CN216670703U - 一种电容感应电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电容感应电路，包括PWM信号输出单元、电容感应单元和触摸单元；所述电容感应单元包括第一电阻，第二电阻，电容C，第一开关，第二开关和模数转换器；所述触摸单元包括一个或多个触摸通道。本实用新型仅通过两个电阻、两个开关、一个电容和一个模数转换器即可实现触摸感应，电路实现简单、面积小；PWM信号输出单元输出的稳定频率的方波信号，同时采用低温漂电容，降低了电路自身的误差，使触控更加准确。

Description

一种电容感应电路

技术领域

本实用新型属于集成电路技术领域，具体涉及一种电容感应电路。

背景技术

触控技术在生活中随处可见，如触屏手机，触屏操作的小家电及触屏开关等等。实现触控主要采用电阻式触控、电容式触控等技术，其中电容式触控由于具有响应快、成本低等特点，得到广泛应用。随着技术的发展，人们对电容式触控电路的需求也发生转变，要求在触控精准的基础上，进一步简化电路、缩小电路面积。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种电容感应电路，包括PWM信号输出单元、电容感应单元和触摸单元；所述电容感应单元包括第一电阻，第二电阻，电容C，第一开关，第二开关和模数转换器；所述触摸单元包括一个或多个触摸通道。

进一步地，所述电容感应单元中，所述第一电阻与所述第二电阻串联；所述第一开关的正极连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间；

所述第二开关的正极连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间；

所述电容连接于所述第二电阻与第一电阻连接的相对端，所述电容与所述第二电阻连接的相对端接地；

所述模数转换器连接于所述第二电阻与所述电容之间，用于采集所述电容的电压。

进一步地，所述PWM信号输出单元为比较器、振荡电路或其他可输出PWM信号的电路，用于为电容感应单元提供参考电压和基于参考电压的PWM信号，同时与电容感应单元进行通讯。

进一步地，所述PWM信号输出单元的输出端与串联的第一电阻和第二电阻连接；所述触摸单元连接于串联的第一电阻与第二电阻之间。

进一步地，所述电容C为低温漂电容。

进一步地，所述第一电阻与所述第二电阻阻值可根据需要调整。

进一步地，所述触摸单元最多同时接通一个触摸通道。

进一步地，所述触摸通道包括多路选择开关、上拉电阻和人体直接接触点。

进一步地，所述多个触摸通道并联；所述多路选择开关的输入端连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间；

所述多路选择开关的第一输出端连接于所述上拉电阻；所述多路选择开关的第二输出端连接于所述人体接触点。

本实用新型提供的一种电容感应电路，仅通过两个电阻、两个开关、一个电容和一个模数转换器即可实现触摸感应，电路实现简单、面积小；PWM信号输出单元输出的稳定频率的方波信号，同时采用低温漂电容，降低了电路自身的误差，使触控更加准确。

附图说明

图1为实施例1提供的一种电容感应电路的电路图。

图2为实施例2提供的一种电容感应电路的电路图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例，对本实用新型进行进一步地说明。

实施例1提供一种电容感应电路，包括PWM信号输出单元、电容感应单元和触摸单元，如图1所示，PWM信号输出单元为电路输出稳定的PWM信号、提供参考电压VREF；电容感应单元包括第一开关S1、第二开关S2、第一电阻R1、第二电阻R2、电容C、模数转换器ADC，通过模数转换器ADC检测电容C处的电压变化，来感应触摸单元是否有人体触摸；触摸单元包括一个触摸通道，该触摸通道包括多路选择开关S3、第三电阻R3、人体直接接触点T，用于人体直接接触。

