KR20220071103A - 압력 검출 회로, 장치 및 압력 입력 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진동 유닛, 카운터 유닛, 비교기 유닛, 전압 변환 유닛, 정전류원 충전 유닛, 충방전 제어 유닛을 포함하는 압력 검출 회로를 개시하였다. 진동 유닛은 진동신호를 출력하고, 카운터 유닛과 진동 유닛은 연결되고, 진동 신호를 얻고 상기 진동신호가 카운트 클럭신호로 사용된다. 상기 진동신호의 주파수를 카운트하고, 비교기 유닛과 카운터 유닛이 연결되고, 압력 변환을 통해 얻은 전압 변화를 검출하고, 신호를 보내 카운터 유닛이 카운트되거나 중지되는 것을 제어한다. 전압 변환 유닛과 비교기 유닛의 하나의 입력단이 연결되고, 비교기 유닛에 고정된 또는 가변적인 비교 가능한 전압을 제공하고, 정전류원 충전 유닛과 비교기 유닛의 다른 입력단이 연결되고, 비교기 유닛에 선형으로 점차 증가되는 비교 전압을 제공하고, 충방전 제어 유닛과 정전류원 충전 유닛이 연결되고, 정전류원 충전 유닛의 충방전이 제어되므로, 전압 변환 유닛에서 출력되는 비교 가능한 전압을 비교하여 비교기 유닛의 출력단에서 카운터 유닛의 카운트 인에이블 제어(enable control)가 생성되고, 여기에서 진동 유닛 또는 전압 변환 유닛은 압력 획득 유닛을 더 포함하고, 상기 압력 획득 유닛은 전압 변환 유닛 또는 진동 유닛의 구성 부분으로서, 압력을 비교 가능한 전압 또는 진동 신호 주파수가 변화되도록 전환시킨다. 본 발명의 압력 검출 회로는 고해상도, 절전 및 강한 적용성을 지닌 기술 효과를 구비한다. 본 발명은 압력 검출 장치 및 압력 입력 장치를 더 개시한다.

Description

압력 검출 회로, 장치 및 압력 입력 장치 {FORCE DETECTION CIRCUIT AND DEVICE, AND FORCE INPUT DEVICE}
본 발명은 압력 검출 제어 기술 분야에 속하는 압력 검출 회로에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 압력 검출 회로를 개시했을 뿐만 아니라, 이 압력 검출 회로를 바탕으로 형성되는 압력 검출 장치 및 압력 검출 회로 또는 압력 검출 장치로 이루어진 압력 입력 장치를 더 개시한다.
게임용 조이스틱, 필기펜 등과 같이 흔히 압력이 구비된 입력 장치는 일찍이 일상생활에서 게임, 그래픽, 서명 등을 포함하여 광범위하게 활용되고 있다. 일반적으로 ADC 회로에서 얻은 압력의 변화량을 이용하고, ADC는 보통 8 내지 12 비트이고, 만약 더 높은 해상도를 가지려면 더 높은 자리수(예: 16비트)가 필요하다. 높은 자리수인 ADC가 신호원이 비교적 낮은 전압을 가진 상황을 감안하면, 잡음 간섭으로 인해 해상도는 충분히 이용되기 어렵다. 예를 들어 2V/16 비트의 조건에서는, LSB =2V/65536=31uV이고, 배경 환경의 소음이 이 준위보다 매우 높을 수 있으므로, 이러한 조건에서는 높은 자리수 ADC가 간섭을 쉽게 받고 원가 비용이 높아서 이러한 방식은 간섭에 취약하고 해상도가 매우 낮으며, 또한 이는 종래의 디지털식 압력 정보의 전달 방식과 같다. 즉, 메인보드가 하나의 특정 주파수를 제공하여 커패시터의 충전 시간을 계산하여 커패시터 센서의 압력 정보를 획득할 수 있지만, 커패시터의 충전(RC 충전) 시간때문에 압력신호와 센서의 힘값이 로그라서 두개가 서로 대응되는 관계를 실제로 나타낼 수 없고, 종래의 압력 획득 방식을 이용하여 압력 획득 소자에 대한 매우 큰 제한성을 가지므로 사용하기에 매우 불편하다.
본 발명은 상기 기술 문제점을 토대로 압력 검출 회로를 개시하였으므로 종래 ADC 회로의 높은 원가, 간섭에 취약함, 낮은 해상도 및 적용성의 기술 문제를 해결할 수 있다. 또한, 본 발명은 이 검출 회로를 바탕으로 압력 검출 장치와 압력 입력 장치를 더 개시하였다.
본 발명에서 상술한 기술적 문제점을 해결하기 위하여 사용한 구체적인 기술 방법은 다음과 같다.
압력 검출 회로는 진동 유닛, 카운터 유닛, 비교기 유닛, 전압 변환 유닛, 정전류원 충전 유닛, 충방전 제어 유닛을 포함한다. 상기 진동 유닛은 진동신호를 출력하고, 상기 카운터 유닛과 상기 진동 유닛은 연결되고, 진동신호를 얻고 상기 진동신호가 카운트 클럭신호로 사용된다. 상기 진동신호의 주파수를 카운트하고, 비교기 유닛과 카운터 유닛이 연결되고, 압력 변환을 통해 얻은 전압 변화를 검출하고, 신호를 보내 상기 카운터 유닛이 카운트되거나 중지되는 것을 제어한다. 상기 전압 변환 유닛과 상기 비교기 유닛의 하나의 입력단이 연결되고, 상기 비교기 유닛에 고정된 또는 가변적인 비교 가능한 전압을 제공하고, 상기 정전류원 충전 유닛과 상기 비교기 유닛의 다른 입력단이 연결되고, 상기 비교기 유닛에 선형으로 점차 증가되는 비교 전압을 제공하고, 충방전 제어 유닛과 정전류원 충전 유닛이 연결되고, 상기 정전류원 충전 유닛의 충방전이 제어되므로, 상기 전압 변환 유닛에서 출력되는 상기 비교 가능한 전압을 비교하여 비교기 유닛의 출력단에서 카운터 유닛의 카운트 인에이블 제어(enable control)가 생성되고, 여기에서 상기 진동 유닛 또는 상기 전압 변환 유닛은 압력 획득 유닛을 더 포함하고, 상기 압력 획득 유닛은 상기 전압 변환 유닛 또는 진동 유닛의 구성 부분으로서, 압력이 상기 비교 가능한 전압 또는 진동신호 주파수가 변화되게 전환된다.
