。并且，手指越靠近触控电极，等效电容Cp的电容值越大，越远离触控电极时，等效电容Cp的电容值越小，从而当手指远离触控电极进行悬浮触控时，导致触控检测精度进一步降低。

在此情况下，本申请实施例可以通过提高等效电容Cp的信号检测的分辨率和信噪比，使得手指如图7所示，与电子设备01的触控电极的距离H较远(例如，H≥20mm)时，也能够实现等效电容Cp充放电时间的精确检测，从而达到悬浮触控的目的。

以下以触控电极10为上述自电容电极为例，为了能够提高等效电容Cp的信号检测量程和信噪比，本申请实施例提供的电子设备可以包括如图8所示的第一参考地GND1(例如，0V)，第二参考地GND2(例如，电压峰峰值可以为20V左右)。其中，触控电极10与第二参考地GND2之间形成上述寄生电容Cm。此时，触控电极10和第二参考地GND2(20V)可以分别作为寄生电容Cm的正、负电极板，当触控检测驱动电路20向触控电极10提供上述峰峰值为3.3V的触控激励信号S1时，触控电极10的电压为23.3V，该寄生电容Cm正、负电极板之间的压差为3.3V左右。

此外，如图8所示，当手指靠近触控电极10时，手指可以等效到第一参考地GND1(例如，0V)，并与触控电极10之间形成等效电容Cp。此时，触控电极10和等效为第一参考地GND1的手指可以分别作为等效电容Cp的正、负电极板。由上述可知，触控电极10的电压为23.3V，该等效电容Cp正、负电极板之间的压差可以为23.3V左右。

这样一来，一方面，在相同的充放电时间内，相对于图4B所示的方案中，等效电容Cp正、负电极板之间的压差可以由原来的3.3V增大至23.3V，从而使得用于检测等效电容Cp充放电时间的电信号得到放大，达到增大等效电容Cp的信号检测的分辨率的目的。另一方面，在触控检测驱动电路20对等效电容Cp和寄生电容Cm的充放电时间检测的过程中，由于等效电容Cp正、负电极板之间的压差较大(例如，为23.3V左右)，寄生电容Cm的正、负电极板之间的压差较小(例如，为3.3V左右)。因此，虽然触控检测驱动电路20对寄生电容Cm的充放电过程的检测会作为噪声，但该噪声与对等效电容Cp的充放电过程进行检测而获得的检测信号之间的占比较小，从而可以达到提高触控检测信噪比的目的。进而有利于实现用户手指采用悬浮状态(如图7所示，H≥20mm)进行触控时，对触控位置进行精确检测。在此情况下，采用本申请实施例提供的电子设备01进行悬浮触控时，在确保触控检测精度的情况下，可以将适用于悬浮触控的检测量程有5mm增大至20mm以上，有利于提高用户悬浮触控的舒适度。

此外，由于本申请采用抬升第二参考地GND2的电压，达到增大适用于悬浮触控的检测量程，并提高触控检测精度的目的。相对于提升触控激励信号S1的电压的方案而言，电子设备01中的半导体器件无需采用耐高压高速的工艺，有利于降低生产成本。并且，可以避免出现触控激励信号S1的电压过高(例如，10V)，导致触控电极10发生击穿的现象。此外，对于采用超声波、飞光(time of flight，TOF)或者不可见光等作为发射信号，实现触控的方案而言，手指需要在特定的区域内才能接收到上述发射信号。而本申请采用电容式触控的方式实现悬浮触控，触控电极10的覆盖范围可以根据需要进行调整，因此有利于增加用户在悬浮触控时的活动范围。

需要说明的是，上述是以触控电极10为自电容电极为例进行的说明，当触控电极包括如图6C所示的发送电极TX和接收电极RX时，同理可以将接收电极RX与第一参考地GND1(例如，0V)断开，并与上述第二参考地GND2(例如，电压峰峰值可以为20V左右)电连接，使得发送电极TX与接收电极RX之间形成的寄生电容Cm正、负电极板之间的压差为3.3V左右。等效到第一参考地GND1(例如，0V)的手指与发送电极TX之间形成的等效电容Cp，其正、负电极板之间的压差为23.3V左右，从而达到上述提高触控检测分辨率和信噪比的目的。

综上所述，为了能够提高触控检测分辨率和信噪比，需要将寄生电容Cm的负电极板的电压由原来的第一参考地GND1(例如，0V)，抬升至第二参考地GND2(例如，电压峰峰值可以为20V左右)。在此情况下，以触控电极10为自电容电极为例，触控检测驱动电路20为了能够向作为向寄生电容Cm的正电极板的触控电极10，提供上述触控激励信号S1，该触控检测驱动电路20需要与第一参考地GND1(例如，0V)断开(即隔离)，并与第二参考地GND2(例如，电压峰峰值可以为20V左右)电连接，才能够正常输出上述触控激励信号S1。以下以触控电极10为自电容电极为例，对第二参考地GND2的设置方式以及触控检测驱动电路20的供电方式进行详细的举例说明。

上述电子设备01还包括如图9A所示的隔离电源电路30和交流放大电路40。其中，隔离电源电路30与触控检测驱动电路20以及上述第一参考地GND1与第二参考地GND2电连接。该隔离电源电路30可以用于接收触控激励信号S1，根据触控激励信号S1在非触控检测阶段P2(如图5所示)，将第一参考地GND1与第二参考地GND2短接，对初级电源电压Vin进行存储。并且，隔离电源电路30还用于将该初级电源电压Vin传输至触控检测驱动电路20，以对该触控检测驱动电路20进行供电。

在此情况下，触控驱动检测电路20可以通过第二参考地GND2接地，由于第一参考地GND1与第二参考地GND2短接，此时第二参考地GND2的电压与第一参考地GND1的电压相同，例如0V。因此，当隔离电源电路30将初级电源电压Vin传输至触控检测驱动电路20时，该触控驱动检测电路20能够处于工作状态，并输出上述触控激励信号S1。

此外，在触控检测阶段P1(如图5所示)，隔离电源电路30可以将第一参考地GND1和第二参考地GND2断开，以将第一参考地GND1和第二参考地GND2隔离。并且，隔离电源电路30可以将在非触控检测阶段P2存储的电能向触控检测驱动电路20进行释放，以对该触控检测驱动电路20进行供电。在此情况下，触控驱动检测电路20可以通过第二参考地GND2接地，该第二参考地GND2上电压峰峰值可以为20V左右。因此，当隔离电源电路30向触控检测驱动电路20放电时，该触控驱动检测电路20仍然能够保持工作状态，并输出上述触控激励信号S1。

综上所述，在非触控检测阶段P2(如图5所示)，隔离电源电路30可以将第一参考地GND1与第二参考地GND2短接，使得用于提供初级电源电压Vin的电源与触控驱动检测电路20电连接，以驱动触控驱动检测电路20输出触控激励信号S1。在触控检测阶段P1(如图5所示)，隔离电源电路30可以将第一参考地GND1与第二参考地GND2断开，使得用于提供初级电源电压Vin的电源与触控驱动检测电路20隔离，并且将自身存储的电量向触控驱动检测电路20进行放电，以驱动触控驱动检测电路20输出触控激励信号S1。这样一来，在开机后，隔离电源电路30可以使得触控驱动检测电路20持续处于工作状态。

