CN115065326B - 模拟前端电路、芯片及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及集成电路技术领域，公开了一种模拟前端电路、芯片及电子设备。模拟前端电路包括：第一放大器和第一反馈阻抗元件构成的第一放大模块，第一放大器的反相输入端和同相输入端被配置为分别耦接于待测电容和输入电压；第二放大器、第二输入阻抗元件和第二反馈阻抗元件构成的第二放大模块；第三放大器以及第三输入阻抗元件、第四输入阻抗元件和第三反馈阻抗元件，第二输入阻抗元件耦接的电压信号与输入电压的电压值相等，第二输入阻抗元件的阻抗与第三输入阻抗元件的阻抗的乘积等于第二反馈阻抗元件的阻抗与第四输入阻抗元件的阻抗的乘积。对噪声的放大程度固定，两通道数据相减后干扰能够被抵消，使得信噪比能够达到80dB以上。

Description

模拟前端电路、芯片及电子设备

技术领域

本申请实施例涉及集成电路技术领域，特别涉及一种模拟前端电路、芯片及电子设备。

背景技术

随着触控屏逐渐变薄，触控屏内部的集成电路（Integrated Circuit，IC）接收端与触控屏的公共接地端之间形成的基础电容越来越大，甚至可以达到800pF，而在触控屏上进行触控操作带来的电容变化量维持不变，甚至有些只有50fF，也就是说电容变化量与基础电容差距悬殊。一旦触控屏驱动产生电气干扰，就会基于基础电容带来很大的电荷变化量，严重影响了对触控操作的检测，降低了触控屏的工作性能。以触控屏的驱动电压为1.5V为例，即使触控操作带来的电容变化达到50fF，其带来的电荷变化量仍然只有75fC，而触控屏驱动带来的干扰通常会达到500mV，此时，干扰带来的电荷变化量为400pC，信噪比为-75dB，而为了保证触控屏的抗干扰能力，对信噪比的要求通常在80dB以上，-75dB的信噪比完全达不到要求。

为了提高信噪比，目前常用的一种解决办法是：在模拟前端电路中设置电流镜，实现将流入或流出待测电容的电流按比例复制给后一级的电流转电压放大器，从而在后续能够通过对两路通道中的数据进行相减来抵消信号中的噪声部分。

然而，电流镜仍然难以满足信噪比达到80dB以上的抗干扰要求。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种模拟前端电路、芯片及电子设备，对噪声的放大程度固定，从而使得通道数据相减后干扰能够被抵消，解决了由于电流镜失配问题导致的两通道中噪声放大程度不固定、通道相减后干扰无法抵消的问题，使得信噪比能够达到80dB以上，满足了触控屏的抗干扰要求。

为达到上述目的，本申请的实施例提供了一种模拟前端电路，包括：第一放大模块，所述第一放大模块包括第一放大器和第一反馈阻抗元件，所述第一反馈阻抗元件耦接于所述第一放大器的反相输入端和输出端之间，所述第一放大器的反相输入端被配置为耦接待测电容，所述第一放大器的同相输入端被配置为耦接输入电压；第二放大模块，所述第二放大模块包括第二放大器、第二输入阻抗元件和第二反馈阻抗元件，所述第二输入阻抗元件耦接于所述第二放大器的反相输入端，所述第二反馈阻抗元件耦接于所述第二放大器的反相输入端和输出端之间，所述第二放大器的同相输入端耦接于接地端；第三放大模块，所述第三放大模块包括第三放大器、第三输入阻抗元件、第四输入阻抗元件以及第三反馈阻抗元件，所述第三输入阻抗元件耦接于所述第三放大器的反相输入端和所述第二放大器的输出端之间，所述第四输入阻抗元件耦接于所述第三放大器的反相输入端和所述第一放大器的输出端之间，所述第三反馈阻抗元件耦接于所述第三放大器的反相输入端和输出端之间，所述第三放大器的同相输入端耦接于接地端；所述第二输入阻抗元件耦接的电压信号与所述输入电压的电压值保持一致，所述第二输入阻抗元件的阻抗与所述第三输入阻抗元件的阻抗的乘积等于所述第二反馈阻抗元件的阻抗与所述第四输入阻抗元件的阻抗的乘积。

