[發明專利]一種新型sigma-delta電容觸摸檢測電路

有效

• 申請號: 201811315250.9
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109444556B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 谷洪波
• 申請（專利權）人: 湖南品騰電子科技有限公司
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 葉碧蓮

本發明公開一種新型sigma?delta電容觸摸檢測電路，其特征在于：所述電路包括電容轉電流輸入模塊、初始化模塊、sigma?delta調制器模塊和計數器模塊，所述新型sigma?delta電容觸摸檢測電路采用逐次逼近自適應電流源，具有很強的自適應能力，能根據外部觸摸電容的大小實時調整內部電路參數，保持檢測電路的靈敏度不變，同時，還可以節省成本，消除不同觸摸電容之間互電容的影響。

技術領域

本發明涉及觸摸檢測技術領域，尤其涉及一種新型sigma-delta電容觸摸檢測電路。

背景技術

現有技術中的一階Sigma-Delta調制器結構如附圖1所示，它由求和加法器，積分器，1位ADC(鎖存比較器)和1位DAC組成，通過過采樣和噪聲整形技術可以以數據轉換器的信噪比。利用Sigma Delta調制器的輸出高信噪比的特點，可以用來檢測電容的大小，特別是觸摸電容。將觸摸電容的改變量轉化成電流的變化量，輸入給一階sigma-delta ADC，通過 ADC輸出能夠表示觸摸電容大小的數字碼，從而能夠得到觸摸電容的變化量，達到檢測觸摸電容的目的。

但是，傳統的sigma-delta型電容觸摸檢測(簡稱CSD–CapSense Sigma Delta)方案只能通過調整放電電阻來適用外部觸摸電容的大小，需要設置外掛調制電容，其自適應能力比較差，并且不同觸摸電容之間還存在互電容的影響。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明提出的新型sigma-delta電容觸摸檢測電路采用逐次逼近自適應電流源，具有很強的自適應能力，能根據外部觸摸電容的大小實時調整內部電路參數，保持檢測電路的靈敏度不變，此外，其調制電容可以非常小，從而不需要外掛調制電容，為IC節省了一個PIN腳的同時也節省了成本，同時，本發明還可以消除不同觸摸電容之間互電容的影響。

本發明提供一種新型sigma-delta電容觸摸檢測電路，其特征在于：所述電路包括電容轉電流輸入模塊、初始化模塊、sigma-delta調制器模塊和計數器模塊。

進一步的，所述電容轉電流輸入模塊包括三個開關、一個自適應恒流源、一個觸摸電容以及一個偽隨機時鐘；所述初始化模塊包括兩個電阻和兩個開關；所述sigma-delta調制器包括一個開關、一個電阻、一個電容、一個比較器、一個振蕩器、一個分頻模塊以及一個鎖存器；所述計數器模塊包括一個分頻模塊、一個PWM產生模塊、一個與門、一個計數器以及一個數據處理器組成。

可選的，通過觸摸電容的充電模式進行觸摸檢測，所述電容轉電流輸入模塊的具體結構為：第六開關SW6一端連接至參考電壓V_REF，所述第六開關SW6的另一端連接至觸摸電容的一端、第一開關SW1的一端以及第二開關SW2的一端，所述第一開關SW1的另一端連接至電源VD，所述第二開關SW2的另一端連接自適應電流源的一端以及所述初始化模塊，所述自適應電流源的另一端以及所述觸摸電容的另一端均連接至地端，其中所述第一開關SW1和所述第二開關SW2的開閉狀態由偽隨機時鐘控制，所述偽隨機時鐘可以產生16-bit的偽隨機序列PSR。

可選的，通過觸摸電容的充電模式進行觸摸檢測，所述電容轉電流輸入模塊的具體結構為：第六開關SW6一端連接至參考電壓V_REF，所述第六開關SW6的另一端連接至觸摸電容的一端、第一開關SW1的一端以及第二開關SW2的一端，所述第一開關SW1的另一端以及所述觸摸電容的另一端均連接至地端，所述第二開關SW2的另一端連接自適應電流源的一端以及所述初始化模塊，所述自適應電流源的另一端連接電源VD，其中所述第一開關SW1和所述第二開關SW2的開閉狀態由偽隨機時鐘控制，所述偽隨機時鐘可以產生16-bit的偽隨機序列PSR。