此外，在第一参考地GND1与第二参考地GND2断开后，为了使得第二参考地GND2上电压峰峰值可以为20V左右，上述交流放大电路40可以第一参考地GND1与第二参考地GND2电连接。该交流放大电路40通过第一参考地GND1实现接地，并在工作过程中，可以用于接收并放大触控激励信号S1，以生成如图9B所示的电压调节信号S2，并将电压调节信号S2传输至如图9A所示的第二参考地GND2。其中，电压调节信号S2的峰峰值(例如，20V左右)可以大于第一参考地的电压值(例如，0V)。

交流放大电路40在对触控激励信号S1进行放大的过程中，不会改变触控激励信号S1的周期，因此生成的电压调节信号S2低频部分，如图9B所示仍然具有上述采样周期T(包括触控阶段P1和非触控阶段P2)。此外，当交流放大电路40具有电压偏置功能时，可以根据预设的放大系数，设定电压调节信号S2的中心偏置电压(例如，10V)，然后设置该电压调节信号S2的波谷电压(例如，0V)以及波峰电压(例如，20V)，以使得电压调节信号S2的峰峰值(例如，20V左右)满足预设的放大系数的要求。

这样一来，在第一参考地GND1与第二参考地GND2断开后，交流放大电路40可以使得第二参考地GND2上的最大电压为20V左右。触控检测驱动电路20与用于提供初级电源电压Vin的电源隔离，并通过第二参考地GND2接地。当隔离电源电路30向触控检测驱动电路20供电时，该触控检测驱动电路20可以保持工作状态，从而输出上述触控激励信号S1。

示例的，该触控检测驱动电路20向触控电极10提供触控激励信号S1，如图5所示，其峰峰值可以为3.3V。交流放大电路40将触控激励信号S1放大，生成电压调节信号S2，如图9B所示，其峰峰值可以20V。此时，触控电极10与第二参考地GND2之间的压差保持不变(即，保持寄生电容Cm的电容值不变)，所以触控电极10上电压的最大值为23.3V。

在此情况下，在触控阶段P1，当手指进行悬浮触控时，等效到第一参考地GND1(例如0V)的手指与触控电极10之间形成上述等效电容Cp。该等效电容Cp两电极板(手指与触控电极10)之间的电压差可以为23.3V。从而使得用于检测等效电容Cp充放电时间的电信号得到放大，达到增大等效电容Cp的信号检测的分辨率的目的。并且，寄生电容Cm两电极板(触控电极10与第二参考地GND2)之间的电压差为3.3V。因此，寄生电容Cm产生的噪声，与对等效电容Cp的充放电过程进行检测而获得的检测信号之间的占比较小，从而可以达到提高触控检测信噪比的目的，有利于实现悬浮触控。

需要说明的是，上述是以触控检测驱动电路20输出的触控激励信号S1的峰峰值为3.3V，交流放大电路40向第二参考地GND2输出的电压调节信号S2的峰峰值为23.3V为例进行的说明。本申请对触控激励信号S1的峰峰值，以及交流放大电路40放大倍数n不做限定。例如，触控激励信号S1的峰峰值可以小于或等于5V，交流放大电路40放大倍数n可以大于或等于2，使得交流放大电路40输出的上述电压调节信号S2的峰峰值大于或等于10V。

此外，为了向隔离电源电路30提供上述初级电源电压Vin，并向交流放大电路40供电，在本申请的一些实施例中，如图10所示，上述电子设备01还可以包括用于提供初级电源电压Vin的电源，该电源可以包括电池60和第一电源管理单元(power management unit，PMU)61。第一PMU61与电池60和隔离电源电路30以及上述交流放大电路40电连接。第一PMU61可以将电池60的电池电压Vbat，转换成上述初级电源电压Vin传输至隔离电源电路30。并且，第一PMU61还可以将电池60的电池电压Vbat转换成交流放大电路40的工作电压V1，以对交流放大电路40进行供电。

本申请实施例提供的交流放大电路40可以包括如图11A所示的运算放大器401、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1以及第二电阻R2。第一电容C1的第一端与如图10所示的触控检测驱动电路20电连接，以接收该触控检测驱动电路20输出的触控激励信号S1。第一电容C1的第二端与运算放大器401的正极输入端(“﹢”)电连接。

第一电阻R1的第一端与运算放大器401的负极输入端(“-”)电连接，第一电阻R1的第二端与第二电容C2的第一端电连接。该第二电容C2的第二端与第一参考地GND1电连接。第二电阻R2的第一端与运算放大器401的负极输入端(“-”)电连接，第二电阻R2的第二端与运算放大器401的输出端电连接。该运算放大器401的输出端与第二参考地GND2电连接，运算放大器401的控制端与控制电压端VCC电连接。

在此情况下，作为交流信号的触控激励信号S1可以通过第一电容C1传输至运算放大器401的正极输入端(“﹢”)。第一电阻R1、第二电阻R2以及第二电容C2可以构成交流放大单元，该交流放大单元能够将触控激励信号S1的电压峰峰值(例如3.3V)放大至R2/R1倍，从而能够使得运算放大器401的输出端电压的峰峰值可以接近运算放大器401的运放满量程(即控制电压端VCC的电压值，例如20V)。这样一来，能够将第二参考地GND2的电压抬升至20V。

或者，在申请的另一些实施例中，上述交流放大电路40还可以具有电压偏置功能，例如，如图11B所示，交流放大电路40还可以包括第三电阻R3和第四电阻R4。其中，第三电阻R3的第一端与控制电压端VCC电连接，第三电阻R3的第二端与运算放大器401的正极输入端(“+”)电连接。第四电阻R4的第一端与运算放大器401的正极输入端(“+”)电连接，第四电阻R4的第二端与第一参考地GND1电连接。其中，第三电阻R3和第四电阻R4的阻值相同。

这样一来，在第三电阻R3和第四电阻R4的分压作用下，可以在中心偏置点a处，产生中心偏置电压Va。例如当控制电压端VCC的电压值为20V时，中心偏置电压Va可以为10V。在此情况下，以触控激励信号S1的电压峰峰值为3V为例，当作为交流信号的触控激励信号S1通过第一电容C1叠加到运算放大器401的正极输入端(“+”)时，运算放大器401的正极输入端(“+”)的电压，其低电平为8.5V(10V-1.5V＝8.5V)，高电平为11.5V(10V+1.5V＝8.5V)，中心偏置电压Va为10V。

基于此，同样在第一电阻R1、第二电阻R2以及第二电容C2可以构成交流放大单元的放大作用下，可以使得运算放大器401的输出端电压的峰峰值可以接近运算放大器401的运放满量程(即控制电压端VCC的电压值，例如20V)。这样一来，能够将第二参考地GND2的电压抬升至20V。通过第三电阻R3和第四电阻R4，在中心偏置点a处产生中心偏置电压Va，可以使得运算放大器401的运算放大过程更加的稳定。

在此基础上，为了使得交流放大电路40能够正常工作，除了需要电池60通过上述第一PMU61向交流放大电路40进行供电以外，该交流放大电路40还需要通过与第一参考地GND1电连接以实现接地。由上述可知，触控检测驱动电路20与第二参考地GND2电连接以实现接地，并且触控检测驱动电路20输出的触控激励信号S1需要传输至该交流放大电路40。在此情况下，为了实现连接不同接地端(第一参考地GND1和第二参考地GND2)的交流放大电路40与触控检测驱动电路20之间进行信号传输(即传输上述触控激励信号S1)，本申请的一些实施例中，如图10所示，上述电子设备01还可以包括第一隔离元件51。