또한 본 발명은 적어도 상기 압력 검출 회로를 포함하는 압력 검출 장치를 더 개시한다.
마지막으로, 본 발명은 적어도 상기 압력 검출 회로 또는 상기 압력 검출 장치를 포함하는 압력 입력 장치를 더 개시한다.
본 발명은 상기 기술 방안을 사용함으로써 종래 기술과 비교하여 다음과 같은 기술 효과를 달성하였다. 본 발명은 합리적인 설계를 통해 비교기 유닛, 충방전 제어 유닛, 전압 변환 유닛, 정전류원 충전 유닛을 추가할 수 있으므로, 진동 유닛 또는 전압 변환 유닛의 압력 획득 유닛을 통해 압력 변화를 얻거나 느낄 수 있고, 또한 진동 유닛의 주파수 변화 또는 전압 변환 유닛의 압력 변화를 통해 카운터의 카운트 결과와 압력 획득 유닛이 힘을 받을 때 변화량이 정비례하는 선형 관계를 나타내므로, 압력 획득 유닛의 압력 변화량이 직접적으로 반영되고, 복잡한 ADC 회로 없이 압력 검출을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 본 발명이 융통성이 더 우수하고, 대다수 압력 획득 유닛에 사용될 수 있어 실용성이 높다. 또한, 필요에 따라 해상도 크기를 조절할 수 있으므로 해상도가 높다.
본 발명의 압력 검출 장치는 상기 압력 검출 회로를 이용하므로, 구조가 간단하고 융통성 및 해상도가 높은 기술 효과를 달성할 수 있고, 각종 압력 검출 설비 및 시스템에 광범위하게 활용될 수 있다.
본 발명의 압력 입력 장치는 상기 압력 검출 회로 또는 압력 검출 장치를 이용하므로 융통성 및 해상도가 높고, 적용성이 우수한 기술 효과를 달성할 수 있고, 각종 압력 입력 설비 및 시스템에 광범위하게 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 검출 회로의 구조 블록도이다.
도 2는 압력 획득 유닛이 레지스터식 압력 센서인 압력 검출 회로의 개략도이다.
도 3은 압력 획득 유닛이 커패시터식 압력 센서인 압력 검출 회로의 개략도이다.
도 4는 압력 획득 유닛이 인덕턴스식 압력 센서인 압력 검출 회로의 개략도이다.
도 5는 압력 획득 유닛이 레지스터 브리지식 압력 센서인 압력 검출 회로의 개략도이다.
도 6은 제2 커패시터 충전 곡선을 나타내는 대조도이다.
도 7은 도 2 내지 도 5 중 각 신호를 나타내는 파형 타이밍도이다.
아래는 본 발명에서 실시예의 도면을 결합하여, 본 발명 실시예의 기술 방안을 상세하고 완전하게 서술하였다. 서술된 실시예는 본 발명의 일부분의 실시예일 뿐이며, 전체 실시예에 해당되지 않는다.
본 발명의 서술에 있어서 전문 용어인 '일단', '다른 일단', '양단', '사이' 등이 나타내는 방위 또는 위치 관계는 도면에서 도시되는 방위 또는 위치 관계를 말한다. 이는 본 발명을 서술하고 서술을 간략하기 위한 것일 뿐, 가리키는 위치 또는 어셈블리가 반드시 특정 방위를 가리키거나 암시하지 않으며, 또한 특정 방위로 구조 및 조작하지 않는다는 것으로 이해해야 한다. 따라서, 본 발명을 제한하는 것으로 이해할 수 없으며, 본 발명에서 각 전자 소자 앞에 붙는 '제1', '제2', '제3' 또는 각 전자 소자 뒤에 붙는 'R1', 'R2', 'U1A', 'U1B' 등은 구체적인 의미를 갖지 않고, 각 전자 소자를 구분하거나, 대응되는 전자 소자의 전기 부호를 나타내는 데 사용될 뿐, 각 전자 소자에 대한 다른 의미를 내포하지 않는다.
본 발명의 서술에서 별도로 명확하게 규정하고 제한한 것을 제외하고, 전문 용어 '설치된다', '연결된다'는 폭넓게 이해해야 함을 주의해야 한다. 예를 들어, 고정 연결된다는 탈부착이 가능하여 연결되거나, 일체로 연결될 수 있고, 또한 직접적으로 서로 연결될 수 있고, 중간 매개체를 통해 간접적으로 연결될 수도 있고, 전기 연결, 신호 연결 등과 같이 비구조적으로 연결될 수도 있다. 통상의 기술자는 구체적인 상황에 근거해 상기 전문용어가 본 발명 내용에서 쓰인 구체적인 의미로 이해해야 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 검출 회로의 구조 블록도이고, 압력 검출 회로(10)를 개시하고, 또한 압력 검출 장치로도 나타낼 수 있다. 이는 적어도,
진동신호를 출력하는 진동 유닛(11);
진동 유닛(11)과 연결되고, 진동신호를 얻고 진동신호가 카운터 클럭신호로 사용되고, 진동신호의 주파수를 카운트하는 카운터 유닛(12);을 포함하고,
카운터 유닛(12)과 연결되고, 압력 변환을 통해 얻은 전압 변화를 검출하고, 신호를 보내 상기 카운터 유닛(12)이 카운트되거나 중지되는 것을 제어하는 비교기 유닛(13);
비교기 유닛(13)의 하나의 입력단과 연결되고, 비교기 유닛(13)에 고정된 또는 가변적인 비교 가능한 전압을 제공하는 전압 변환 유닛(14);
비교기 유닛(13)의 다른 입력단과 연결되고, 비교기 유닛(13)에 선형으로 점차 증가되는 비교 전압을 제공하는 정전류원 충전 유닛(15);
정전류원 충전 유닛(15)과 연결되고, 정전류원 충전 유닛(15)의 충방전이 제어되므로, 전압 변환 유닛(14)에서 출력되는 비교 가능한 전압을 비교하여 비교기 유닛(13)의 출력단에서 카운터 유닛(12)의 카운트 인에이블 제어(enable control)가 생성되는 충방전 제어 유닛(16);을 더 포함한다.
