[發明專利]基于互電容觸摸屏的電荷放大器及穩定波形輸出方法

在審

• 申請號: 202011510190.3
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112600524A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 文鈞
• 申請（專利權）人: 南京芯思科技有限公司
• 主分類號: H03F3/70
• 分類號: H03F3/70;H03K7/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王恒靜

本發明公開一種提供基于互電容觸摸屏的電荷放大器及穩定波形輸出方法，包括：前置放大器、反饋電容C_f、第一反饋電阻Rf1、第二反饋電阻Rf2和開關S1，所述前置放大器的負相輸入端連接屏體組件，正相輸入端接收參考電壓，所述第一反饋電阻Rf1與第二反饋電阻Rf2串聯，并連接在前置放大器的負相輸入端和正相輸入端之間，所述反饋電容C_f并聯在串聯的第一反饋電阻Rf1和第二反饋電阻Rf2之間，所述開關S1并聯在所述第二反饋電阻Rf2兩端，所述第二反饋電阻Rf1阻值小于所述第二反饋電阻Rf2的阻值；本發明所述的電路可以使得電荷放大器快速穩定，從而改善輸出波形，使放大器工作穩定，工作頻率加寬。

技術領域

本發明涉及充電電路技術領域，具體涉及一種基于互電容觸摸屏的電荷放大器及穩定波形輸出方法。

背景技術

眾所周知，具有觸控感應功能的電子系統包含觸控區，可供使用者的手指或觸控筆進行接觸。電容式觸控技術多半使用在中小型尺寸的觸控熒屏上，成為市場上應用量最大的主流技術。

使用電容觸控式技術的觸控熒屏，通常包含疊加在熒屏之上的觸控板，以供使用者的手或觸控筆接觸使用，觸控板內部包含有多條導線，每一條導線都耦接到觸控感應裝置內的觸控感應電路。

電容觸控式技術主要分為兩種，一種是自電容觸控技術，一種是互電容觸摸技術。這兩種技術都是依賴手指或觸控筆靠近觸控板的導線時，所造成導線上電容值的變化，通過測量驅動電位的壓降來得知觸控點的位置。互電容感應式觸摸屏包括多條驅動線和多條感應線，驅動線和感應線交叉放置，在驅動線和感應線的交叉處形成互電容。互電容感應式觸摸屏可以包括成陣列排布的互電容。

目前的電荷放大器若沒有反饋電阻時，可以認為直流放大量為無窮大，那么，運放稍有點失調，就會使輸出電平在電源電壓或者0電平；如果有反饋電阻，但反饋電阻極小，假設輸入的為方波，則輸出的波形極有可能被削頂失真，假設波峰失真度為斜率K，則上述K值極大，如圖1所示；如果有反饋電阻，且反饋電阻極大的情況下，假設輸入的為方波，則輸出的波形就會需要較長的時間才能達到穩定，假設波峰失真度為斜率K’，則上述K’值極小，且可以無限趨近于0，如圖2所示。因此，導致整個觸控區工作不穩定和反應速度較慢。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術的不足，本發明提供一種基于互電容觸摸屏的電荷放大器，該電路可以解決穩定性差或者輸出波形質量較差的問題，本發明還提供一種穩定波形輸出方法。

技術方案：本發明一方面提供基于互電容觸摸屏的電荷放大器，包括：前置放大器、反饋電容C_f、第一反饋電阻Rf1、第二反饋電阻Rf2和開關S1，所述前置放大器的負相輸入端連接屏體組件，正相輸入端接收參考電壓，所述第一反饋電阻Rf1與第二反饋電阻Rf2串聯，并連接在前置放大器的負相輸入端和正相輸入端之間，所述反饋電容C_f并聯在串聯的第一反饋電阻Rf1和第二反饋電阻Rf2之間，所述開關S1并聯在所述第二反饋電阻Rf2兩端，所述第二反饋電阻Rf1阻值小于所述第二反饋電阻Rf2的阻值。

進一步的，包括：

所述屏體組件包括屏體電容C_s和屏體電阻R_s，所述屏體電容C_s一端連接信號發射端，另一端與所述屏體電阻R_s相連，屏體電阻R_s與前置放大器的負相輸入端連接。

進一步的，包括：

第一反饋電阻Rf1和第二反饋電阻Rf2的阻值之和R_f表示為：

進而，

其中，Vout為前置放大器的輸出電壓，Vin為輸入電壓值，||為并聯符號。

進一步的，包括：