CN117519518A - 电容检测电路及电子芯片、电子设备、显示装置 - Google Patents

电容检测电路及电子芯片、电子设备、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电容检测电路及电子芯片、电子设备、显示装置，包括：M个信号处理模块，用于将显示面板中的电容变化转化为电压变化或电流变化；M个采样保持模块，用于对信号处理模块输出的第一电压进行采样和保持以获得第二电压；N个多路复用模块，用于接收第二电压以及对第二电压进行排队；N个模数转换模块，用于对采样和保持的电压信号依次处理成数字信号，其中，所述M个采样保持模块分为N组分别与所述N个多路复用模块一一对应连接，所述M大于N，M和N均为正整数。本申请的电容检测电路，采用多路复用模块配合模数转换模块，使得一个模数转换模块可以处理多个信号处理模块传递的信号，从而可以大幅减少模数转换模块的个数以及布线面积。

Description

电容检测电路及电子芯片、电子设备、显示装置
技术领域
本发明涉及电容检测技术领域，特别涉及一种电容检测电路及电子芯片、电子设备、显示装置。
背景技术
在目前的触摸屏领域，主要有电阻式触摸屏、光电式触摸屏、表面声波式触摸屏以及电容式触摸屏等结构形式。电容触摸屏由于其坚固耐用、反应速度快、节省空间、透光率高等优点在各种电子设备领域得到了越来越多的应用，并正在成为市场主流产品。
传统的电容检测电路，主要是利用模拟前端将触控板上的电容变化转换成电压的差异，再将电压经由转换放大或缩小，将差异值的电压储存在采样保持模块上，并利用模数转换模块将电压译码成数字码，进而判断是否有人体靠近或触摸触控板，其中一组模拟前端都分配一组采样保持模块及一组模数转换模块，如图1所示。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种电容检测电路及电子芯片、电子设备、显示装置，采用多路复用模块配合模数转换模块，使得一个模数转换模块可以处理多个信号处理模块传递的信号，从而可以大幅减少模数转换模块的个数以及布线面积。
根据本发明的一方面，提供一种电容检测电路，包括：M个信号处理模块，与显示面板连接，用于将显示面板中的电容变化转化为电压变化或电流变化；M个采样保持模块，与所述信号处理模块一一对应连接，用于对所述信号处理模块输出的第一电压进行采样和保持以获得第二电压；N个多路复用模块，与至少一个所述采样保持模块连接，用于接收第二电压以及对第二电压进行排队；N个模数转换模块，与所述多路复用模块一一对应连接，用于对采样和保持的电压信号依次处理成数字信号，其中，所述M个采样保持模块分为N组分别与所述N个多路复用模块一一对应连接，所述M大于N，M和N均为正整数。
可选地，所述多路复用模块采用分时控制时序将接收的至少一个第二电压依次发送给所述模数转换模块。
可选地，所述M个采样保持模块分为N组，每组的所述采样保持模块的数量相同或不同。
可选地，所述多路复用模块和所述模数转换模块均为一个。
可选地，所述多路复用模块和所述模数转换模块均为两个。
可选地，所述信号处理模块包括模拟前端(AFE)。
可选地，所述信号处理模块将显示面板中的电容变化转换为电流变化，所述采样保持模块对所述信号处理模块输出的第一电流进行采样和保持以获得第二电流，所述多路复用模块接收第二电流以及对第二电流进行排队，以及所述模数转换模块将第二电流信号依次处理成数字信号。
根据本发明的另一方面，提供一种电子芯片，包括如前述所述的电容检测电路。
根据本发明的再一方面，提供一种电子设备，包括如前述所述的电容检测电路。
根据本发明的又一方面，提供一种显示装置，包括电容式触控面板，所述电容式触控面板包括如前述所述的电容检测电路。
本发明提供的电容检测电路及电子芯片、电子设备、显示装置，采用多路复用模块配合模数转换模块，使得一个模数转换模块可以处理多个信号处理模块传递的信号，从而可以大幅减少模数转换模块的个数以及布线面积。
进一步地，本申请的电容检测电路及电子芯片、电子设备、显示装置，大幅减少了模数转换模块的个数，不仅可以降低电路整体的功耗，也可以降低芯片的成本。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出了根据现有技术的电容检测电路的结构示意图；
图2示出了根据本发明第一实施例的电容检测电路的结构示意图；
图3示出了根据本发明第二实施例的电容检测电路的结构示意图；
图4示出了根据本发明第四实施例的电容检测电路的结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1示出了根据现有技术的电容检测电路的结构示意图。
现有技术的电容检测电路与显示面板150连接，用于检测显示面板150中的电容变化。其中，显示面板150例如为电容式触控面板，包括多个第一电极线和多个第二电极线组成的阵列，当有物体接近或触控显示面板150时，第一电极线或第二电极线的对地电容发生变化，或第一电极线与第二电极线之间的电容值发生变化，电容检测电路通过对电容变化进行检测从而判断是否有物体接触显示面板150。
参考图1，电容检测电路包括M(M为正整数)个信号处理模块110，M个采样保持模块120以及M个模数转换模块130，M个采样保持模块120与M个信号处理模块110一一对应连接，M个模数转换模块130与M个采样保持模块120一一对应连接，从而组成M组电容检测模块，每组电容检测模块用于检测一个第一电极线和/或一个第二电极线之间的自容或互容变化。
因此，在图1所示的电容检测电路中，显示面板150中第一电极线和第二电极线越多，需要的电容检测模块的组数越多，所占用的面板及晶片面积越多。
图2示出了根据本发明第一实施例的电容检测电路的结构示意图。
参考图2，本申请的第一实施例的电容检测电路包括：M(M为正整数)个信号处理模块110，M个采样保持模块120，一个多路复用模块140以及一个模数转换模块130。