진동 유닛(11) 또는 전압 변환 유닛(14)은 압력 획득 유닛을 더 포함하고, 압력 획득 유닛은 전압 변환 유닛(14) 또는 진동 유닛(11)의 구성 부분으로서, 압력이 비교 가능한 전압 또는 진동신호 주파수가 변화되게 전환된다.
본 발명의 압력 검출 회로는 압력 변환 유닛(14) 또는 진동 유닛(11)의 구성부분인 압력 획득 유닛을 이용하여, 압력을 비교 가능한 전압의 변화 또는 진동신호 주파수가 변화되게 전환되게 함으로써, 진동 유닛(11) 또는 전압 변환 유닛(14)의 압력 획득 유닛을 통해 압력 변화를 얻거나 느낄 수 있고, 또한 진동 유닛(11)의 주파수 변화 또는 전압 변환 유닛(14)의 압력 변화를 통해 카운터 유닛(12)의 카운트 결과와 압력 획득 유닛이 힘을 받는 변화량이 정비례하는 선형 관계를 나타낼 수 있으므로, 압력 획득 유닛의 압력 크기와 압력 변화량이 직접적으로 반영되고, 압력 획득 수치가 더욱 정확하면서 복잡한 ADC 회로가 필요하지 않고, 또한 절전에 더 유리하고 해상도가 높고, 대다수 압력 획득 유닛에 사용될 수 있어 실용성이 높다.
본 발명에서는 압력 변화를 더 정확하게 획득하기 위해, 본 발명의 압력 검출 회로는 하나의 제어신호 유닛을 더 포함하고, 충방전 제어 유닛(16) 및 카운터 유닛(12)이 연결되고, 카운터 유닛(12)이 리셋되고 충방전 제어 유닛(16)을 제어하여 충방전 전압을 제어시킴으로써, 충방전 제어 유닛(16)을 통해 비교기 유닛(13)의 충방전이 제어되고 카운터 유닛(12)이 카운트되도록 환기한다.
진동 유닛(11)은 카운터 유닛(12)의 카운트 클럭신호로서 진동신호를 생성 및 출력하고, 이는 적어도 하나의 제1 인버터 U1A, 하나의 제2 인버터 U1B, 하나의 제1 커패시터 C1, 제1 레지스터 R2, 제2 레지스터 R1을 포함하고, 제1 인버터 U1A 및 제2 인버터 U1B는 두 극 신호의 증폭장치를 공동으로 조성하고, 7404 인버터와 같은 동일한 모델의 인버터를 채택할 수 있다. 제1 인버터 U1A의 출력단이 제2 인버터 U1B의 출력단에 연결되고, 제2 인버터 U1B의 출력단이 카운터 유닛에 연결되어 진동 신호를 출력하고, 제1 레지스터 R2의 일단이 제1 인버터 U1A의 입력단에 연결되고, 제2 레지스터 R1의 일단이 제2 인버터 U1B의 입력단에 연결되고, 제1 커패시터 C1의 일단이 제2 인버터 U1B의 출력단에 연결되고, 제1 커패시터 C1, 제1 레지스터 R2, 제2 레지스터 R1의 다른 일단이 서로 연결된다.
상기 내용은 진동 유닛(11)의 기본 구성부분이다. 압력 획득 유닛이 진동 유닛(11)의 구성부분으로서 힘을 받아 검출될 경우, 힘을 받을 때 진동 유닛(11)이 대응되는 주파수의 진동신호를 생성하고, 압력 획득 유닛이 힘을 받아 변화될 때 진동 유닛(11)의 주파수를 변화시키고, 이 주파수 변화량과 압력 획득 유닛이 힘을 받을 때 정비례가 되고, 전압 변환 유닛(14)은 이때 고정 불변한 전압을 제공한다. 구체적으로는, 위의 진동 유닛(11)의 기본 구성부분에서, 제2 레지스터 R1은 레지스터식 압력 센서를 선택할 수 있고, 진동 유닛(11)의 압력 획득 유닛으로서 이는 도 2에 도시된 바와 같다. 또는 제1 커패시터 C1은 커패시터식 압력 센서를 선택할 수 있고, 진동 유닛(11)의 압력 획득 유닛으로서 이는 도 3에 도시된 바와 같다. 또는 제2 레지스터 R1은 인덕턴스식 압력 센서로 대체되고, 진동 유닛(11)의 압력 획득 유닛으로서 이는 도 4에 도시된 바와 같다. 이를 바탕으로, 진동 유닛(11)은 복수개의 압력 획득 유닛(레지스터식 압력 센서, 커패시터식 압력 센서, 인덕턴스식 압력 센서)에 적용될 수 있으므로, 본 발명은 적용성이 매우 높다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 비교기 유닛(13)과 카운터 유닛(12)이 연결되고, 이는 압력 변환을 통해 얻은 전압 변화를 검출하고, 신호를 보내 카운터 유닛(12)이 카운트되거나 닫혀지도록 제어하고, 직접적으로 비교기 U4A를 선택할 수 있고, 비교기 U4A의 양극이 전압 변환 유닛(14)에 연결되고, 전압 변환 유닛(14)을 통해 고정된 또는 가변적인 비교 가능한 전압을 획득하고, 비교기 U4A의 음극이 정전류원 충전 유닛(15)에 연결되고, 정전류원 충전 유닛(15)을 통해 선형으로 점차 증가되는 비교 전압을 획득하고, 비교기 U4A의 출력단이 카운터 유닛(12)의 인에이블 제어의 입력단에 연결되고, 카운터 유닛(12)이 맥파의 게이트 제어신호를 입력하고, 정전류원 충전 유닛(15)은 충방전 제어 유닛(16)을 더 연결함으로써, 전압 변환 유닛(14)이 충방전되는 것을 제어하여 비교 전압을 변경하고, 비교기 U4A의 출력단의 전위가 변경됨으로써, 비교기 U4A의 출력단이 고전위일 경우, 카운터 유닛(12)이 카운트되고, 비교기 U4A의 출력단이 저전위일 경우, 카운트 유닛(12)은 카운트를 중지한다.