在本实施例中，整个电路的工作电压为5V，比较器输出频率设置为100kHz，50%占空比，第一电阻R1与第二电阻R2阻值相同，均为1.5M，电容C采用低温漂电容。

第一电阻R1与第二电阻R2串联；第一开关S1的正极连接于第一电阻R1与第二电阻R2之间；

第二开关S2的正极连接于第一电阻R1与第二电阻R2之间；

电容C连接于第二电阻R2与第一电阻R1连接的相对端，电容C与第二电阻R2连接的相对端接地；

模数转换器ADC连接于第二电阻R2与电容C之间，用于采集电容C的电压。

比较器CMP输出端与串联的第一电阻R1和第二电阻R2连接；触摸单元通过多路选择开关S3的输入端1连接于串联的第一电阻R1与第二电阻R2之间，多路选择开关S3的第一输出端2与第三电阻R3连接，第三电阻R3与多路选择开关S3连接的相对端接电源VCC；多路选择开关S3的第二输出端3与人体直接接触点T连接。

比较器CMP输出稳定频率的PWM信号，当输出信号为高电平时，电流经第一电阻R1、第二开关S2向电容C充电；当输出信号为低电平时，电容C经第二电阻R2、第一开关S1放电。

当人体直接接触点T无人体接触时，电路按照比较器输出的信号频率运行，此时模数转换器处电压稳定；

当人体直接接触点T有人体接触时，人体和接触点T之间形成一个等效电容，加快电容C的放电速度，减慢电容C的充电速度，导致模数转换器ADC处的电压下降，以此来感应人体直接接触点T处的电容变化。

实施例2提供一种电容感应电路，包括PWM信号输出单元、电容感应单元和触摸单元，如图2所示，PWM信号输出单元经过供电、通讯接口，向电容感应单元提供参考电压VREF和输出频率稳定的PWM信号，并根据电容感应单元的电压变化，向下游电路发送动作指令；电容感应单元包括第一开关S1、第二开关S2、第一电阻R1、第二电阻R2、电容C、模数转换器ADC，通过模数转换器ADC检测电容C处的电压变化，来感应触摸单元是否有人体触摸；触摸单元包括8个并联的触摸通道，分别为第一触摸通道P1、第二触摸通道P2、第三触摸通道P3、第四触摸通道P4、第五触摸通道P5、第六触摸通道P6、第七触摸通道P7、第八触摸通道P8；每个触摸通道包括一个多路选择开关、一个上拉电阻和一个人体直接接触点；

具体地，第一触摸通道P1包括第三开关S3、第三电阻R3和第一接触点T1；

第二接触通道P2包括第四开关S4、第四电阻R4和第二接触点T2；

第三接触通道P3包括第五开关S5、第五电阻R5和第三接触点T3；

第四接触通道P4包括第六开关S6、第六电阻R6和第四接触点T4；

第五接触通道P5包括第七开关S7、第七电阻R7和第五接触点T5；

第六接触通道P6包括第八开关S8、第八电阻R8和第六接触点T6；

第七接触通道P7包括第九开关S9、第九电阻R9和第七接触点T7；

第八接触通道P8包括第十开关S10、第十电阻R10和第八接触点T8。

触摸单元通过多路选择开关连接于电容感应单元，具体地，连接于串联的第一电阻R1和第二电阻R2之间。

在本实施例中，整个电路的工作电压为3V，PWM信号输出单元输出的信号频率设置为100kHz，50%占空比，第一电阻R1与第二电阻R2阻值相同，均为1M，电容C采用低温漂电容。

第一电阻R1与第二电阻R2串联；第一开关S1的正极连接于第一电阻R1与第二电阻R2之间；

第二开关S2的正极连接于第一电阻R1与第二电阻R2之间；

电容C连接于第二电阻R2与第一电阻R1连接的相对端，电容C与第二电阻R2连接的相对端接地；

模数转换器ADC连接于第二电阻R2与电容C之间，用于采集电容C的电压。

PWM信号输出单元通过供电、通讯接口与串联的第一电阻R1和第二电阻R2连接，为电容感应单元提供参考电压VREF，以及基于VREF的PWM信号；

触摸单元的第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6、第七开关S7、第八开关S8、第九开关S9、第十开关S10并联，第三开关S3～第十开关S10的输入端1连接于串联的第一电阻R1、第二电阻R2之间；第三开关S3～第十开关S10的第一输出端2分别与第三电阻R3～第十电阻R10连接；第三电阻R3～第十电阻R10的另一端接电源VCC；第三开关S3～第十开关S10的第二输出端3分别与第一接触点T1～第八接触点T8连接。