为达到上述目的，本申请的实施例还提供了一种芯片，包括：如上所述的模拟前端电路。

为达到上述目的，本申请的实施例还提供了一种电子设备，包括：如上所述的芯片。

本申请实施例提供的模拟前端电路，在第一放大器的反相输入端耦接待测电容、同相输入端耦接输入电压后，在第一放大器的输出端输出输入电压的同相放大信号，在第二放大器的反相输入端耦接的电压信号与第一放大器的反相输入端耦接的电压信号的电压值保持一致的情况下，即第二放大器的同相输入端也提供输出电压，在第二放大器的输出端输出输入电压的反相放大信号，这样，第三放大模块基于加法功能对第一放大器和第二放大器输出结果进行叠加时，能够通过第二输入阻抗元件的阻抗与第三输入阻抗元件的阻抗的乘积等于第二反馈阻抗元件的阻抗与第四输入阻抗元件的阻抗的乘积的约束，使得第二放大器的输出结果刚好抵消掉第一放大器的输出结果中与待测电容的电容值无关的信号，即在第三放大器的输出端输出只与待测电容的电容值和输入电压的电压值有关的信号，有利于后续确定待测电容的电容变化量。并且相对于电流镜随着电气干扰的大小而变化失配程度，导致出现噪声被非等同放大进而通道数据相减后不再能完全抵消干扰的问题，上述模拟前端电流中各阻抗元件的阻抗值不会随着电气干扰大小的变化而变化，因此，对噪声的放大程度是固定的，不会随着电气干扰大小的变化而变化，保证了在通道数据相减后干扰能够在很大程度上被抵消，从而能够保证信噪比在80dB以上。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本申请第一实施例中提供的模拟前端电路的结构示意图；

图2是本申请第一实施例中提供的模拟前端电路中各阻抗元件类型的一种具体设置的结构示意图；

图3是本申请第一实施例中提供的模拟前端电路中各阻抗元件类型的另一种具体设置的结构示意图；

图4是本申请第一实施例中提供的模拟前端电路中各阻抗元件类型的又一种具体设置的结构示意图；

图5是本申请第一实施例在输入电压Vin1为三角波且第二输入阻抗元件的阻抗等于第二反馈阻抗元件203的阻抗情况下，输入电压、第一放大模块的输出电压、第二放大模块的输出电压以及第三放大模块的输出电压的波形示意图；

图6是本申请第二实施例中提供的模拟前端电路的结构示意图；

图7是本申请第三实施例中提供的模拟前端电路的结构示意图；

图8是本申请第四实施例中提供的模拟前端电路的结构示意图；

图9是本申请第五实施例中提供的模拟前端电路的结构示意图；

图10是本申请第六实施例中提供的模拟前端电路的结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，基于电流镜提高信噪比，仍然难以满足触控屏的信噪比在80dB以上的抗干扰要求。

经分析发现，出现上述问题的原因之一在于：电流镜普遍存在电流失配的问题，在失配的情况下，两个通道所采集的数据放大比例不再一致，这样两个通道进行数据相减后不能完全抵消噪声部分，且失配程度是随着干扰电流的变化而变化，因此，数据相减后的结果非常离散，难以进一步提供统一的去除遗留噪声的方法。