구체적으로, 압력 획득 유닛이 진동 유닛(11)의 구성부분으로서 힘을 받아 검출될 경우, 전압 변환 유닛(14)이 전압 증폭장치이고, 이 전압 증폭장치는 연산 증폭장치 U3A, 제3 레지스터 R5, 제4 레지스터 R11, 제5 레지스터 R12, 제6 레지스터 R7, 제7 레지스터 R8, 제8 레지스터 R4, 제9 레지스터 R6을 포함하고, 연산 증폭장치 U3A의 음극이 접지되고, 네거티브 피드백이 형성되어 연결되므로, 이의 양,음극인 두개의 입력단의 전압이 대등해진다. 연산 증폭장치 U3A의 양극은 순서대로 제3 레지스터 R5, 제4 레지스터 R11에 연결되고, 제4 레지스터 R11이 외부의 제1 전력 공급 전원 VCC에 연결되고, 제1 전력 공급 전원 VCC는 연산 증폭장치 U3A의 전력 공급단과 더 연결되어 전력을 공급하고, 연산 증폭장치 U3A의 출력단이 비교기 U4A에 연결된다. 제5 레지스터 R12, 제6 레지스터 R7, 제7 레지스터 R8이 순서대로 연결되고, 제5 레지스터 R12의 다른 일단이 제3 레지스터 R5와 제4 레지스터 R11 사이에 연결되고, 제6 레지스터 R7, 제7 레지스터 R8 사이는 도선을 통해 연산 증폭장치 U3A의 음극에 연결되고, 제7 레지스터 R8의 다른 일단이 연산 증폭장치 U3A의 출력단에 연결된다. 제8 레지스터 R4의 일단이 연산 증폭장치 U3A의 양극에 연결되고, 제8 레지스터 R4의 다른 일단이 연산 증폭장치 U3A의 전력 공급단과 연결되고, 제9 레지스터 R6의 일단이 연산 증폭장치 U3A의 양극에 연결되고, 제9 레지스터 R6의 다른 일단이 접지된다. 외부의 제1 전력 공급 전원 VCC의 전압 크기가 유지되거나 변경되면, 비교기 U4A의 양극이 유지되어 고정된 비교 가능한 전압이 입력되고, 압력 획득 유닛이 진동 유닛(11) 내에 위치할 경우, 전압 변환 유닛(14)이 레벨이 고정된 인에이블(enable) 신호를 제공하므로, 카운터 유닛(12)이 인에이블된다.
상기 내용은 전압 변환 유닛(14)의 기본 구성부분이다. 압력 획득 유닛이 전압 변환 유닛(14)의 구성부분으로서 힘을 받을 경우, 상기 제4 레지스터 R11와 제5 레지스터 R12가 브리지식 압력 센서 R3에 의해 대체되고, 압력 변환 유닛(14)의 압력 획득 유닛으로서, 이는 도 5에 도시된 바와 같다. 이때, 진동신호의 출력 주파수는 고정(고정 주파수)되게 변화되지 않을 수도 있고, 전체 진동 유닛 부분으로서 상기 진동 유닛(11)의 기본 구성부분을 선택할 수 있고, 브리지식 압력 센서 R3이 힘을 받을 때, 이 힘은 비교기 유닛(13)의 플러스단의 전압과 정비례되고, 이때 충방전 제어 유닛(16)이 충방전되는 시간이 비교기 유닛(13)의 플러스단의 전압과 정비례되기 때문에 카운터 유닛(12)의 카운트 결과와 센서가 힘을 받을 때의 변화량이 정비례된다.
설명이 필요한 부분은 상기 전압 변환 유닛(14)은 일부 실시예에서 비교기 U4A과 같이 구체적인 비교기 유닛(13)의 양극과 연결되고, 구체적으로는 연산 증폭장치 U3A의 출력단과 비교기 UR1의 양극이 연결되고, 비교기 U4A의 전력 공급이 제1 전력 공급 전원 VCC를 직접적으로 선택한 것이다.
구체적으로, 정전류원 충전 유닛(15)은 트랜지스터 Q1, 제1 이극체 D1, 제2 이극체 D2, 제10 레지스터 R9를 포함하고, 제10 레지스터 R9는 각각 트랜지스터 Q1의 에미터와 외부의 제2 전력 공급 전원 VCC에 연결되고, 제1 이극체 D1의 양극이 외부의 제2 전력 공급 전원 VCC에 연결되고, 제1 이극체 D1의 음극이 제2 이극체 D2의 양극에 연결되고, 제2 이극체 D2의 음극이 트랜지스터 Q1의 베이스에 연결되고, 트랜지스터 Q1의 컬렉터가 비교기 유닛(13)에 연결된다. 정전류원 충전 유닛(15)은 비교기 유닛(13)에 선형으로 점차 증가되는 비교 전압을 제공하는 데 사용되고, 이 트랜지스터 Q1의 컬렉터는 일부 실시예의 비교기 U4A와 같은 구체적인 비교기 유닛(13)의 음극과 연결된다.
본 발명의 충방전 및 제어 모듈로서, 충방전 제어 유닛(16)은 제2 커패시터 C2, 장효과(field effect) 트랜지스터 Q2, 제11 레지스터 R10을 포함하고, 제2 커패시터 C2의 음극과 제11 레지스터 R10의 일단이 연결 및 접지된다. 제2 커패시터 C2의 양극과 트랜지스터 Q1의 컬렉터가 연결되고, 상기 제11 레지스터 R10의 다른 일단이 제2 이극체 D2의 음극에 연결된다. 장효과 트랜지스터 Q2의 드레인과 트랜지스터 Q1의 컬렉터 및 제2 커패시터 C2의 양극이 연결되고, 장효과 트랜지스터 Q2의 소스와 제2 커패시터 C2의 음극이 연결 및 접지되고, 장효과 트랜지스터 Q2의 게이트와 제어신호 유닛이 연결된다.