该第一隔离元件51耦接于触控检测驱动电路20和交流放大电路40之间，以及触控检测驱动电路20与隔离电源电路30之间。第一隔离元件51还与上述第一参考地GND1和第二参考地GND2电连接，并用于将触控检测驱动电路20输出的触控激励信号S1耦合至交流放大电路40和该隔离电源电路30。

此外，如图12所示，上述电子设备01还可以包括处理器70。该处理器70可以为中央处理器(central processing unit，CPU)，或者片上系统(system on a chip，SOC)。上述第一PMU61可以将电池60的电池电压Vbat转换成处理器70的工作电压V2。处理器70可以接收触控检测驱动电路20的检测结果，并根据该检测结果确定手指触控的位置以及手势的类型等。并且，处理器70还可以向触控检测驱动电路20输出控制信号，以对触控检测驱动电路20的触控检测过程进行控制。

由于处理器70需要通过与第一参考地GND1电连接以实现接地。由上述可知，触控检测驱动电路20与第二参考地GND2电连接以实现接地。在此情况下，为了实现连接不同接地端(第一参考地GND1和第二参考地GND2)的处理器70与触控检测驱动电路20之间进行信号传输，本申请的一些实施例中，如图12所示，上述电子设备01还可以包括第二隔离元件52。该第二隔离元件52耦接于处理器70和触控检测驱动电路20之间。该第二隔离元件52与上述第一参考地GND1和第二参考地GND2电连接，并用于将处理器70输出的控制信号耦合至触控检测驱动电路20，并将触控检测驱动电路20获得的触控检测结果耦合至处理器70。

在本申请的一些实施例中，上述第一隔离元件51的结构可以如图13A所示，包括发光器件501和光电转换器502。该发光器件501可以与触控检测驱动电路20电连接，用于将来自触控检测驱动电路20的触控激励信号S1转换成光信号。光电转换器502可以与交流放大电路40和隔离电源电路30电连接，用于将光信号转换成电信号，并传输至交流放大电路40和隔离电源电路30。在此情况下，上述第一隔离元件51采用光耦方式进行信号的耦合传输。其中，上述发光器件501可以为发光二极管，或者激光发射器。

或者，在本申请的另一些实施例中，上述第一隔离元件51的结构可以如图13B所示，包括：信号输入接口503、隔离电容504以及信号输出接口505。其中，信号输入接口503与触控检测驱动电路20电连接，用于接收来自触控检测驱动电路20的触控激励信号S1。隔离电容504的第一端与信号输入接口503电连接，隔离电容504的第二端与信号输出接口505电连接。该隔离电容504用于将信号输入接口503接收到的触控激励信号S1，通过信号输出接口505传输至交流放大电路40和隔离电源电路30。在此情况下，上述第一隔离元件51采用电容耦合的方式进行信号的耦合传输。

或者，在本申请的另一些实施例中，上述第一隔离元件51的结构可以如图13C所示，包括发声器件506和声电转换器507。发声器件506与触控检测驱动电路20电连接，用于将来自触控检测驱动电路20的触控激励信号S1转换成声音信号。声电转换器507与交流放大电路40和隔离电源电路30电连接，用于将声音信号转换成电信号，并传输至交流放大电路40和隔离电源电路30。在此情况下，上述第一隔离元件51采用声音耦合方式进行信号的耦合传输。

此外，在本申请的另一些实施例中，上述第一隔离元件51还可以包括变压器，该变压器的原边绕组与触控检测驱动电路20电连接，副边绕组与交流放大电路40电连接，从而通过变压器电磁耦合的方式进行信号的耦合传输。

需要说明的是，上述是以第一隔离元件51的结构为例进行的说明，上述第二隔离元件62的结构同理可得，此处不再赘述。

在此基础上，为了使得触控检测驱动电路20与第一参考地GND1断开后，能够通过第二参考地GND2接地，并且，电子设备01中的其他控制电路，例如上述处理器70、隔离电源电路30、交流放大电路40、第一隔离元件51、第二隔离元件52以及第一PMU61在工作时均通过第一参考地GND1实现接地，如图14所示，上述电子设备01还可以包括第一电路板101和第二电路板102。第一电路板101和第二电路板102可以均为PCB板。该PCB板可以包括多层铜箔以及设置于任意相邻两层铜箔之间的介电层。

基于此，第二参考地GND2可以设置于第一电路板101中。例如，可以将第一电路板101中的一层铜箔作为上述第二参考地GND2所在的参考地平面。在此情况下，如图14所示，可以将触控检测驱动电路20设置于第一电路板101上，从而使得触控检测驱动电路20能够与第二参考地GND2电连接，以实现接地。

此外，上述第一参考地GND1可以设置于第二电路板102中。例如，可以将第二电路板102中的一层铜箔作为上述第一参考地GND1所在的参考地平面。在此情况下，如图14所示，可以将电子设备01中的其他控制电路，例如上述处理器70、隔离电源电路30、交流放大电路40、第一隔离元件51、第二隔离元件52以及第一PMU61设置于第二电路板102上，从而使得上述其他控制电路能够与第一参考地GND1电连接，以实现接地。

需要说明的是，如图12所示，隔离电源电路30、第一隔离元件51以及第二隔离元件52均与第一参考地GND1和第二参考地GND2电连接。因此，在本申请的一些实施例中，如图14所示，可以将隔离电源电路30、第一隔离元件51以及第二隔离元件52设置于第二电路板102上，使得隔离电源电路30、第一隔离元件51以及第二隔离元件52与第二电路板102中的第一参考地GND1直接电连接，并通过走线与第一电路板101中的第二参考地GND2电连接。

或者，在本申请的另一些实施例中，可以将隔离电源电路30、第一隔离元件51以及第二隔离元件52设置于第一电路板101上，使得隔离电源电路30、第一隔离元件51以及第二隔离元件52与第一电路板101中的第二参考地GND2直接电连接，并通过走线与第二电路板102中的第一参考地GND2电连接。以下为了方便说明，均是以隔离电源电路30、第一隔离元件51以及第二隔离元件52设置于第二电路板102上为例进行的说明。

或者，在本申请的另一些实施例中，可以将处理器70和触控检测驱动电路20设置于第一电路板101上。此时，处理器70和触控检测驱动电路20可以均通过第一电路板101中的第二参考地GND2电连接，以实现接地。在此情况下，处理器70和触控检测驱动电路20与同一个参考地，即第二参考地GND2电连接。因此，处理器70和触控检测驱动电路20之间无需再设置上述第二隔离元件52。此外，与该处理器70电连接的其他电路结构，例如蓝牙电路，也可以和处理器70一同设置于上述第一电路板101中。

在本申请的一些实施例中，如图15A所示，上述第一电路板101和第二电路板102可以层叠设置，其中，第一电路板101相对于第二电路板102而言，更靠近盖板100设置。由上述可知，第一电路板101包括多层铜箔，其中，上述多层铜箔101中最靠近盖板100的一层铜箔可以称为第一铜箔111。在上述电子设备01为不具备显示功能的触控板的情况下，当该触控板采用自电容式触控方式时，上述第一铜箔111可以包括多个间隔设置的，且为块状的上述触控电极10。这样一来，可以采用第一电路板101中的一层铜箔制作上述触控电极10。该触控电极10可以通过胶层与盖板100相连接。

