[發(fā)明專利]一種電荷放大器電路及其時(shí)序控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910597564.0
• 申請日: 2019-07-04
• 公開（公告）號(hào): CN110212880A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張弛;高益;余佳
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳貝特萊電子科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H03F3/70
• 分類號(hào): H03F3/70;H03K17/22
• 代理公司: 深圳眾贏通寶知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44423
• 代理人: 翁治林

本發(fā)明公開了一種電荷放大器電路，包括第一電容Cb、第二電容Cf、運(yùn)算放大器U1、第一開關(guān)P1、第二開關(guān)P2、第三開關(guān)P3、第四開關(guān)P4、第五開關(guān)P5、第六開關(guān)P6以及第七開關(guān)P7。本發(fā)明還公開了電荷放大器電路的時(shí)序控制方法。本發(fā)明電荷放大器電路及其時(shí)序控制方法通過改變第一控制相位階段給第一電容Cb充電的電壓和第二控制相位階段第一電容Cb的第二極板的穩(wěn)態(tài)電壓，使得在一定的第一電容Cb、第二電容Cf情況下，增大了可支持的屏體自電容范圍，優(yōu)化了電路性能，減小了物理版圖面積，降低了單顆芯片的成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及放大器電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電荷放大器電路及其時(shí)序控制方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著智能終端(智能手機(jī)、智能平板等)的快速普及，觸摸屏控制技術(shù)迅速發(fā)展。觸摸屏感知手指的觸摸，將手指的觸摸信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)處理后送給上層控制系統(tǒng)，上層控制系統(tǒng)通過算法計(jì)算識(shí)別手指的動(dòng)作并做出相應(yīng)反饋。目前，廣泛采用的觸摸屏主要有兩種：電阻屏和電容屏，隨著技術(shù)日新月異的發(fā)展，電容屏越來越占據(jù)主導(dǎo)地位。在電容屏系統(tǒng)中，手指的觸摸從電學(xué)特性上來說是電容的變化，電容是儲(chǔ)存電荷的電路基本單元，因此，感知手指的觸摸其實(shí)質(zhì)就是感知電荷的變化量并將其轉(zhuǎn)換成電壓的變化量。電荷放大器就是將電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)的一種器件、電路或者裝置，已廣泛應(yīng)用于各種傳感器中。

在集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電路的物理版圖面積直接決定單顆芯片的成本，是設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在電荷放大器現(xiàn)有技術(shù)中，要支持較大的屏體自電容，需要電荷放大器內(nèi)部使用的兩個(gè)電容也比較大，大的電容占用了較大的物理版圖面積，增加了芯片成本。因此，在不顯著降低電荷放大器電路性能的前提下研究怎樣減小其物理版圖面積很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種電荷放大器電路及其時(shí)序控制方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種電荷放大器電路，包括：第一電容Cb、第二電容Cf、運(yùn)算放大器U1、第一開關(guān)P1、第二開關(guān)P2、第三開關(guān)P3、第四開關(guān)P4、第五開關(guān)P5、第六開關(guān)P6以及第七開關(guān)P7；

具體的，第一開關(guān)P1一端和第二開關(guān)P2一端均與觸摸屏的屏體自電容Cs的第一極板連接，第一開關(guān)P1另一端接地，第二開關(guān)P2另一端與第三開關(guān)P3一端、第四開關(guān)P4一端及第一電容Cb的第一極板連接，第四開關(guān)P4另一端與第一參考電壓V1連接，第一電容Cb的第二極板與第五開關(guān)P5一端及第六開關(guān)P6一端連接，第五開關(guān)P5另一端接地，第六開關(guān)P6另一端與第一參考電壓V1連接；

具體的，第三開關(guān)P3另一端與運(yùn)算放大器U1反相輸入端Vn、第二電容Cf的第一極板及第七開關(guān)P7一端均連接，運(yùn)算放大器U1同相輸入端Vp與第二參考電壓V2連接，運(yùn)算放大器U1輸出端Vo與第二電容Cf的第二極板及第七開關(guān)P7另一端均連接為電路輸出端Vo3；所述第一參考電壓V1與第二參考電壓V2不相等。

優(yōu)選地，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)P1、第四開關(guān)P4、第五開關(guān)P5及第七開關(guān)P7導(dǎo)通，且第二開關(guān)P2、第三開關(guān)P3及第六開關(guān)P6斷開時(shí)，為第一控制相位階段；

當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)P1、第四開關(guān)P4、第五開關(guān)P5及第七開關(guān)P7斷開，且第二開關(guān)P2、第三開關(guān)P3及第六開關(guān)P6導(dǎo)通時(shí)，為第二控制相位階段。

優(yōu)選地，在第一控制相位階段和第二控制相位階段之間還包括第三控制相位階段；

當(dāng)?shù)诙_關(guān)P2及第五開關(guān)P5導(dǎo)通時(shí)，且第一開關(guān)P1、第三開關(guān)P3、第四開關(guān)P4、第六開關(guān)P6及第七開關(guān)P7斷開時(shí)，為第三控制相位階段。

優(yōu)選地，在第一控制相位階段，第一參考電壓V1對第一電容Cb進(jìn)行充電，充電完成后，第一電容Cb的第一極板的電荷為Q₃，Q₃的計(jì)算公式為：