카운터 유닛(12)은 압력 획득 유닛이 힘을 받은 후 카운트될 때, 적어도 네개의 카운터로 이루어져있고, 네개의 카운터의 EN핀은 비교기 유닛(13)과 연결되고, 네개의 카운터의 RST핀은 충방전 제어 유닛(16)과 연결되고, 네개의 카운터에서 하나의 카운터의 CLK핀과 진동 유닛(11)이 연결되고, 나머지 세개의 카운터의 CLK핀이 차례대로 앞 카운터의 Q3핀에 연결된다. 구체적으로, 네개의 카운터의 EN핀은 일부 실시예에서 비교기 U4A와 같이 구체적인 비교기 유닛(13)의 출력극과 연결되고, 네개의 카운터에서 하나의 카운터의 CLK핀이 상기 진동 유닛(11)의 제2 인버터 U1B와 같은 구체적인 진동 유닛(11)의 출력단과 연결되고, 네개의 카운터의 RST핀은 상기 충방전 제어 유닛(16)의 장효과 트랜지스터 Q2같은 충방전 제어 유닛(16)의 게이트와 연결된다. 더 구체적으로는, 네개의 카운터는 각각 카운터 U2A, 카운터 U2B, 카운터 U5A, 카운터 U5B이고, 4518 모델 카운터 또는 기타 모델인 맥파 카운터를 사용할 수 있다. 여기에서, 카운터 U2A, 카운터 U2B, 카운터 U5A, 카운터 U5B의 EN핀은 비교기 U4A의 출력극과 연결되고, 카운터 U2A, 카운터 U2B, 카운터 U5A, 카운터 U5B의 RST핀은 장효과 트랜지스터 Q2의 게이트와 연결되고, 카운터 U2A의 CLK핀이 제2 인버터 U1B의 출력단에 연결되고, 카운터 U2A의 Q3핀이 카운터 U2B의 CLK핀에 연결되고, 카운터 U2B의 Q3핀이 카운터 U5A의 CLK핀에 연결되고, 카운터 U5A의 Q3핀이 카운터 U5B의 CLK핀에 연결되고, 카운터 U2A, 카운터 U2B, 카운터 U5A, 카운터 U5B의 나머지 핀, 예를 들어 Q0, Q1, Q2, Q3, Q4는 출력핀으로서 카운트 결과를 출력한다. 본 실시예에서 네개의 카운터는 구체적인 실시예로서 선택되는 것에 주목해야한다. 카운터가 직렬로 연결될 때마다, 카운터 유닛(12)의 진수는 증가(진수 곱셈)된다. 구체적으로, 4518 모델의 카운터를 예시로 보면, 단일한 카운터는 4진수이고, 8개의 카운터가 직렬로 연결된 후 4X4=16진수의 카운터를 이루고, 이때, 카운터 유닛(12)의 카운트 범위는 0 내지 65535이고, 이 값의 최종적인 카운트 결과는 압력의 변화량을 나타내기 때문에, 본 실시예의 비교기 유닛(13)은 센서가 받는 힘의 크기에 따라 상이한 진수 및/또는 상이한 수량의 카운터를 선택하여 카운터 유닛(12)이 형성되고, 본 실시예는 구체적인 비교기 유닛(13)이 형성되는 것을 제한하지 않는다.
결론적으로, 도 1 내지 도 4를 결합하면, 상기 압력 획득 유닛이 커패시터식 압력 센서, 레지스터식 압력 센서 또는 인덕턴스식 압력 센서일 경우, 대응되는 센서가 힘을 받아 변화되면 진동 유닛(11) 내에서 제1 커패시터 C1의 영향을 받아 진동 회로가 형성되고, 진동 회로의 주파수 변화량이 센서가 받는 힘과 정비례를 이룬다. 비교기 U4A의 플러스단이 하나의 고정 전압에 연결되므로, 비교기 U4A의 마이너스 단의 제2 커패시터 C2가 시작될 때 방전되고, 이때 비교기 U4A의 출력단이 고전위이고, 카운터 유닛(12)이 카운트되면, 정전류원 충전 유닛(15)이 제2 커패시터 C2를 충전하기 시작하고, 제2 커패시터 C2의 전압이 비교기 U4A의 플러스단보다 높을 경우, 비교기 U4A의 출력단이 저준위로 변화되고, 카운터 유닛(12)이 카운트를 중지하면, 카운터 유닛(12)의 카운트 결과와 센서가 힘을 받을 때의 변화량이 정비례되기 때문에, 센서의 압력 변화를 감지할 수 있고, 제2 커패시터 C2의 커패시터 크기가 변경됨에 따라, 이의 충전 시간이 변경되고, 전체 검출 회로의 해상도가 변경된다.
도 5를 결합하면, 상기 압력 획득 유닛이 브리지식 압력 센서 R3일 경우, 진동 유닛(11)의 진동 회로 출력 주파수는 고정되고(고정된 제1 커패시터 C1 및 제2 레지스터 R1을 사용하였다.), 브리지식 압력 센서 R3에 가해지는 힘이 비교기 U4A의 양극단의 전압과 정비례되고, 정전류원 충전 유닛(15)의 제2 커패시터 C2에 대한 충전 시간은 비교기 U4A의 양극단의 전압과 정비례되므로, 카운터 유닛(12)의 카운트 결과와 브리지식 전압 센서 R3이 힘을 받을 때 변화량이 정비례를 이룬다.
도 6은 제2 커패시터 충전 곡선을 나타내는 대조도이고, 도 6을 결합하여 다음과 같은 사실을 알 수 있다.
1) 종래 기술에서는 RC 충전이 사용되고, RC 충전은 Vc=E-E*exp(-t/RC) 공식에 따라 계산되므로, Vc와 t는 로그 관계로 나타내고, 구체적인 관계는 f(x)에 나타난 바와 같다.
2) 본 발명의 실시예는 정전류 충전이 사용되고, 정전류 충전 공식은 Vc = I*t/C이다. I가 고정되어 있으므로 Vc와 t는 직선 관계로 나타내고, 구체적인 관계는 f'(x)에 나타난 바와 같고, 본 실시예의 상기 기술 효과인 "카운터의 카운트 결과와 센서가 힘을 받을 때의 변화량이 정비례된다."를 직접적으로 반영할 수 있다.