由上述可知，可以将第一电路板101中的一层铜箔作为第二参考地GND2所在的参考地平面，将第二电路板102中的一层铜箔作为第一参考地GND1所在的参考地平面。在此情况下，当第一电路板101和第二电路板102层叠设置时，如图15B(图15A的俯视图)所示，第二参考地GND2可以与第一参考地GND1层叠设置。且由第一电路板中的第一铜箔111构成的多个触控电极10(以自电容电极为例)在第二参考地GND2的垂直投影均位于该第二参考地GND2所在的平面内。

或者，当上述触控板采用互电容式触控方式时，如图15C(沿图6A中的虚线O-O进行剖切得到的剖视图)所示，第一电路板101可以包括层叠，且绝缘设置的第一铜箔111和第二铜箔222，第一铜箔111和第二铜箔222之间具有绝缘层。该第一铜箔111可以包括上述多个发送电极TX。第二铜箔222可以包括上述多个接收电极RX。如图15C所示，盖板100可以通过胶层与上述多个发送电极TX相连接。在此情况下，该第一铜箔111为第一电路板101中最靠近盖板100的铜箔。或者，盖板100可以通过胶层与上述多个接收电极RX相连接。在此情况下，该第二铜箔222为第一电路板101中最靠近盖板100的铜箔。

在此基础上，如图15A或图15C所示，上述触控检测驱动电路20可以设置于第一电路板101远离盖板100的一侧表面上。此外，电子设备01中的其他控制电路，例如上述处理器70、隔离电源电路30、交流放大电路40等可以设置于第二电路板102靠近第一电路板101的一侧表面上，也可以设置于第二电路板102远离第一电路板101的一侧表面上。该第二电路板101上的其他控制电路(例如，上述处理器70、隔离电源电路30、交流放大电路40等)可以通过板间连接器，或者排线等方式与位于第一电路板101上的触控检测驱动电路20电连接。此外，设置于第二电路板102远离第一电路板101一侧的电池60可以向上述控制电路进行供电。

这样一来，通过设置第一电路板101和第二电路板102，可以使得触控检测驱动电路20与该电子设备中的其他控制电路(例如上述处理器70、隔离电源电路30、交流放大电路40等)设置于不同的电路板上。在此情况下，通过大量的双面胶将第一电路板101与盖板100在贴合的过程中，可以减小粘贴过程中上述其他控制电路出现故障，并且有利于对第一电路板101上的触控检测驱动电路20进行测试。此外，由于电子设备01中的触控电极10通常具有较大的数量，例如400个，因此用于将触控电极10和触控检测驱动电路20电连接在一起的信号线的数量也较多，所以需要将触控检测驱动电路20与触控电极10设置在同一个电路板上，有利于上述信号线的连接。

在此情况下，当触控系统包括作为触控板的电子设备01以及如图16A所示的显示终端03时。该电子设备还可以包括第一传输元件81，该第一传输元件81可以与显示终端03的第二传输元件82通过有线或者无线(如图16B所示)的方式电连接。在此情况下，电子设备中的处理器70根据触控检测驱动电路20的检测结果，可以计算出用户手指的触控坐标数据，并通过第一传输元件81传输至第二传输元件82。然后，由该显示端处理器83对该触控坐标数据进行解析，并控制显示终端03中的第二显示屏04显示如图16B所示的光标90。此外，图16A中的显示端PMU用于向第二显示屏04、显示端处理器83以及存储器供电。存储器用于存储显示端处理器83输出的信息。

这样一来，如图16B所示，当用户手通过悬浮触控方式操作电子设备01(即触控板)的过程，用户可以通过双眼注视显示终端03即可以获得手指在显示终端03显示画面中的触控位置。从而能够在与大屏幕的显示终端具有一定距离的情况下，实现触控操作。

或者，在本申请的另一些实施例中，如图17所示，当电子设备01具有用于显示图像的第一显示屏02时，触控电极10可以设置于第一显示屏02与盖板100之间。其中，该触控电极10可以包括上述自电容电极。或者该触控电极10可以包括层叠设置的发送电极TX和接收电极RX。

此时，该电子设备01可以包括层叠设置的第一电路板101和第二电路板102。第二参考地GND2设置于第一电路板101中，触控检测驱动电路20可以设置于第一电路板101远离盖板100的一侧表面上。第一参考地GND1可以设置于第二电路板102中。电子设备01中的其他控制电路，例如上述处理器70、隔离电源电路30、交流放大电路40、第一隔离元件51、第二隔离元件52以及第一PMU61设置于第二电路板102上。在此情况下，上述电子设备01可以为手机、智能穿戴产品或者平板电脑。

由上述可知，在非触控阶段P2，隔离电源电路30能够将第一参考地GND1和第二参考地GND2短接，对第一PMU61提供的初级电源电压Vin传输至触控检测驱动电路20，以驱动触控检测驱动电路20工作输出上述触控激励信号S1。并且，将初级电源电压Vin进行存储，以实现储能过程。并且，在触控阶段P1，隔离电源电路30能够将第一参考地GND1和第二参考地GND2断开，对触控检测驱动电路20进行放电，以驱动触控检测驱动电路20工作输出上述触控激励信号S1。以下对能够实现上述功能的隔离电源电路30的具体结构进行详细的说明。

示例的，在本申请的一些实施例中，如图18所示，该隔离电源电路30可以包括信号转换电路301、第一储能电路302、第一开关电路303以及第二开关电路304。

其中，上述信号转换电路301用于接收触控激励信号S1，并滤除触控激励信号S1中的高频部分(图18中方波较密集的区域，频率可以大于100KHz)，以生成采样信号S3。该采样信号S3的低频部分仍然具有上述采样周期T(包括触控阶段P1和非触控阶段P2)。

图18是以触控激励信号S1的低频部分和采样信号S3在触控阶段P1为高电平，在非触控阶段P2为低电平为例进行的说明。在此情况下，在本申请的一些实施例中，上述信号转换电路301的结构可以如图19A所示，包括二极管311、第二储能电路321、第三开关电路331以及反相器341。

二极管311的输入端用于接收上述触控激励信号S1。由上述可知，第一隔离元件51耦接于触控检测驱动电路20和隔离电源电路30之间，在此情况下，隔离电源电路30可以通过信号转换电路301中二极管311的输入端与如图12所示的第一隔离元件51电连接。这样一来，二极管311的输入端可以通过第一隔离元件51，接收上述触控激励信号S1。此外，第二储能电路321可以与二极管311的输出端和第一参考地GND1电连接。示例的，如图19A所示，该第二储能电路321可以包括电容C和电感L1。

第三开关电路331的控制端g3可以与二极管311的输出端、第二储能电路321电连接。第三开关电路331的第一端a3可以与第一参考地GND1电连接。第三开关电路331的第二端b3可以与第一开关电路303的控制端g1以及第二开关电路304的控制端g2(如图18所示)电连接。第三开关电路311用于在非触控检测阶段P2处于截止状态，将第一开关电路303的控制端g1以及第二开关电路304的控制端g2与第一参考地GND1断开，此时，第一电压端VDD1的电压传输至第一开关电路303的控制端g1以及第二开关电路304的控制端g2。在触控检测阶段P1处于导通状态，将第一开关电路303的控制端g1以及第二开关电路304的控制端g2与第一参考地GND1短接。

此外，反相器341可以电连接于第三开关电路331的第二端b3与第一开关电路303的控制端g1(如图18所示)之间，以及电连接于第三开关电路331的第二端b3与第二开关电路304的控制端g2(如图18所示)之间。

示例的，以上述第三开关电路331为N沟道金属氧化物半导体晶体管(negativechannel metal oxide semiconductor，NMOS)为例，对该信号转换电路301的信号转换过程进行举例说明。