PWM信号输出单元输出稳定频率的PWM信号，当输出信号为高电平时，电流经第一电阻R1、第二开关S2向电容C充电；当输出信号为低电平时，电容C经第二电阻R2、第一开关S1放电。

当所有接触点均无人体接触时，电路按照PWM信号输出单元输出的信号频率运行，此时模数转换器ADC处电压稳定；

当所述触摸单元只有第一触摸通道P1对应的第一接触点T1有物体接触时，第一触摸通道P1的第三开关S3接通第二输出端3；所述电容C的放电速度加快、充电速度减慢，所述模数转换器ADC采集到的电压下降；所述PWM信号输出单元监测所述模数转换器ADC采集的电压数据，经处理后，发送相应的动作指令至下游电路，实现触摸控制。

当所述触摸单元的第三触摸点T3、第五触摸点T5和第八触摸点T8同时有物体接触时，依次接通第三触摸通道P3、第五触摸通道P5和第八触摸通道P8。

具体地，首先接通第三触摸通道P3，第五开关S5接通第二输出端，待所述PWM信号输出单元监测并处理完第三触摸通道P3接通引起的电压变化数据，并发送相应动作指令至下游电路，完成触控后，第五开关S5上拉至第一输出端2，断开第三触摸通道P3；

接着，接通第五触摸通道P5，第七开关S7接通第二输出端3，待所述PWM信号输出单元监测并处理完第五触摸通道P5接通引起的电压变化数据，并发送相应动作指令至下游电路，完成触控后，第七开关S7上拉至第一输出端2，断开第五触摸通道P5；

接着，接通第八触摸通道P8，第十开关S10接通第二输出端3，PWM信号输出单元监测并处理完第八触摸通道P8接通引起的电压变化数据，并发送相应动作指令至下游电路，完成触控。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种电容感应电路，其特征在于，包括PWM信号输出单元、电容感应单元和触摸单元；所述电容感应单元包括第一电阻，第二电阻，电容C，第一开关，第二开关和模数转换器；所述触摸单元包括一个或多个触摸通道；

所述电容感应单元中，所述第一电阻与所述第二电阻串联；所述第一开关的正极连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间；

所述第二开关的正极连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间；

所述电容连接于所述第二电阻与第一电阻连接的相对端，所述电容与所述第二电阻连接的相对端接地；

所述模数转换器连接于所述第二电阻与所述电容之间，用于采集所述电容的电压；所述PWM信号输出单元的输出端与串联的第一电阻和第二电阻连接；所述触摸单元连接于串联的第一电阻与第二电阻之间。

2.根据权利要求1所述的电容感应电路，其特征在于，所述PWM信号输出单元为比较器、振荡电路。

3.根据权利要求1所述的电容感应电路，其特征在于，所述电容C为低温漂电容。

4.根据权利要求1所述的电容感应电路，其特征在于，所述第一电阻与所述第二电阻阻值可根据需要调整。

5.根据权利要求1所述的电容感应电路，其特征在于，所述触摸单元最多同时接通一个触摸通道。

6.根据权利要求5所述的电容感应电路，其特征在于，所述触摸通道包括多路选择开关、上拉电阻和人体直接接触点。

7.根据权利要求6所述的电容感应电路，其特征在于，所述多个触摸通道并联；所述多路选择开关的输入端连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间；

所述多路选择开关的第一输出端连接于所述上拉电阻；所述多路选择开关的第二输出端连接于所述人体直接接触点。

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