本申请实施例提供的模拟前端电路，不再使用电流镜，而是设置用于实现通信放大功能的第一放大模块、实现反相放大功能的第二放大模块以及实现加法功能的第三放大模块，使得分别对输入电压进行同相放大和反相放大后，对同相放大信号和反相放大信号进行叠加，消除同相放大信号中与待测电容的电容值无关的信号部分，从而在第三放大器的输出端输出只与待测电容的电容值和输入电压的电压值有关的信号，这样，一方面由于输出结果只与待测电容的电容值和输入电压的电压值有关，因此，能够实现对待测电容的电容变化量的检测，另一方面，由于模拟前端电流中不再需要使用电流镜，且各阻抗元件的阻抗不会随着电气干扰大小的变化而变化，因此，放大程度是固定的，通道数据相减后能够在很大程度上抵消掉干扰，因而，能够达到80dB以上的信噪比，满足触控屏的抗干扰要求。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本申请的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

本申请实施例一方面提供了一种模拟前端电路。

参考图1，本申请的第一实施例提供的模拟前端电路1000至少包括：第一放大模块100、第二放大模块200和第三放大模块300，

其中，第一放大模块100包括第一放大器101和第一反馈阻抗元件102，第一反馈阻抗元件102耦接于第一放大器101的反相输入端和输出端之间，第一放大器101的反相输入端被配置为耦接待测电容400，第一放大器101的同相输入端被配置为耦接输入电压Vin1；第二放大模块200包括第二放大器201、第二输入阻抗元件202和第二反馈阻抗元件203，第二输入阻抗元件202耦接于第二放大器201的反相输入端，第二反馈阻抗元件203耦接于第二放大器201的反相输入端和输出端之间，第二放大器201的同相输入端耦接于接地端；第三放大模块300包括第三放大器301、第三输入阻抗元件302、第四输入阻抗元件303以及第三反馈阻抗元件304，第三输入阻抗元件302耦接于第三放大器301的反相输入端和第二放大器201的输出端之间，第四输入阻抗元件303耦接于第三放大器301的反相输入端和第一放大器101的输出端之间，第三反馈阻抗元件304耦接于第三放大器301的反相输入端和输出端之间，第三放大器301的同相输入端耦接于接地端；第二输入阻抗元件202耦接的电压信号，即输入电压Vin2，与输入电压Vin1的电压值保持一致，第二输入阻抗元件202的阻抗与第三输入阻抗元件302的阻抗的乘积等于第二反馈阻抗元件203的阻抗与第四输入阻抗元件303的阻抗的乘积。

这样，当第一放大器101的反相输入端耦接待测电容400、同相输入端耦接输入电压Vin1，第二放大器201的反相输入端耦接与输入电压Vin1的电压值时刻保持一致的输入电压Vin2后，对于第一放大模块100：

根据放大器的虚短原理可知，第一放大器101的同相输入端和反相输入端的电压值相等，进而结合放大器的虚断原理可知，（V1-V0）/Z0=V0/Zs，则V1=V0*(1+Z0/Zs)，其中，V1为第一放大器101输出端的电压值，V0为输入电压Vin1的电压值，Z0为第一反馈阻抗元件102的阻抗值，Zs为待测电容400的阻抗值。

由此可见，第一放大模块100实现了对输入电压Vin1的同相放大功能。

对于第二放大模块200：

根据放大器的虚地原理可知，第二放大器201的同相输入端的电压为0，进而根据放大器的虚断原理以及第二输入阻抗元件202耦接的电压信号Vin2与输入电压Vin1的电压值保持一致可知，(0-V0)/Z2=(V2-V0)/Z3，则V2=V0*(-Z3/Z2)，其中，V0为输入电压Vin1的电压值，Z2为第二输入阻抗元件202的阻抗值，Z3为第二反馈阻抗元件203的阻抗值，V2为第二放大器201输出端的电压值。