在触控检测阶段P1，触控激励信号S1为如图19A所示的高电平时，该高电平通过二极管311传输至上述NMOS管(即第三开关电路331)的控制端，控制该NMOS管导通，从而将第一电压端VDD1与第一参考地GND1短接。与此同时，第二储能电路321中的电容C和电感L1可以对该高电平进行存储。此时，反相器341的输入端接收第一参考地GND1的低电平，并对其低电平进行反向处理后再输出，因此从反相器341此时输出高电平，即采样信号S3此时为高电平。

此外，当触控激励信号S1由高电平下降为低电平的过程中，第二储能电路321可以维持NMOS管保持导通状态。由于在触控检测阶段P1，触控激励信号S1的频率很快(例如，为300KHz左右)，因此，第二储能电路321放电结束之前，触控激励信号S1很快又由低电平转换成高电平，从而使得NMOS管继续保持导通状态。这样一来，在整个触控检测阶段P1，采样信号S3均保持高电平。

在非触控检测阶段P2，当触控激励信号S1为低电平时，该低电平通过二极管311传输至上述NMOS管(即第三开关电路331)的控制端，控制该NMOS管截止。在此情况下，第一电压端VDD1输出的高电平经过电感L2的续流作用后，传输至反相器341的输入端，该反相器341对其高电平进行反向处理后再输出，因此从反相器341此时输出低电平，即采样信号S3此时为低电平。这样一来，得到的采样信号S3的波形与触控激励信号S1中低频部分的波形相同。

或者，在本申请的另一些实施例中，将上述反相器341去除，形成的信号转换电路301的结构如图19B所示。在此情况下，在触控检测阶段P1，第三开关电路311处于截止状态，第一电压端VDD1输出的高电平经过电感L2的续流作用后，直接提供至上述第一开关电路303以及第二开关电路304。此时，采样信号S3为高电平。在非触控检测阶段P2，第三开关电路311处于导通状态，第一电压端VDD1与第一参考地GND1短接，此时采样信号S3为低电平。因此，得到的采样信号S3的波形与触控激励信号S1中低频部分的波形相反。

又或者，在本申请的另一些实施例中，上述信号转换电路301的结构可以如图19C所示，包括二极管311、第二储能电路321以及逻辑控制电路351。该二极管311的连接方式和功能同上所述，此处不再赘述。

逻辑控制电路351的输入端k1与二极管311的输出端以及第二储能电路321电连接，输出端k2与图18所示的第一开关电路303的控制端g1和第二开关电路304的控制端g2电连接。此外，如图19C所示，逻辑控制电路351的逻辑控制端k3与第二电压端VDD2电连接。

在此情况下，在触控检测阶段P1，触控激励信号S1为如图19C所示的高电平时，该高电平通过二极管311传输至上述逻辑控制电路351的逻辑控制端k3，逻辑控制端k3将接收到的电压与第二电压端VDD2的电压进行比对。此时，逻辑控制端k3接收到的电压(触控激励信号S1为高电平)大于或等于第二电压端VDD2的电压，逻辑控制端k3向第一开关电路303的控制端g1和第二开关电路304的控制端g2输入高电平。与此同时，第二储能电路321中的电容C和电感L1可以对该高电平进行存储。

此外，当触控激励信号S1由高电平下降为低电平的过程中，第二储能电路321可以对逻辑控制电路351的逻辑控制端k3进行放电，使得的逻辑控制端k3持续接收到上述高电平。因此，第二储能电路321放电结束之前，触控激励信号S1很快又由低电平转换成高电平，从而使得逻辑控制端k3继续保持输出高电平。这样一来，在整个触控检测阶段P1，采样信号S3均保持高电平。

此外，可以通过设置第二电压端VDD2的电压的大小，在非触控检测阶段P2，使得该逻辑控制电路351的逻辑控制端k3接收到的电压(触控激励信号S1为低电平)小于第二电压端VDD2的电压时，向第一开关电路303和第二开关电路304输入低电平。此时采样信号S3为低电平。因此，得到的采样信号S3的波形与触控激励信号S1中低频部分的波形相同。

需要说明的是，上述逻辑控制电路351可以为三态门，或者由与门、非门等逻辑门电路混合搭建而成的电路结构。本申请对逻辑控制电路351的具体结构不做限定，只要能够保证得到的采样信号S3的波形与触控激励信号S1中低频部分的波形相同即可。

以下对该隔离电源电路30中的其他电路结构，例如第一储能电路302、第一开关电路303以及第二开关电路304进行举例说明。

示例的，如图20所示，上述第一开关电路303和第二开关电路304可以均包括晶体管，例如MOS管。例如，第一开关电路303可以包括晶体管M1。晶体管M1的控制端g1与信号转换电路301的输出端电连接。晶体管M1的第一端a1与第一参考地电连接GND1电连接，第二端b1与第二参考地GND2电连接。在此情况下，该第一开关电路303可以用于在采样信号S3的控制下，在非触控检测阶段P2处于导通状态，以将第一参考地GND1和第二参考地GND2短接，在触控检测阶段P1处于截止状态，以将第一参考地GND1和第二参考地GND2断开。

第二开关电路304可以包括晶体管M2。晶体管M2的控制端g2与信号转换电路301的输出端电连接。晶体管M2的第一端a2与用于提供初级电源电压Vin的电源70电路连接，从而接收该初级电源电压Vin，第二端b2与第一储能电路302电连接。在此情况下，第二开关电路304用于在采样信号S3的控制下，在非触控检测阶段P2处于导通状态，以将接收到的初级电源电压Vin传输至第一储能电路302和触控检测驱动电路20，在触控检测阶段P1处于截止状态，以使得第一储能电路302能够向触控检测驱动电路20放电。

在本申请的一些实施例中，上述第一储能电路302可以为如图20所示的电容、能够进行充放电的电池，或者还可以为采用电感实现储能使能的电路结构。

此外，当初级电源电压Vin高于触控检测驱动电路20的工作电压V3时，本申请实施例提供的电子设备还可以包括如图20所示的第二PMU62。该第二PMU62可以设置于上述第二电路板102上，且电连接于第一储能电路302和触控检测驱动电路20之间。该第二PMU62用于将初级电源电压Vin转换成触控检测驱动电路的工作电压V3。

以采样信号S3的波形与触控激励信号S1中低频部分的波形相同，且晶体管M1和晶体管M2均为P型MOS管为例，对图21所示的电子设备01的控制方法进行详细的说明。该控制方法可以包括如图22所示的S101～S104。

S101、电子设备01开机，如图21所示的触控检测驱动电路20向触控电极10输入触控触控激励信号S1。

电子设备01开机时，隔离电源电路30中信号转换电路301的输入端可以接收低电平，并输出低电平，从而控制第一开关电路303(晶体管M1)和第二开关电路304(M2)导通。第一参考地GND1和第二参考地GND2通过导通的第一开关电路303短接。用于提供初级电源电压Vin的电源70通过第二开关电路304与第一储能电路302和第二PMU62电连接。在此情况下，第一储能电路302可以进行储能。第二PMU62可以将初级电源电压Vin转换成触控检测驱动电路20的工作电压V3。此时，触控检测驱动电路20向触控电极10输入触控触控激励信号S1。由上述可知，该触控激励信号S1的一个周期T可以包括触控检测阶段P1和非触控检测阶段P2。