상기 실시예에서 개시한 압력 검출 회로(10)의 구체적인 내용을 바탕으로, 도 7은 도 2 내지 도 5 중 각 신호를 나타내는 파형 타이밍도(도에서 CNT-00은 진동 유닛에서 출력되는 카운트 클럭신호이다)이고, 도 7을 결합하면, 이 압력 검출 회로(10)의 구체적인 작동 원리는 다음과 같다.
A) 초기화될 때 RESET은 고전위이고, 카운터 U2A, 카운터 U2B, 카운터 U5A, 카운터 U5B의 RST핀, 장효과 트랜지스터 Q2의 게이트는 고전위이고, 이때 카운터 유닛(12)은 리셋되어 카운트가 중지되고, 제2 커패시터 C2가 영전위로 방전되면, 비교기 U4A Out(출력단)은 고전위이다.
B) 압력을 얻기 시작할 경우, RESET이 저전위로 설정하고, 카운터 U2A, 카운터 U2B, 카운터 U5A, 카운터 U5B의 RST 및 장효과 트랜지스터 Q2의 게이트는 저전위이고, 이때 카운터 유닛(12)이 카운트되면, 제2 커패시터 C2는 정전류원 충전 유닛(15)에 의해 충전되기 시작하고, 제2 커패시터 C2의 전압이 비교기 U4A+(U4A 양극, 대응되는 U4A-U4A 음극을 나타낸다)보다 높을 경우, 비교기 U4A Out이 저전위로 전환되고, 카운터 U2A, 카운터 U2B, 카운터 U5A, 카운터 U5B의 EN핀이 저전위이고, 카운터 유닛(12)은 카운트가 중지된다.
C) 카운터 값을 읽은 후 다시 RESET을 고전위로 설정하고, A)와 B) 단계를 반복한다.
아래는 구체적인 데이터를 결합하여 본 발명을 진일보 설명한다.
(1) 압력 획득 유닛이 커패시터식 센서 또는 레지스터식 센서일 경우,
타이머 카운트 시간은,
Q=CV=IT
T=C*V/I이고,
구체적으로 V는 목표 전압으로 1.25V를 획득하고, 커패시터 C와 전류는 각각 510pF, 0.5μA를 획득하였다. 이를 통해,
T =1.25V*510pF/0.5μA =1275μs를 얻을 수 있다.
1) 압력 획득 유닛이 커패시터식 센서일 경우, 레지스터는 10KΩ를 고정적으로 취하고, 타이머 시간은 1275μs(T=2.2RC)이고, 커패시터식 센서가 힘을 받는 크기를 변경하고, 소에서 대로 힘을 가하고, 커패시터에 대응되는 변화는 C=5pF, C=50pF 및 C=100pF이고, 가해지는 시간과 진동 주파수가 각각 0.11μs/9.09MHz, 1.11μs/909KHz 및 2.2μs/454KHz 이므로, 1275μs 내에 얻을 수 있는 카운트 값이 각각 12622, 1262 및 631이고, 압력 변화량과 카운트 결과를 통해 카운터 유닛(12)의 카운트 결과와 센서가 힘을 받을 때의 변화량이 정비례된다는 사실을 파악할 수 있다.
2) 압력 획득 유닛이 레지스터식 센서일 경우, 커패시터는 5pF를 고정적으로 취하고, 타이머 시간은 1275μs(T=2.2RC)이고, 레지스터식 센서가 힘을 받는 크기를 변경하고, 소에서 대로 힘을 가하고, 레지스터에 대응되는 변화는 R=500KΩ, R=100KΩ 및 R=10KΩ이고, 가해지는 시간과 진동 주파수가 각각 5.5μs/181KHz, 1.11μs/909KHz 및 0.11μs/9.09MHz 이므로, 1275μs 내에서 얻을 수 있는 카운터 값이 각각 231, 1262 및 12622이고, 압력 변화량과 카운터 결과를 통해 카운터 유닛(12)의 카운터 결과와 센서가 힘을 받을 때의 변화량이 정비례된다는 사실을 파악할 수 있다.
구체적인 데이터는 표 1과 같다.
Figure pat00001
표 1: 커패시터, 레지스터식 센서의 카운트 데이터 표
(2) 압력 획득 유닛이 레지스터 브리지식 센서인 경우,
타이머의 카운트 시간은 마찬가지로 T=（1.5V*5/6)*510pF/0.5μA =1275μs이고, 진동 유닛(11)은 8MHz 고정 주파수가 사용되고, 가해지는 힘은 각각 소, 중, 대이며, 가해지는 힘에 대응되는 레지스터 브리지식 센서에서 출력되는 전압이 0.2V, 0.8V, 1.25V이고, 레지스터 브리지식 센서에 대응되는 전량 Q의 변화는 각각 0.2*510pC = 102pC, 0.8*510pC = 408pC, 1.25*510pC = 637.5pC이고, 가해지는 시간 T는 각각 102pC/0.5μA = 204μs, 408pC/0.5μA = 916μs, 637.5pC/0.5μA = 1275μs이고, 8MHz 고정 주파수와 1275μs 내에 얻을 수 있는 카운트 값이 각각 1632, 7328, 10200이고, 이를 통해 정전류원 충전 유닛(15)의 제2 커패시터 C2에 대한 충전 시간이 비교기 U4A의 양극단의 전압과 정비례되고, 획득한 카운터 유닛(12)의 카운트 결과와 브리지식 압력 센서 R3에서 힘을 받을 때의 변화량이 정비례된다.
구체적인 데이터는 표 2와 같다.
Figure pat00002
표 2: 레지스터 브리지식 센서의 카운트 데이터 표(상기 표1 데이터를 포함하여 비교하기 용이하다)
상기 내용은 본 발명의 압력 검출 회로에 관한 전반적인 내용으로, 이를 바탕으로, 본 발명은 적어도 위의 상기 압력 검출 회로를 포함하는 압력 검출 장치를 더 개시한다.
본 발명의 압력 검출 장치는 상기 압력 검출 회로를 사용하므로 상기 압력 검출 회로의 모든 기술 기능을 구비하고, 민감도와 해상도가 높고 절전 및 적용성이 광범위한 제품 특징을 지니므로 각종 압력 검출 설비 및 시스템에 광범위하게 활용될 수 있다.
