[發(fā)明專利]環(huán)境緩變自適應(yīng)電容感應(yīng)檢測(cè)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010868918.3
• 申請(qǐng)日: 2020-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN114124066A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳強(qiáng);俞超群;鄭杰中;岳兆強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江智識(shí)電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H03K17/96
• 分類號(hào): H03K17/96;H03K17/16
• 代理公司: 無錫市匯誠(chéng)永信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32260
• 代理人: 李珍珍

本發(fā)明涉及電容感應(yīng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)境緩變自適應(yīng)電容感應(yīng)檢測(cè)系統(tǒng)，包括模擬系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)；所述模擬系統(tǒng)包括選通電路和模擬處理電路；所述數(shù)字系統(tǒng)包括計(jì)數(shù)器、移位數(shù)據(jù)差值減法器、比較判決器、一次性編程存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)鎖存器和數(shù)字主控電路。本系統(tǒng)檢測(cè)過程，不需要ADC參與轉(zhuǎn)換檢測(cè)，顯著降低了系統(tǒng)功耗；執(zhí)行閾值環(huán)境自適應(yīng)算法，閾值不會(huì)出現(xiàn)漂移，系統(tǒng)交付于客戶時(shí)，客戶只需要做簡(jiǎn)單OTP燒寫后，即可直接使用，不需要再次開發(fā)，使用便捷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電容感應(yīng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)境緩變自適應(yīng)電容感應(yīng)檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的電容感應(yīng)檢測(cè)系統(tǒng)的原理一般為：電路具有發(fā)射極TX與接收極RX，并將電容子電容或互電容先轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過ADC電路，將電壓信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，得到具體數(shù)字量化值，再由判決邏輯根據(jù)數(shù)值量化值判斷給出結(jié)論。如圖1所示，中國(guó)專利公開號(hào)為CN107247529A的發(fā)明專利就公開了一種電容感應(yīng)檢測(cè)方案，從該方案中可以看出，其電容感應(yīng)電路具有發(fā)射極TX與接收極RX，先將電容子電容或互電容先轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過處理電路ADC轉(zhuǎn)換后，將電壓信號(hào)做數(shù)字化處理，得到具體數(shù)字量化值；最后由判決邏輯根據(jù)數(shù)值量化值判斷給出結(jié)論。在上述電路結(jié)構(gòu)中，如圖2所示，其判斷閾值會(huì)根據(jù)應(yīng)用環(huán)境給出：1)手指閾值以及上下遲滯范圍，用于判斷手指觸摸和離開。上遲滯判斷觸摸，下遲滯判斷離開。2)給出噪聲閾值，用于做基線更新。這是由于環(huán)境的緩慢變化會(huì)導(dǎo)致輸出結(jié)果的漂移(數(shù)值緩慢變化)，而環(huán)境變化帶來的變化為緩變的和干擾引入噪聲快速變化不同，所以這里需要設(shè)置一個(gè)噪聲閾值，需要做噪聲判斷，以及基線更新，并且這里的判斷都是基于一個(gè)絕對(duì)值，然后再在絕對(duì)值基礎(chǔ)上設(shè)置閾值、遲滯范圍、基線、噪聲閾值等，所以需要處理的數(shù)據(jù)龐大并且復(fù)雜，因而需要MCU+算法配合處理才能完成最終判斷，進(jìn)而增加了系統(tǒng)對(duì)資源的需求。綜上，這種傳統(tǒng)的電容感應(yīng)檢測(cè)系統(tǒng)不僅電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換，而且電容到電壓(即C2V)的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)易受外界干擾影響，判定過程需要MCU或者濾波器進(jìn)行處理，最終導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜度高、面積大、成本和能耗都居高不下，不利于系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種環(huán)境緩變自適應(yīng)電容感應(yīng)檢測(cè)系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種環(huán)境緩變自適應(yīng)電容感應(yīng)檢測(cè)系統(tǒng)，包括模擬系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)；

所述模擬系統(tǒng)包括選通電路和模擬處理電路；

所述數(shù)字系統(tǒng)包括計(jì)數(shù)器、移位數(shù)據(jù)差值減法器、比較判決器、一次性編程存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)鎖存器和數(shù)字主控電路；

所述模擬處理電路為整個(gè)系統(tǒng)提供參考電流和參考電壓，為數(shù)字系統(tǒng)提供復(fù)位信號(hào)，為計(jì)數(shù)器提供時(shí)鐘信號(hào)，所述時(shí)鐘信號(hào)與觸控按鍵信號(hào)的頻率匹配，接收選通電路接入的觸控按鍵信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)輸出到計(jì)數(shù)器；

所述計(jì)數(shù)器在匹配的時(shí)鐘信號(hào)長(zhǎng)度內(nèi)統(tǒng)計(jì)接收到的脈沖信號(hào)個(gè)數(shù)，該統(tǒng)計(jì)值記為轉(zhuǎn)換脈沖數(shù)值并且送入移位數(shù)據(jù)差值減法器，不同觸控按鍵信號(hào)匹配的時(shí)鐘信號(hào)長(zhǎng)度不同；

所述移位數(shù)據(jù)差值減法器對(duì)接收到的轉(zhuǎn)換脈沖數(shù)值進(jìn)行分篩后存入與該觸控按鍵信號(hào)相對(duì)應(yīng)的移位寄存器，并將該數(shù)值與某一減數(shù)進(jìn)行減法運(yùn)算生成差值結(jié)果，差值結(jié)果送入比較判決器，減法運(yùn)算中的某一減數(shù)從該移位寄存器中的存儲(chǔ)數(shù)值中選擇；

所述比較判決器接收差值結(jié)果，選擇與該觸控按鍵信號(hào)匹配的預(yù)定閾值進(jìn)行比較，生成判決結(jié)果送入數(shù)字主控電路；

所述數(shù)字主控電路負(fù)責(zé)控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，通過數(shù)據(jù)鎖存器控制選通電路對(duì)N個(gè)觸控按鍵進(jìn)行選通，通過數(shù)據(jù)鎖存器控制模擬處理電路輸出與觸控按鍵信號(hào)頻率匹配的時(shí)鐘信號(hào)，控制計(jì)數(shù)器匹配的時(shí)鐘信號(hào)長(zhǎng)度，控制移位數(shù)據(jù)差值減法器的移位寄存器選擇和減數(shù)選擇，控制比較判決器的預(yù)定閾值選擇，接收比較判決器輸出的判決結(jié)果并將其與觸摸按鍵對(duì)應(yīng)的連續(xù)觸發(fā)條件進(jìn)行比較，向上位機(jī)輸出按鍵觸發(fā)結(jié)果；