此外，触控检测驱动电路20输出的触控激励信号S1还可以通过第一隔离元件51传输至交流放大电路40和隔离电源电路30中信号转换电路301的输入端。

S102、在非触控检测阶段P2，电源70向触控检测驱动电路20供电。

当信号转换电路301的输入端接收到上述触控激励信号S1后，在非触控检测阶段P2，触控激励信号S1为低电平。此时，信号转换电路301输出的采样信号S3在该非触控检测阶段P2也为低电平，从而可以控制第一开关电路303(晶体管M1)和第二开关电路304(M2)导通。同上所述，此时，第一参考地GND1和第二参考地GND2短接，电源70向触控检测驱动电路20供电，驱动触控检测驱动电路20输出上述触控激励信号S1。与此同时，第一触控电路302在该阶段对电源70输出的电信号进行存储。

S103、在触控检测阶段P1，第一储能电路302向触控检测驱动电路20供电。

当信号转换电路301的输入端接收到上述触控激励信号S1后，在触控检测阶段P1，触控激励信号S1为高电平。此时，信号转换电路301输出的采样信号S3在该触控检测阶段P1也为高电平，从而可以控制第一开关电路303(晶体管M1)和第二开关电路304(M2)截止。此时，由于第一开关电路303截止，所以第一参考地GND1和第二参考地GND2断开。此外，由于第二开关电路304截止，因此电源70无法继续向触控检测驱动电路20供电。此时，第一触控电路302向触控检测驱动电路20进行放电，以达到向触控检测驱动电路20供电的目的，从而驱动触控检测驱动电路20继续输出上述触控激励信号S1。

S104，在触控检测阶段P1和非触控检测阶段P2，交流放大电路40接收并放大触控激励信号S1，以生成电压调节信号S2。

如图21所示，在触控检测阶段P1和非触控检测阶段P2，触控检测驱动电路20输出的触控激励信号S1可以通过第一隔离元件51传输至交流放大电路40。该交流放大电路40接收并放大触控激励信号S1，以生成电压调节信号S2，将电压调节信号S2传输至第二参考地GND2。其中，电压调节信号S2的峰峰值(例如20V)大于第一参考地GND1的电压值(例如，0V)。

在此情况下，以触控激励信号S1的峰峰值为3.3V为例，在触控检测阶段P1，由上述可知，由于触控电极10与第二参考地GND2之间的压差保持不变(即，保持寄生电容Cm的电容值不变)，触控电极10上电压的最大值为23.3V。在此情况下，当手指进行悬浮触控时，等效到第一参考地GND1(例如0V)的手指与触控电极10之间形成上述等效电容Cp。该等效电容Cp两电极板(手指与触控电极10)之间的电压差可以为23.3V。由上述可知，检测等效电容Cp充放电时间的电信号得到放大，而寄生电容Cm两电极板(触控电极10与第二参考地GND2)之间的电压差较小，为3.3V。从而可以达到提高触控检测信噪比的目的，有利于实现悬浮触控。

综上所述，本申请提供的电子设备01，可以通过隔离电源电路30，在触控检测阶段P1将触控检测驱动电路20与电源70和第一参考地GND1隔离，并电压通过交流放大电路40抬升后的第二参考地GND2电连接。此外，隔离电源电路30还可以向与第二参考地GND2电连接的触控检测驱动电路20供电，使得触控检测驱动电路20保持工作状态。这样一来，隔离电源电路30在向触控检测驱动电路20进行隔离供电的过程中，触控检测驱动电路20直接通过第二PMU62从隔离电源电路30存储的电信号中获取电能。因此，相对于采用变压器对触控检测驱动电路20进行隔离供电的方案而言，采用直接供电方案不仅可以提高供电效率，还可以避免变压器中的线圈占据较大空间，而有利于在小型的电子设备例如手机、平板以及智能可穿戴产品上应用。

需要说明的是，上述是以采样信号S3的波形与触控激励信号S1中低频部分的波形相同，且晶体管M1和晶体管M2均为P型MOS管为例，对电子设备01的控制方法进行详细的说明。当采样信号S3的波形与触控激励信号S1中低频部分的波形相反时，上述晶体管M1和晶体管M2可以均为N型MOS管。该电子设备01的控制方法同理可得，此处不再赘述。

本申请实施例提供一种悬浮触控控制模块，该悬浮触控控制模块用于在手指与触控电极具有一定距离的情况下，对手指与触控电极之间形成的电容的变化量进行检测。该悬浮触控控制模块可以包括芯片系统。该芯片系统可以为由单个裸芯片封装的结构。或者，上述芯片系统还可以为由多个裸芯片合封构成的结构。

上述芯片系统可以包括第一参考地GND1、第二参考地GND2、触控检测驱动模块、隔离电源模块以及交流放大模块。其中，当芯片系统为由单个裸芯片封装的结构时，上述第一参考地GND1、第二参考地GND2、触控检测驱动模块、隔离电源模块以及交流放大模块可以集成于同一个裸芯片中。或者，当芯片系统还为由多个裸芯片合封构成的结构时，上述第一参考地GND1、第二参考地GND2、触控检测驱动模块、隔离电源模块以及交流放大模块可以集成于同一个芯片封装结构内，不同的裸芯片中。

触控检测驱动模块与触控电极10和第二参考地GND2电连接。该触控检测驱动模块用于在采样周期T，向触控电极10输入触控激励信号S1，接收触控电极10的检测信号。其中，在采样周期T中，触控激励信号S1包括触控检测阶段P1和非触控检测阶段P2。该触控检测驱动模块的功能可以采用上述触控检测驱动电路20实现。

隔离电源模块与触控检测驱动模块、第一参考地GND1、第二参考地GND2电连接。隔离电源模块用于接收触控激励信号S1和初级电源电压Vin，根据触控激励信号S1在非触控检测阶段P2，将第一参考地GND1与第二参考地GND2短接，对初级电源电压Vin进行存储，将初级电源电压Vin传输至触控检测驱动模块。此外，在触控检测阶段P1，将第一参考地GND1与第二参考地GND2断开，向触控检测驱动模块放电。该隔离电源模块的功能可以采用上述隔离电源电路30实现。

交流放大模块与第一参考地GND1、第二参考地GND2电连接。交流放大模块用于接收、放大触控激励信号S1，以生成电压调节信号S2，将电压调节信号S2传输至第二参考地GND2。其中，电压调节信号S2的峰峰值大于第一参考地GND1的电压值。该交流放大模块的功能可以通过上述交流放大电路40实现。

此外，隔离电源模块包括信号转换模块、第一储能模块、第一开关模块以及第二开关模块。其中，信号转换模块用于接收触控激励信号S1，滤除触控激励信号S1中位于触控阶段平的高频信号，以生成采样信号S3。信号转换模块的功能可以通过上述信号转换电路301实现。

第一储能模块与触控检测驱动模块电连接。该第一储能模块用于在非触控阶段P2对初级电源电压Vin进行存储。此外，在触控检测阶段P1，向触控检测驱动模块放电。第一储能模块的功能可以通过上述第一储能电路302实现。第一开关模块的控制端与信号转换模块电连接，第一开关模块的第一端与第一参考地GND1电连接，第一开关模块的第二端与第二参考地GND2电连接。第一开关模块用于在采样信号S3的控制下，在非触控检测阶段P2处于导通状态，将第一参考地GND1和第二参考地GND2短接，在触控检测阶段P1处于截止状态，将第一参考地GND1和第二参考地GND2断开。第一开关模块的功能可以通过上述第一开关电路303实现。

