[發(fā)明專利]一種電容式觸摸電路及其電容檢測(cè)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310185838.8
• 申請(qǐng)日: 2013-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN103259517A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃德松;豐震昊;姚利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 百利通電子（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H03K17/975
• 分類號(hào): H03K17/975
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 吳澤群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電容式觸摸電路及其電容檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

電容式觸摸按鍵是一種新穎的按鍵實(shí)現(xiàn)方式。對(duì)比傳統(tǒng)的機(jī)械式按鍵，電容式觸摸按鍵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，外觀設(shè)計(jì)漂亮，按鍵壽命長(zhǎng)、靈敏度高，操控體驗(yàn)佳等優(yōu)點(diǎn)。越來越多的家電廠商開始將電容式觸摸按鍵運(yùn)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)中去。

電容式觸摸按鍵實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是對(duì)感應(yīng)電容的電容值變化的檢測(cè)方法。現(xiàn)有的電容值檢測(cè)方式，如采用一個(gè)內(nèi)建恒流源對(duì)外部電極電容進(jìn)行不斷循環(huán)的充放電，而電路利用定時(shí)功能單位時(shí)間內(nèi)充放電次數(shù)從而判斷是否為有效按鍵事件。

此方法的問題在于，精度較難做到很高且容易受到外部復(fù)雜電磁環(huán)境的干擾。因而現(xiàn)在迫切需要一種新的電容式觸摸按鍵檢測(cè)方式來提高按鍵的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種電容式觸摸電路及其電容檢測(cè)方法，以解決現(xiàn)有的電容式觸摸按鍵電路精度較差的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種電容式觸摸電路，包括基準(zhǔn)振蕩電路、受控振蕩電路、頻率比較器和逐次逼近電路，基準(zhǔn)振蕩電路和受控振蕩電路的輸出端分別接入頻率比較器的兩個(gè)輸入端，頻率比較器的輸出端接入逐次逼近電路的輸入端，逐次逼近電路的輸出端接入受控振蕩電路的控制端，

所述的頻率比較器比較所述的受控振蕩電路的輸出與基準(zhǔn)振蕩電路的輸出的頻率差，所述的逐次逼近電路根據(jù)所述的頻率比較器的輸出調(diào)節(jié)對(duì)所述的受控振蕩電路的控制量。

進(jìn)一步的，該電路還包括一塊作為電容式觸摸按鍵使用的與該電路印制板相連的金屬片，該感應(yīng)金屬片與所述電路印制板地線形成感應(yīng)電容的上下極板。

進(jìn)一步的，所述的基準(zhǔn)振蕩電路是由基準(zhǔn)電容和基準(zhǔn)電阻組成。

進(jìn)一步的，所述的受控振蕩電路由所述的感應(yīng)金屬片，以及可調(diào)電阻鏈、比較器和邏輯門組成，所述的可調(diào)電阻鏈?zhǔn)芩龅闹鸫伪平娐份敵龅目刂屏靠刂埔愿淖兘尤腚娮柚怠?/p>

進(jìn)一步的，所述的受控振蕩電路由所述的感應(yīng)金屬片，以及可調(diào)電流源、比較器和邏輯門組成，所述的可調(diào)電流源受所述的逐次逼近電路輸出的控制量控制以改變充放電電流值。

一種電容式觸摸電路的電容檢測(cè)方法，基于如權(quán)利要求1至5中的任一個(gè)所述的電容式觸摸電路，

將受控振蕩器的振蕩頻率表達(dá)為f_x=k/（n×R×C₀)，其中k為常數(shù)，n為調(diào)整參數(shù)，R為單位電阻值，C₀為與按鍵相連的所有寄生電容之和，

基準(zhǔn)振蕩電路的振蕩頻率為f_ref，所述的電容式觸摸電路的電容檢測(cè)方法包括以下步驟：

（1）將受控振蕩電路振蕩頻率f_x調(diào)整為：f_x=k/RC₀,即n=1；

（2）頻率比較電路將受控振蕩電路振蕩頻率f_x與基準(zhǔn)振蕩電路頻率f_ref進(jìn)行比較，設(shè)比較后的n為n_b，比較前的n為n_f，

如果f_x>f_ref，n_b=1.5×n_f，則調(diào)整受控振蕩電路振蕩頻率f_x=k/（n_b×R×C₀),

如果f_x<f_ref，n_b=0.5×n_f，則調(diào)整受控振蕩電路振蕩頻率f_x=k/（n_b×R×C₀),

（3）令前個(gè)步驟中的n_b作為本步驟的n_f，重復(fù)前個(gè)步驟中的頻率比較電路對(duì)于受控振蕩電路振蕩頻率f_x與基準(zhǔn)振蕩電路頻率f_ref的比較；

（4）重復(fù)步驟（3），直到受控振蕩電路的振蕩頻率等于基準(zhǔn)振蕩電路的振蕩頻率。

本發(fā)明的電容式觸摸按鍵電路實(shí)現(xiàn)方案，運(yùn)用逐次逼近技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)由感應(yīng)電容和可調(diào)電阻鏈組成的RC振蕩電路的頻率進(jìn)行鎖定。隨著感應(yīng)電容的變化，通過改變可調(diào)電阻鏈的電阻值改變感應(yīng)電容的充放電流，通過檢測(cè)充放電流的改變，即可獲得感應(yīng)電容值的變化，從而實(shí)現(xiàn)電容式觸摸按鍵的檢測(cè)功能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中的電路組成原理圖

具體實(shí)施方式