由此可见，第二放大模块200实现了对输入电压Vin1的反相放大功能。

对于第三放大模块300：

根据放大器的虚地原理可知，第三放大器301的同相输入端的电压为0，进而根据放大器的虚断原理可知，(0-V2)/Z4+(0-V1)/Z5=(Vout-0)/Z6，则Vout=-V2*(Z6/Z4)-V1*(Z6/Z5)，其中，Vout为第三放大器301输出端的电压值，V1为第一放大器101输出端的电压值，V2为第二放大器201输出端的电压值，Z4为第三输入阻抗元件302的阻抗值，Z5为第四输入阻抗元件303的阻抗值，Z6为第三反馈阻抗元件304的阻抗值。

由此可见第三放大模块300实现了加法功能。

综上，Vout=-V0*(Z3/Z2)*(Z6/Z4)-V0*(1+Z0/Zs)*(Z6/Z5)=V0*Z6*(Z3/(Z2*Z4)-1/Z5)-V0*((Z6*Z0)/(Z5*Zs))。

进一步结合第二输入阻抗元件202的阻抗与第三输入阻抗元件302的阻抗的乘积等于第二反馈阻抗元件203的阻抗与第四输入阻抗元件303的阻抗的乘积，即Z3/(Z2*Z4)-1/Z5=0，则Vout=-V0*((Z6*Z0)/(Z5*Zs)。

考虑到电容的阻抗公式，即待测电容400的阻抗Zs=1/(j*w*Cs)，其中，w为电压频率，Cs为待测电容400的电容值，则Vout=-V0*((Z6*Z0)/Z5)*j*w*Cs。

由于Z6、Z0、Z5、V0不会由于电气干扰的存在或变化而发生改变，因此，第三放大器301的输出端输出实际只与待测电容400的电容值和输入电压Vin1的电压值V0有关的信号，有利于在后续对待测电容400的电容变化量进行检测，从而实现触控操作的检测。

并且，根据Vout=-V0*((Z6*Z0)/Z5)*j*w*Cs可知，Vout的值与输入信号V0成正比，也就是说，输入信号将会被以固定倍数放大，从而干扰信号通过模拟前端电路被放大的倍数也是固定的，而触控屏中的干扰影响的是所有待测电阻400，即每个待测电阻400的存在相同的干扰且该干扰被以相同的固定倍数放大，这样，两个通道的输出中包含的干扰信号相同，通过通道数据相减，使得干扰会被抵消，解决了由于电流镜失配问题导致的两通道中噪声放大程度不固定、通道相减后干扰无法抵消的问题，从而达到信噪比能够达到80dB以上的效果。

为了帮助本领域技术人员更直观地理解上述效果，以下将基于以峰值为2伏（V）的正弦波为输入电压Vin1，两个待测电阻400的基础电容均为800pF进行蒙特卡洛仿真实验得到的仿真实验数据进行说明。其中，考虑到触控屏中技术人员更为关注的是基于模拟前端电路测量得到的电容值，而不是电压值，以电容值比值来表征信噪比更符合本领域技术人员的需求，因此，仿真实验的输出结果以电容值表征。

在有电气干扰的情况下，两个待测电阻400的模拟前端电路1000的输出之差对应的电容值之差为-0.017pF，而在无干扰的情况下，两个待测电阻400的模拟前端电路1000的输出之差对应的电容值之差为-0.009pF，因此，基于干扰产生的电容值为：（-0.009）-（-0.017）=0.008pF，其对应的信噪比为：20*lg(800/0.008)=100dB，大于80dB。

当存在触控操作时，Cs=C0+ΔC，其中，C0为待测电容400在无外界影响的情况下产生的基础电容值，ΔC为触控操作带来的待测电容400的电容变化量，则ΔVout=-V0*((Z6*Z0)/Z5)*j*w*ΔC，再考虑到驱动带来的电气干扰，即存在Vnoise，且Vnoise=ΔV0，则ΔVout＇=-(V0+ΔV0)*((Z6*Z0)/Z5)*j*w*ΔC。因此，通过控制V0就能够控制V0与ΔV0的比值，从而将模拟前端电路1000的信噪比保持在预期范围内，其中，可以理解的是，驱动带来的电气干扰是有限的，即ΔV0是有限的，为了使得电容测量值具有较好的抗干扰能力，不需要将V0设置得特别大，供电要求不需要特别高，也就是说，实现难度和成本并不是很高，有利于其应用。