第二开关模块的控制端与信号转换模块电连接，第二开关模块的第一端用于接收初级电源电压Vin，第二开关模块的第二端与第一储能模块电连接。第二开关模块用于在采样信号S3的控制下，在非触控检测阶段P2处于导通状态，将接收到的初级电源电压Vin传输至第一储能模块和触控检测驱动模块，在触控检测阶段P1处于截止状态，以使得第一储能模块放电。第二开关模块的功能可以通过上述第二开关电路304实现。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (29)

1.一种电子设备，其特征在于，包括：

触控电极；

第一参考地和第二参考地；

触控检测驱动电路，与所述触控电极和所述第二参考地电连接，用于在采样周期，向所述触控电极输入触控激励信号，接收所述触控电极的检测信号；其中，在所述采样周期中，所述触控激励信号包括触控检测阶段和非触控检测阶段；

隔离电源电路，与所述触控检测驱动电路、所述第一参考地以及所述第二参考地电连接，用于接收所述触控激励信号和初级电源电压，根据所述触控激励信号在所述非触控检测阶段，将所述第一参考地与所述第二参考地短接，对所述初级电源电压进行存储，将所述初级电源电压传输至所述触控检测驱动电路，在所述触控检测阶段，将所述第一参考地和所述第二参考地断开，向所述触控检测驱动电路放电；

交流放大电路，与所述第二参考地和所述第一参考地电连接，用于接收、放大所述触控激励信号，以生成电压调节信号，将所述电压调节信号传输至所述第二参考地；其中，所述电压调节信号的峰峰值大于所述第一参考地的电压值。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述隔离电源电路包括：

信号转换电路，用于接收所述触控激励信号，滤除所述触控激励信号中位于所述触控阶段的高频信号，以生成采样信号；

第一储能电路，与所述触控检测驱动电路电连接，用于在非触控阶段对所述初级电源电压进行存储，在所述触控检测阶段，向所述触控检测驱动电路放电；

第一开关电路，控制端与所述信号转换电路电连接，第一端与所述第一参考地电连接，第二端与所述第二参考地电连接，用于在所述采样信号的控制下，在所述非触控检测阶段处于导通状态，将所述第一参考地和所述第二参考地短接，在所述触控检测阶段处于截止状态，将所述第一参考地和所述第二参考地断开；

第二开关电路，控制端与所述信号转换电路电连接，第一端用于接收所述初级电源电压，第二端与所述第一储能电路电连接，用于在所述采样信号的控制下，在所述非触控检测阶段处于导通状态，将接收到的所述初级电源电压传输至所述第一储能电路和所述触控检测驱动电路，在所述触控检测阶段处于截止状态，以使得所述第一储能电路放电。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述信号转换电路包括：

二极管，输入端用于接收所述触控激励信号；

第二储能电路，与所述二极管的输出端和所述第一参考地电连接；

第三开关电路，控制端与所述二极管的输出端和所述第二储能电路电连接，第一端与所述第一参考地电连接，第二端与第一电压端、所述第一开关电路的控制端和以及所述第二开关电路的控制端电连接；所述第三开关电路用于在所述非触控检测阶段处于截止状态，将所述第一开关电路的控制端、所述第二开关电路的控制端与所述第一参考地断开，所述第一电压端的电压传输至所述第一开关电路的控制端和所述第二开关电路的控制端，在所述触控检测阶段处于导通状态，将所述第一开关电路的控制端、所述第二开关电路的控制端与所述第一参考地短接。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述信号转换电路还包括：

反相器，电连接于所述第三开关电路的第二端与所述第一开关电路的控制端之间，以及所述第三开关电路的第二端与所述第二开关电路的控制端之间。

5.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述信号转换电路包括：

二极管，输入端用于接收所述触控激励信号；

第二储能电路，与所述二极管的输出端和所述第一参考地电连接；

逻辑控制电路，输入端与所述二极管的输出端、所述第二储能电路电连接，输出端与所述第一开关电路的控制端和所述第二开关电路的控制端电连接，逻辑控制端与第二电压端电连接；在所述非触控检测阶段，所述逻辑控制电路接收到的电压小于所述第二电压端的电压，所述逻辑控制电路用于向所述第一开关电路和所述第二开关电路输入低电平，在所述触控检测阶段，所述逻辑控制电路接收到的电压大于或等于所述第二电压端的电压，所述逻辑控制电路用于向所述第一开关电路和所述第二开关电路输入高电平。

6.根据权利要求2-5任一项所述的电子设备，其特征在于，第一储能电路包括电池，或者，包括电容和电感中的至少一个。

7.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：

第一隔离元件，耦接于所述触控检测驱动电路和所述交流放大电路之间，以及所述触控检测驱动电路和所述隔离电源电路之间，用于将所述触控激励信号耦合至所述交流放大电路和所述隔离电源电路。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述第一隔离元件包括：

发光器件，与所述触控检测驱动电路电连接，用于将来自所述触控检测驱动电路的所述触控激励信号转换成光信号；

光电转换器，与所述交流放大电路和所述隔离电源电路电连接，用于将所述光信号转换成电信号，传输至所述交流放大电路。

9.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述第一隔离元件包括：

信号输入接口，与所述触控检测驱动电路电连接，用于接收来自所述触控检测驱动电路的所述触控激励信号；

信号输出接口，与所述交流放大电路和所述隔离电源电路电连接；

隔离电容，第一端与所述信号输入接口电连接，所述隔离电容的第二端与所述信号输出接口电连接；所述隔离电容用于将来自所述信号输入接口的触控激励信号传输至所述信号输出接口。

10.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述第一隔离元件包括：

发声器件，与所述触控检测驱动电路电连接，用于将来自所述触控检测驱动电路的所述触控激励信号转换成声音信号；

声电转换器，与所述交流放大电路和所述隔离电源电路电连接，用于将所述声音信号转换成电信号，传输至所述交流放大电路。

11.根据权利要求1-10任一项所述的电子设备，其特征在于，交流放大电路包括：

运算放大器，输出端与所述第二参考地电连接，控制端与控制电压端电连接；

第一电容，第一端与所述触控检测驱动电路电连接，所述第一电容的第二端与所述运算放大器的正极输入端电连接；

第一电阻，第一端与所述运算放大器的负极输入端电连接；

第二电容，第一端与所述第一电阻的第二端电连接，所述第二电容的第二端与所述第一参考地电连接；

第二电阻，第一端与所述运算放大器的负极输入端电连接，所述第二电阻的第二端与所述运算放大器的输出端电连接。

12.根据权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述交流放大电路还包括：

第三电阻，第一端与所述控制电压端电连接，所述第三电阻的第二端与所述运算放大器的正极输入端电连接；

第四电阻，第一端与所述运算放大器的正极输入端电连接，所述第四电阻的第二端与所述第一参考地电连接；其中，所述第三电阻和所述第四电阻的阻值相同。

13.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：

处理器，与所述第一参考地电连接；

第二隔离元件，耦接于所述处理器和所述触控检测驱动电路之间，用于将所述处理器输出的控制信号耦合至所述触控检测驱动电路，将所述触控检测驱动电路获得的触控检测结果耦合至所述处理器。