其中，M个信号处理模块110分别与显示面板150中的M个第一电极线或M个第二电极线连接，用于将电极线的电容变化转化为电压变化或电流变化。具体的，信号处理模块110输出的例如为第一电压或第一电流。其中，由于信号处理模块110与电极线一一对应连接，因此在检测到电容变化时，可以根据信号处理模块110对应的电极线确定显示面板150的具体哪个区域有物体触摸。
在该实施例中，信号处理模块110例如采用模拟前端(AFE，Analog Front-End)。
在该实施例中，信号处理模块110是电容检测电路中的一个重要部分，主要负责信号采集、滤波、放大等功能。具体的，信号采集为：AFE通过显示面板的电容传感器获取用户的触摸信号，将电容传感器产生的微弱电流或电荷信号转换成电压信号，方便后续的信号处理和分析。信号滤波为：AFE通过滤波器对信号进行滤波处理，去除噪声和干扰，提高信号的质量和可靠性。信号放大为：AFE通过放大器对信号进行放大，增加信号的幅值和灵敏度，提高检测的精度和稳定性。
M个采样保持模块120与M个信号处理模块110一一对应连接，用于对对应的信号处理模块110输出的第一电压/第一电流进行采样和保持以获得第二电压/第二电流。
在该实施例中，采样保持模块120主要负责信号采样和保持，即在一定时间内采集并保持信号的幅值，方便后续的信号处理和分析。采样保持模块120可以通过电容或开关等方式实现信号的采样和保持，保证采样的准确性和稳定性。
一个多路复用模块140，与M个采样保持模块120连接，用于接收第二电压/第二电流以及对第二电压/第二电流进行排队。其中，多路复用模块140采用分时控制时序将M个采样保持模块120输出的第二电压/第二电流根据时序进行排队，方便后续模数转换模块130的依次处理，不会出现混乱。
一个模数转换模块130，与多路复用模块140连接，用于将多路复用模块140排队后的第二电压/第二电流依次处理成数字信号。
本申请实施例的电容检测电路，通过多路复用模块分时将多个采样保持模块输出的多个第二电压/第二电流传输至模数转换模块，使得一个模数转换模块可以处理多个信号处理模块传递的信号，因此减少了模数转换模块的数量，从而可以大幅减少模数转换模块的个数以及布线面积，此外也可以降低电路整体的功耗和芯片的成本。
进一步地，图3示出了根据本发明第二实施例的电容检测电路的结构示意图。与第一实施例相比，第二实施例的区别在于采用了两个多路复用模块和两个模数转换模块。
参考图3，在该实施例中，M个采样保持模块120分为两组，分别与两组多路复用模块140一一对应连接。每个多路复用模块140用于将对应组内的多个采样保持模块120输出的第二电压/第二电流分时依次传输给模数转换模块130。
进一步地，图4示出了根据本发明第三实施例的电容检测电路的结构示意图。与第一实施例和第二实施例相比，第三实施例的区别在于采用了N个多路复用模块和N个模数转换模块，N＜M，N、M均为正整数。
在该实施例中，M个采样保持模块分为N组，分别与N个多路复用模块和N个模数转换模块。
在该实施例中，N组采样保持模块中，每组的采样保持模块的数量可以相同，也可以不同。
进一步地，本申请还提供一种电子芯片，包括如前述所述的电容检测电路。
进一步地，本申请还提供一种电子设备，包括如前述所述的电容检测电路。
进一步地，本申请还提供一种显示装置，包括电容式触控面板，所述电容式触控面板包括如前述所述的电容检测电路。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种电容检测电路，其特征在于，包括：
M个信号处理模块，与显示面板连接，用于将显示面板中的电容变化转化为电压变化；
M个采样保持模块，与所述信号处理模块一一对应连接，用于对所述信号处理模块输出的第一电压进行采样和保持以获得第二电压；
N个多路复用模块，与至少一个所述采样保持模块连接，用于接收第二电压以及对第二电压进行排队；
N个模数转换模块，与所述多路复用模块一一对应连接，用于对采样和保持的第二电压信号依次处理成数字信号，
其中，所述M个采样保持模块分为N组分别与所述N个多路复用模块一一对应连接，所述M大于N，M和N均为正整数。
2.根据权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于，所述多路复用模块采用分时控制时序将接收的至少一个第二电压依次发送给所述模数转换模块。
3.根据权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于，所述M个采样保持模块分为N组，每组的所述采样保持模块的数量相同或不同。
4.根据权利要求3所述的电容检测电路，其特征在于，所述多路复用模块和所述模数转换模块均为一个。
5.根据权利要求3所述的电容检测电路，其特征在于，所述多路复用模块和所述模数转换模块均为两个。
6.根据权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于，所述信号处理模块包括模拟前端(AFE)。
7.根据权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于，所述信号处理模块将显示面板中的电容变化转换为电流变化，所述采样保持模块对所述信号处理模块输出的第一电流进行采样和保持以获得第二电流，所述多路复用模块接收第二电流以及对第二电流进行排队，以及所述模数转换模块将第二电流信号依次处理成数字信号。
8.一种电子芯片，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的电容检测电路。
9.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的电容检测电路。
10.一种显示装置，其特征在于，包括电容式触控面板，所述电容式触控面板包括如权利要求1-7中任一项所述的电容检测电路。
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