需要说明的是，本实施例中提到的接地端为基准地，可以通过提供直流电实现，如耦接一个1.3V的电压。

为了便于本领域技术人员更好地理本申请提供的解模拟前端电路1000，以下将在第一实施例的基础上，对第一反馈阻抗元件102、第二输入阻抗元件202、第二反馈阻抗元件203、第三输入阻抗元件302、第四输入阻抗元件303以及第三反馈阻抗元件304的具体元件类型进行举例说明。

在一些例子中，参考图2，第一反馈阻抗元件102、第二输入阻抗元件202、第二反馈阻抗元件203、第三输入阻抗元件302、第四输入阻抗元件303以及第三反馈阻抗元件304均为电阻。

在另一些例子中，参考图3，第一反馈阻抗元件102、第二输入阻抗元件202、第二反馈阻抗元件203、第三输入阻抗元件302、第四输入阻抗元件303以及第三反馈阻抗元件304均为电容。

在又一些例子中，参考图4，第一反馈阻抗元件102、第四输入阻抗元件303以及第三反馈阻抗元件304均为电容，第二输入阻抗元件202、第二反馈阻抗元件203以及第三输入阻抗元件302均为电阻。

当然，以上仅为对各阻抗元件的举例说明，在其他例子中，各阻抗元件的还可以是其他能够满足第二输入阻抗元件202的阻抗与第三输入阻抗元件302的阻抗的乘积等于第二反馈阻抗元件203的阻抗与第四输入阻抗元件303的阻抗的乘积的电容和电阻的组合，此处就不再一一赘述了。

需要说明的是，本实施例中的输入电压Vin1包括正弦波或三角波。当然，在其他例子中，输入电压Vin1还可以是一种电压值实时变化的电压信号，此处就不再一一赘述了。

特别地，在输入电压Vin1为三角波的情况下，若还满足第二输入阻抗元件202的阻抗等于第二反馈阻抗元件203的阻抗，即Z2=Z3，则结合Z3/(Z2*Z4)-1/Z5=0可得，Z5=Z4，也就是说，第三放大模块300对第一放大器101的输出和第二放大器201的输出进行同等倍数的放大，然后相加，即Vout=V1+V2，结合V2=V0*(-Z3/Z2)可得V2=-V0，此时，参考图5，在输入电压Vin1对应波形1的情况下，V2对应波形2，与波形1反相，V1对应波形3，Vout对应波形4，由波形2和波形3叠加形成，为方波，便于后续对Vout进行信号处理。

可以理解的是，模拟前端电路1000通常会配合模数转换电路、数字混频电路和数字滤波电路实施，而模数转换电路可以分为单端输入和差分输入，因此，为了实现模拟前端电路1000与单端输入的模数转换电路的配合，第三放大器301的输出端提供的信号应当为单端信号，以作为模拟前端电路1000的输出、模数转换电路的输入，即第一实施方式所提供的模拟前端电路1000；为了实现模拟前端电路1000与差分输入的模数转换电路的配合，模拟前端电路1000输出端提供的信号应当为差分信号，以作为模拟前端电路1000的输出、模数转换电路的输入。

因此，为了使得模拟前端电路1000输出端提供差分信号，本申请还提供了第二实施例，参考图6，本实施例与第一实施例的区别在于，模拟前端电路1000还包括第四放大模块500。

其中，第四放大模块500包括第四放大器501、第五输入阻抗元件502和第四输出阻抗元件503，第五输入阻抗元件502耦接于第四放大器501的同相输入端和第三放大器301的输出端，第四输出阻抗元件503耦接于第四放大器501的同相输入端和输出端之间，第四放大器501的反相输入端耦接于接地端，第五输入阻抗元件502的阻抗等于第四输出阻抗元件503的阻抗。