14.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：

电池，

第一电源管理单元PMU，与所述电池和所述第二开关电路的第一端电连接，用于将所述电池的电池电压转换成所述初级电源电压；

第二PMU，电连接于所述第一储能电路和所述触控检测驱动电路之间，用于将所述初级电源电压转换成所述触控检测驱动电路的工作电压。

15.根据权利要求1-14任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：

第一电路板；所述第二参考地设置于所述第一电路板中，所述触控检测驱动电路设置于所述第一电路板上；

第二电路板；所述第一参考地设置于所述第二电路板中，所述隔离电源电路以及所述交流放大电路设置于所述第二电路板上。

16.根据权利要求1-14任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：

第一电路板；所述第二参考地设置于所述第一电路板中，所述触控检测驱动电路和所述隔离电源电路设置于所述第一电路板上；

第二电路板；所述第一参考地设置于所述第二电路板中，所述交流放大电路设置于所述第二电路板上。

17.根据权利要求15或16所述的电子设备，其特征在于，

所述触控电极为块状为自电容电极；

所述电子设备还包括盖板，所述盖板与所述第一电路板层叠设置；

所述第一电路板包括靠近所述盖板的第一铜箔；所述第一铜箔包括多个所述自电容电极；所述自电容电极与所述盖板相连接；所述触控检测驱动电路设置于所述第一电路板远离所述盖板的一侧表面上。

18.根据权利要求15或16所述的电子设备，其特征在于，

所述触控电极为自电容电极；

所述电子设备还包括盖板和第一显示屏，所述自电容电极位于所述盖板和所述第一显示屏的出光面之间；

所述触控电极的材料包括透明导电材料。

19.根据权利要求17或18所述的电子设备，其特征在于，

所述触控检测驱动电路包括驱动检测端，每个所述触控电极与所述驱动检测端电连接；所述驱动检测端用于向所述触控电极发送所述触控激励信号，接收所述触控电极的检测信号。

20.根据权利要求15或16所述的电子设备，其特征在于，所述触控电极的数量为多个；

多个所述触控电极包括多个发送电极以及多个接收电极；所述多个发送电极和所述多个接收电极交叉且绝缘设置；

所述电子设备还包括盖板，所述盖板与所述第一电路板层叠设置；

所述第一电路板包括层叠且绝缘设置的第一铜箔和第二铜箔；所述第一铜箔包括多个所述发送电极；所述第二铜箔包括多个所述接收电极；所述发送电极或所述接收电极与所述盖板相连接；

所述触控检测驱动电路设置于所述第一电路板远离所述盖板的一侧表面上。

21.根据权利要求15或16所述的电子设备，其特征在于，所述触控电极的数量为多个；

多个所述触控电极包括多个发送电极，以及多个接收电极；所述多个发送电极和所述多个接收电极交叉且绝缘设置；

所述电子设备还包括盖板和第一显示屏，所述发送电极和所述接收电极位于所述盖板和所述第一显示屏的出光面之间。

22.根据权利要求20或21所述的电子设备，其特征在于，

所述触控检测驱动电路包括驱动端和检测端；每个所述发送电极与所述驱动端电连接，所述驱动端用于向所述发送电极发送触控激励信号；每个接收电极与所述检测端电连接，所述检测端用于接收所述接收电极的检测信号。

23.根据权利要求17、18、20或21所述的电子设备，其特征在于，

所述第二电路板与所述第一电路板层叠设置，且位于所述第一电路板远离所述盖板的一侧。

24.一种触控系统，其特征在于，包括第二显示屏，以及如权利要求1-23任一项所述的电子设备；所述第二显示屏与所述电子设备通信连接。

25.一种电子设备的控制方法，其特征在于，所述电子设备包括触控电极、触控检测驱动电路、隔离电源电路、交流放大电路、第一参考地和第二参考地；所述触控检测驱动电路与所述触控电极电连接，所述隔离电源电路与所述触控检测驱动电路、所述第一参考地以及所述第二参考地电连接；所述交流放大电路与所述触控检测驱动电路、所述第一参考地以及所述第二参考地电连接；

所述控制方法包括：

所述触控检测驱动电路在采样周期，向所述触控电极输入触控激励信号，接收所述触控电极的检测信号；其中，在所述采样周期中，所述触控激励信号包括触控检测阶段和非触控检测阶段；

所述交流放大电路接收、放大所述触控激励信号，以生成电压调节信号，将所述电压调节信号传输至所述第二参考地；其中，所述电压调节信号的峰峰值大于所述第一参考地的电压值；

所述隔离电源电路接收所述触控激励信号和初级电源电压，根据所述触控激励信号，在所述非触控检测阶段，将所述第一参考地与所述第二参考地短接，将所述初级电源电压进行存储，传输至所述触控检测驱动电路；在所述触控检测阶段，将所述第一参考地和所述第二参考地断开，向所述触控检测驱动电路放电。

26.一种芯片系统，其特征在于，包括：

第一参考地和第二参考地；

触控检测驱动模块，与触控电极和所述第二参考地电连接，用于在采样周期，向触控电极输入触控激励信号，接收所述触控电极的检测信号；其中，在所述采样周期中，所述触控激励信号包括触控检测阶段和非触控检测阶段；

隔离电源模块，与所述触控检测驱动模块、所述第一参考地以及所述第二参考地电连接，用于接收所述触控激励信号和初级电源电压，根据所述触控激励信号在所述非触控检测阶段，将所述第一参考地与所述第二参考地短接，对所述初级电源电压进行存储，将所述初级电源电压传输至所述触控检测驱动模块，在所述触控检测阶段，将所述第一参考地和所述第二参考地断开，向所述触控检测驱动模块放电；

交流放大模块，与所述第二参考地和所述第一参考地电连接，用于接收、放大所述触控激励信号，以生成电压调节信号，将所述电压调节信号传输至所述第二参考地；其中，所述电压调节信号的峰峰值大于所述第一参考地的电压值。

27.根据权利要求26所述的芯片系统，其特征在于，所述隔离电源模块包括：

信号转换模块，用于接收所述触控激励信号，滤除所述触控激励信号中位于所述触控阶段的高频信号，以生成采样信号；

第一储能模块，与所述触控检测驱动模块电连接，用于在非触控阶段对所述初级电源电压进行存储，在所述触控检测阶段，向所述触控检测驱动模块放电；

第一开关模块，控制端与所述信号转换模块电连接，第一端与所述第一参考地电连接，第二端与所述第二参考地电连接，用于在所述采样信号的控制下，在所述非触控检测阶段处于导通状态，将所述第一参考地和所述第二参考地短接，在所述触控检测阶段处于截止状态，将所述第一参考地和所述第二参考地断开；

第二开关模块，控制端与所述信号转换模块电连接，第一端用于接收所述初级电源电压，第二端与所述第一储能模块电连接，用于在所述采样信号的控制下，在所述非触控检测阶段处于导通状态，将接收到的所述初级电源电压传输至所述第一储能模块和所述触控检测驱动模块，在所述触控检测阶段处于截止状态，以使得所述第一储能模块放电。

28.根据权利要求26所述的芯片系统，其特征在于，所述芯片系统还包括：

第一隔离模块，耦接于所述触控检测驱动模块和所述交流放大模块之间，以及所述触控检测驱动模块和所述隔离电源模块之间，用于将所述触控激励信号耦合至所述交流放大模块和所述隔离电源模块。

29.根据权利要求26所述的芯片系统，其特征在于，所述芯片系统还包括：

处理模块，与所述第一参考地电连接；

第二隔离模块，耦接于所述处理模块和所述触控检测驱动模块之间，用于将所述处理模块输出的控制信号耦合至所述触控检测驱动模块，将所述触控检测驱动模块获得的触控检测结果耦合至所述处理模块。

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