본 발명의 압력 검출 장치에서, 압력 검출 회로를 보호하기 위한 하우징, 압력 검출 회로에 사용되는 캐리어 회로 기판, 외부 압력 입력에 사용되는 필기펜 또는 게임용 조이스틱 등과 같은 기타 구조는 필요에 따라 종래 기술 구조를 선택하여 대응되는 기능을 실현할 수 있고, 본 발명은 압력 검출 장치에서 압력 검출 회로를 제외한 구조에 대하여 과도한 제한을 두지 않는다.
마지막으로, 본 발명은 적어도 상기 압력 검출 회로 또는 상기 압력 검출 장치를 포함하는 압력 입력 장치를 더 개시한다.
본 발명의 압력 입력 장치는 위의 압력 검출 회로 또는 압력 검출 장치를 사용하였으므로, 상기 압력 검출 회로 또는 압력 검출 장치의 모든 기술 기능을 구비하고, 민감도와 해상도가 높고 절전 및 적용성이 광범위한 제품 특징을 지니므로 각종 압력 입력 설비 및 시스템에 광범위하게 활용될 수 있다.
본 발명의 압력 입력 장치에서, 압력 검출 회로를 보호하기 위한 하우징, 압력 검출 회로에 사용되는 캐리어 회로 기판, 외부 압력 입력에 사용되는 필기펜 또는 게임용 조이스틱 등과 같은 기타 구조는 필요에 따라 종래 기술 구조를 선택하여 대응되는 기능을 실현할 수 있고, 본 발명은 입력 장치에서 압력 검출 회로를 제외한 구조에 대하여 과도한 제한을 두지 않는다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예이다. 상기 내용은 본 발명에서 제시된 각각의 바람직한 실시예이다. 각 바람직한 실시예에서, 바람직한 실시예가 앞뒤 내용이 상당히 모순적이지 않거나 어떤 바람직한 실시예를 전제로 한 것이 아니라면, 각 바람직한 실시예는 임의로 중첩하여 사용될 수 있고, 상기 실시예 및 실시예의 구체적인 매개 변수는 발명자의 발명 검증 과정을 명확하게 밝히기 위한 것일 뿐 이를 통해 본 발명의 특허 범위를 한정하지 않는다. 본 발명의 특허 보호 범위는 여전히 청구항을 기준으로 삼으며, 본 발명의 명세서 및 도면의 내용을 이용하여 진행한 등가적 구조의 변화는 본 발명의 보호 범위 내에 속한다.

Claims (10)

  1. 압력 검출 회로에 있어서
    진동신호를 출력하는 진동 유닛;
    상기 진동 유닛과 연결되고, 상기 진동신호를 얻고 상기 진동신호가 카운트 클럭신호로 사용되고, 상기 진동신호의 주파수를 카운트하는 카운터 유닛;을 포함하고,
    상기 카운터 유닛과 연결되고, 압력 변환을 통해 얻은 전압 변화를 검출하고, 신호를 보내 상기 카운터 유닛이 카운트되거나 중지되는 것을 제어하는 비교기 유닛;
    상기 비교기 유닛의 하나의 입력단과 연결되고, 상기 비교기 유닛에 고정된 또는 가변적인 비교 가능한 전압을 제공하는 전압 변환 유닛;
    상기 비교기 유닛의 다른 입력단과 연결되고, 상기 비교기 유닛에 선형으로 점차 증가되는 비교 전압을 제공하는 정전류원 충전 유닛;
    상기 정전류원 충전 유닛과 연결되고, 상기 정전류원 충전 유닛의 충방전이 제어되므로, 상기 전압 변환 유닛에서 출력되는 상기 비교 가능한 전압을 비교하여 상기 비교기 유닛의 출력단에서 카운터 유닛의 카운트 인에이블 제어(enable control)가 생성되는 충방전 제어 유닛;을 더 포함하고,
    여기에서, 상기 진동 유닛 또는 상기 전압 변환 유닛은,
    상기 전압 변환 유닛 또는 상기 진동 유닛의 구성 부분으로서, 압력을 상기 비교 가능한 전압 또는 상기 진동신호 주파수가 변화되게 전환되는 압력 획득 유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 검출 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    제어신호 유닛을 더 포함하고, 상기 충방전 제어 유닛 및 카운터 유닛과 연결되고, 카운터를 리셋하고 충방전 제어 유닛을 제어하여, 충방전 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 압력 검출 회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 진동 유닛은 하나의 제1 인버터, 하나의 제2 인버터, 하나의 제1 커패시터, 제1 레지스터, 제2 레지스터를 포함하고,
    상기 제1 인버터의 출력단이 상기 제2 인버터의 입력단에 연결되고, 상기 제2 인버터의 출력단이 상기 카운터 유닛에 연결되어 상기 진동신호가 출력되고, 상기 제1 레지스터의 일단이 상기 제1 인버터의 입력단에 연결되고, 상기 제2 레지스터의 일단이 상기 제2 인버터의 입력단에 연결되고, 상기 제1 커패시터의 일단이 상기 제2 인버터의 출력단에 연결되고, 상기 제1 커패시터, 상기 제1 레지스터, 상기 제2 레지스터의 다른 일단이 상호 연결되고,
    여기에서,
    상기 제1 커패시터가 커패시터식 압력 센서이므로, 상기 진동 유닛의 상기 압력 획득 유닛의 역할을 하고,
    또는,
    상기 제2 레지스터가 레지스터식 압력 센서이므로, 상기 진동 유닛의 상기 압력 획득 유닛의 역할을 하고,
    또는,
    상기 제2 레지스터가 인덕턴스식 압력 센서이므로, 상기 진동 유닛의 상기 압력 획득 유닛의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 압력 검출 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비교기 유닛이 비교기이고, 상기 비교기의 양극이 상기 전압 변환 유닛에 연결되고, 상기 비교기의 음극이 상기 정전류원 충전 유닛에 연결되고, 상기 비교기의 출력단이 상기 카운터 유닛의 인에이블 제어의 입력단에 연결되는 것을 특징으로 하는 압력 검출 회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전압 변환 유닛이 전압 증폭장치이고, 상기 전압 증폭장치는 연산 증폭장치, 제3 레지스터, 브리지식 전압 센서, 제6 레지스터, 제7 레지스터, 제8 레지스터, 제9 레지스터를 포함하고,
    여기에서,
    상기 연산 증폭장치의 양극이 순서대로 상기 제3 레지스터, 상기 브리지식 압력 센서에 연결되고, 상기 브리지식 압력 센서는 외부의 제1 전력 공급 전원에 연결되고, 상기 연산 증폭장치의 출력단이 상기 비교기 유닛에 연결되고,
    상기 브리지식 압력 센서가 상기 제6 레지스터에 더 연결되고, 상기 제6 레지스터와 상기 제7 레지스터가 연결되고, 상기 제6 레지스터와 상기 제7 레지스터 사이는 도선을 통해 상기 연산 증폭장치의 음극에 연결되고, 상기 제7 레지스터의 다른 일단이 상기 연산 증폭장치의 출력단에 연결되고,