此时，根据放大器的虚地原理可知，第四放大器501的同相输入端为0，进而根据放大器的虚断原理可知：(0-Vout)/Z7=(Vout＇-0)/Z8，则Vout＇=-(Z8/Z7)*Vout，结合第五输入阻抗元件502的阻抗等于第四输出阻抗元件503的阻抗的约束，即Z5=Z4，则Vout＇=-Vout，也就是说，第三放大器301输出端和第四放大器501输出端输出的信号构成一组差分信号，使得模拟前端电路1000能够与差分输入的模数转换电路配合实施。

需要说明的是，不论是第一实施例还是第二实施例，均要求输入电压Vin2与输入电压Vin1的电压值保持一致，为了满足上述要求，既可以是通过提供两个相同的电压信号分别作为输入电压Vin2与输入电压Vin1实现，还可以是提供一个电压信号，从而基于第一放大模块100和第二放大模块200在输入端的连接关系共享该电压信号。

基于此，为了实现一个电压信号同时向第一放大模块100和第二放大模块200供电，以下提供了不同的实施例针对不同的实现方式进行说明。

本申请还提供了第三实施例，参考图7，本实施例与第一实施例的区别在于，第二输入阻抗元件202耦接于第一放大器101的同相输入端和第二放大器201的反相输入端之间。

从而能够在第二输入阻抗元件202的电压输入端提供与第一放大器101的同相输入端接收的相同的电压信号，而基于放大器的虚短原理可知，第一放大器101的同相输入端的电压等于第一放大器101的反相输入端的电压，因此，在第二输入阻抗元件202的电压输入端提供的电压信号与第一放大器101的同相输入端接收的电压信号相同。

进一步地，考虑到第一放大器101的反相输入端被配置为耦接待测电容400，而电容上的电压不能突变，需要逐渐变化，即存在时延，也就是说，第一放大器101的同相输入端的电压不完全等于第一放大器101的反相输入端的电压。

因此，本申请还在第三实施例的基础上提供了第四实施例，以使得第二输入阻抗元件202耦接的电压信号能够更好地跟踪第一放大器101的反相输入端的电压值。参考图8，第四实施例与第三实施例的区别在于：模拟前端电路1000还包括耦接于第二放大器201的反相输入端和第一放大器101的同相输入端之间的第五放大模块600。

其中，第五放大模块600包括第五放大器601和第六输入阻抗元件602，第六输入阻抗元件602耦接于第五放大器601的反相输入端和接地端之间，第六输入阻抗元件602为电容，从而能够基于第六输入阻抗元件602在第一放大器101的同相输入端提供的输入电压Vin1的基础上叠加时延效果。

在一些例子中，第六输入阻抗元件602的阻抗等于待测电容400的阻抗。

当然，由于待测电容400的电容值会受到触控操作的影响，因此，待测电容400的阻抗为未知量，第六输入阻抗元件602的阻抗等于待测电容400的阻抗难以实现，也就是说，不能完全控制时延相等，此时，可以将第六输入阻抗元件602设置为一个电容值与待测电容400的基础电容值相等的电容。

可以理解的是，第三实施例和第四实施例均以第二放大模块200与第一放大器101的同相输入端耦接，显然，第二放大模块200还可以与第一放大器101的反相输入端耦接。

因此，本申请还提供了第五实施例，参考图9，第五实施例与第一实施例的区别在于：第二输入阻抗元件202耦接于第一放大器101的同相输入端和第二放大器201的反相输入端之间。

从而能够在第二输入阻抗元件202的电压输入端提供与第一放大器101的反相输入端相同的电压信号，从而保证输入电压Vin2与输入电压Vin1的电压值保持一致。

需要说明的是，上述第一实施例-第五实施例均是针对一个待测电阻400所对应的模拟前端电路1000进行说明。而对于触控屏而言，其上通常具备若干待测电阻400。

因此，本申请还提供了第六实施例，以描述对于若干待测电阻400如何设置对应的模拟前端电路，第六实施例与第一实施例的区别在于，第一实施例提供的是单个待测电阻400的模拟前端电路1000，而第六实施例提供的是若干待测电阻400的模拟前端电路1000。

具体地，第六实施例中，第一放大模块100和第三放大模块300的数量为N，第二放大模块200的数量为M，N≥M，各第一放大模块100的输出端分别耦接于不同第三放大模块300中的第三放大器301的反相输入端，M和N均为正整数。

进一步地，在N＞M的情况下，至少两个第三放大模块300中的第三输入阻抗元件302共同耦接于一个第二放大模块200中的第二放大器201的输出端，其中，耦接于同一个第二放大模块200中的第二放大器201的输出端的至少两个第三放大模块300所耦接的第一放大模块100中的第一放大器101被配置为耦接于同一输入电压，从而，第二输入阻抗元件202耦接的电压信号均能够与其对应的第一放大模块100中的输入电压的电压值保持一致。

为了便于本领域技术人员更好地理解N＞M的情况下的模拟前端电路1000的结构，以下将以两组第一放大模块100和第三放大模块300（即两个第一放大模块100和两个第三放大模块300）共用一个第二放大模块200为例，对各放大模块之间的连关系进行具体说明。

参考图10，第一放大模块100a与第三放大模块300a耦接，第一放大模块100b与第三放大模块300b耦接，第二放大模块200同时与第三放大模块300a和第三放大模块300b耦接。由此可见，当N＞M时，多组第一放大模块100和第三放大模块300共用一个第二放大模块200，对于同一触控屏上的多个待测电容400而言，减少了对第二放大模块200的使用，降低了成本，且减少了元件数量，有利于减小电路占用空间，更加便携，特别是在触控屏上的待测电容400均使用同一个第二模块，能够最大程度上减少元件数量、减小电路占用空间。

而在N=M的情况下，各第三放大模块300中的第三输入阻抗元件302分别耦接于不同第二放大模块200中的第二放大器201的输出端。也就是说，第一放大模块100、第二放大模块200和第三放大模块300均一一对应。

本申请实施例另一方面还提供了一种芯片，该芯片包括如上任一实施例的模拟前端电路。

不难发现，本实施例为与电路实施例相对应的芯片实施例，本实施例可与电路实施例互相配合实施。电路实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在电路实施例中。

本申请实施方式另一方面还提供了一种电子设备，该电子设备包括如上所述的芯片。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本公开的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本公开实施例的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本公开实施例的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本公开实施例的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (14)

1.一种模拟前端电路，其特征在于，包括：

第一放大模块，所述第一放大模块包括第一放大器和第一反馈阻抗元件，所述第一反馈阻抗元件耦接于所述第一放大器的反相输入端和输出端之间，所述第一放大器的反相输入端被配置为耦接待测电容，所述第一放大器的同相输入端被配置为耦接输入电压；

第二放大模块，所述第二放大模块包括第二放大器、第二输入阻抗元件和第二反馈阻抗元件，所述第二输入阻抗元件耦接于所述第二放大器的反相输入端，所述第二反馈阻抗元件耦接于所述第二放大器的反相输入端和输出端之间，所述第二放大器的同相输入端耦接于接地端；

第三放大模块，所述第三放大模块包括第三放大器、第三输入阻抗元件、第四输入阻抗元件以及第三反馈阻抗元件，所述第三输入阻抗元件耦接于所述第三放大器的反相输入端和所述第二放大器的输出端之间，所述第四输入阻抗元件耦接于所述第三放大器的反相输入端和所述第一放大器的输出端之间，所述第三反馈阻抗元件耦接于所述第三放大器的反相输入端和输出端之间，所述第三放大器的同相输入端耦接于接地端；