    상기 제8 레지스터의 일단이 상기 연산 증폭장치의 음극에 연결되고, 다른 일단이 상기 외부의 제1 전력 공급 전원에 연결되고,
    상기 제9 레지스터의 일단이 상기 연산 증폭장치의 양극에 연결되고, 다른 일단은 접지되는 것을 특징으로 하는 압력 검출 회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정전류원 충전 유닛이 트랜지스터, 제1 이극체, 제2 이극체, 제10 레지스터를 포함하고,
    여기에서,
    상기 제10 레지스터는 각각 상기 트랜지스터의 에미터 및 외부의 제2 전력 공급 전원과 연결되고,
    상기 제1 이극체의 양극이 상기 외부의 제2 전력 공급 전원에 연결되고, 상기 제1 이극체의 양극이 상기 제2 이극체의 양극에 연결되고, 상기 제2 이극체의 양극이 상기 트랜지스터의 베이스에 연결되고, 상기 트랜지스터의 컬렉터가 상기 비교기 유닛에 연결되는 것을 특징으로 하는 압력 검출 회로.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 충방전 제어 유닛이 제2 커패시터, 장효과(field effect) 트랜지스터, 제11 레지스터를 포함하고,
    여기에서,
    상기 제2 커패시터의 음극과 상기 제11 레지스터의 일단이 연결 및 접지되고, 상기 제2 커패시터의 양극과 상기 트랜지스터의 컬렉터가 연결되고, 상기 제11 레지스터의 다른 일단이 상기 제2 이극체의 음극에 연결되고, 상기 장효과 트랜지스터의 드레인과 상기 트랜지스터의 컬렉터 및 상기 제2 커패시터의 양극이 연결되고, 상기 장효과 트랜지스터의 소스와 상기 제2 커패시터의 음극이 연결 및 접지되고, 상기 장효과 트랜지스터의 게이트와 제어신호 유닛이 연결되는 것을 특징으로 하는 압력 검출 회로.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 카운터 유닛은 네개의 카운터가 포함되고,
    여기에서,
    상기 네개의 카운터의 EN핀은 상기 비교기 유닛과 연결되고, 상기 네개의 카운터의 RST핀은 상기 충방전 제어 유닛과 연결되고, 상기 네개의 카운터에서 하나의 카운터의 CLK핀과 상기 진동 유닛이 연결되고, 상기 네개의 카운터에서 다른 세개의 카운터의 CLK핀이 차례대로 앞 상기 카운터의 Q3핀에 연결되는 것을 특징으로 하는 압력 검출 회로.
  9. 압력 검출 장치에 있어서,
    적어도 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 상기 압력 검출 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
  10. 압력 입력 장치에 있어서,
    적어도 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 상기 압력 검출 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 입력 장치.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101235841B1 (ko) * 2012-03-22 2013-02-25 세원텔레텍 주식회사 터치 스크린의 정전 용량 측정 장치
KR20160124693A (ko) * 2015-04-20 2016-10-28 인피니언 테크놀로지스 아게 Mems 센서를 위한 시스템 및 방법
WO2019148974A1 (en) * 2018-01-31 2019-08-08 Boe Technology Group Co., Ltd. Pressure detecting circuit and method, display panel, and display apparatus

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3657660A (en) * 1970-07-24 1972-04-18 Bendix Corp Error detecting and failure indicating system and method in a servo loop
US4550611A (en) * 1984-01-05 1985-11-05 Motorola, Inc. Electronic pressure transducer
JP2000258272A (ja) * 1999-01-04 2000-09-22 Fuji Electric Co Ltd 静電容量型圧力センサ
JP5357461B2 (ja) * 2008-08-11 2013-12-04 パナソニック株式会社 近接センサ
JP5461852B2 (ja) * 2009-03-04 2014-04-02 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド 自動調整発振器
JP5351590B2 (ja) * 2009-04-01 2013-11-27 キヤノン株式会社 圧電素子駆動ユニット及び異物除去装置
KR101216393B1 (ko) * 2010-05-13 2012-12-28 주식회사 실리콘웍스 터치스크린의 정전용량 측정회로 및 방법
US8841974B2 (en) * 2012-09-06 2014-09-23 Silicon Image, Inc. Test solution for ring oscillators
CN103364116A (zh) * 2013-07-25 2013-10-23 安徽皖科电子工程有限公司 时差振荡高精度压力传感器的压力测量方法
CN103364119A (zh) * 2013-07-25 2013-10-23 安徽皖科电子工程有限公司 时差振荡高精度压力传感器
CN205607567U (zh) * 2015-11-19 2016-09-28 南京信息工程大学 一种多量程阵列式压力传感芯片及其检测设备
CN106843544B (zh) * 2017-01-22 2021-01-29 深圳市绘王动漫科技有限公司 无源手写笔的压感信号处理系统、方法及手绘板

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101235841B1 (ko) * 2012-03-22 2013-02-25 세원텔레텍 주식회사 터치 스크린의 정전 용량 측정 장치
KR20160124693A (ko) * 2015-04-20 2016-10-28 인피니언 테크놀로지스 아게 Mems 센서를 위한 시스템 및 방법
WO2019148974A1 (en) * 2018-01-31 2019-08-08 Boe Technology Group Co., Ltd. Pressure detecting circuit and method, display panel, and display apparatus

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