所述第二输入阻抗元件耦接于所述第一放大器的同相输入端和所述第二放大器的反相输入端之间；或者，所述第二输入阻抗元件耦接于所述第一放大器的反相输入端和所述第二放大器的反相输入端之间；或者，所述第二输入阻抗元件耦接于一电压信号和所述第二放大器的反相输入端之间；

所述第二输入阻抗元件接收的电压信号与所述输入电压的电压值保持一致，所述第二输入阻抗元件的阻抗与所述第三输入阻抗元件的阻抗的乘积等于所述第二反馈阻抗元件的阻抗与所述第四输入阻抗元件的阻抗的乘积。

2.根据权利要求1所述的模拟前端电路，其特征在于，所述模拟前端电路还包括第四放大模块，所述第四放大模块包括第四放大器、第五输入阻抗元件和第四输出阻抗元件，所述第五输入阻抗元件耦接于所述第四放大器的同相输入端和所述第三放大器的输出端，所述第四输出阻抗元件耦接于所述第四放大器的同相输入端和输出端之间，所述第四放大器的反相输入端耦接于接地端，所述第五输入阻抗元件的阻抗等于所述第四输出阻抗元件的阻抗。

3.根据权利要求1所述的模拟前端电路，其特征在于，所述第二输入阻抗元件耦接于所述第一放大器的同相输入端和所述第二放大器的反相输入端之间；所述模拟前端电路还包括：耦接于所述第二输入阻抗元件和所述第一放大器的同相输入端之间的第五放大模块，所述第五放大模块包括第五放大器和第六输入阻抗元件，所述第六输入阻抗元件耦接于所述第五放大器的反相输入端和接地端之间，所述第六输入阻抗元件为电容。

4.根据权利要求3所述的模拟前端电路，其特征在于，所述第六输入阻抗元件的阻抗等于所述待测电容的阻抗。

5.根据权利要求1或2所述的模拟前端电路，其特征在于，所述第一反馈阻抗元件、所述第二输入阻抗元件、所述第二反馈阻抗元件、所述第三输入阻抗元件、所述第四输入阻抗元件以及所述第三反馈阻抗元件均为电阻。

6.根据权利要求1或2所述的模拟前端电路，其特征在于，所述第一反馈阻抗元件、所述第二输入阻抗元件、所述第二反馈阻抗元件、所述第三输入阻抗元件、所述第四输入阻抗元件以及所述第三反馈阻抗元件均为电容。

7.根据权利要求1或2所述的模拟前端电路，其特征在于，所述第一反馈阻抗元件、所述第四输入阻抗元件以及所述第三反馈阻抗元件均为电容，所述第二输入阻抗元件、所述第二反馈阻抗元件以及所述第三输入阻抗元件均为电阻。

8.根据权利要求1或2所述的模拟前端电路，其特征在于，所述输入电压包括正弦波或三角波。

9.根据权利要求8所述的模拟前端电路，其特征在于，所述输入电压为三角波，所述第二输入阻抗元件的阻抗等于所述第二反馈阻抗元件的阻抗。

10.根据权利要求1或2所述的模拟前端电路，其特征在于，所述第一放大模块和所述第三放大模块的数量为N，所述第二放大模块的数量为M，N≥M，各所述第一放大模块的输出端分别耦接于不同所述第三放大模块中的所述第三放大器的反相输入端，M和N均为正整数。

11.根据权利要求10所述的模拟前端电路，其特征在于，N＞M，至少两个所述第三放大模块中的所述第三输入阻抗元件共同耦接于一个所述第二放大模块中的所述第二放大器的输出端。

12.根据权利要求10所述的模拟前端电路，其特征在于，N=M，各所述第三放大模块中的所述第三输入阻抗元件分别耦接于不同所述第二放大模块中的所述第二放大器的输出端。

13.一种芯片，其特征在于，包括：如权利要求1至12中任一项所述的模拟前端电路。

14.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求13所述的芯片。

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