电容感测电路及触控面板制造技术

本发明专利技术适用于电容检测技术领域，提供了一种电容感测电路，包含有：前端电路、第一相减总和电路和电容判断电路；其中，前端电路，耦接于待测电路；第一相减总和电路，耦接于前端电路与电容判断电路之间，包含有：相减单元；总和单元，耦接于相减单元；第一转换器，耦接于总和单元与电容判断电路之间；以及第二转换器，耦接于第一转换器与相减单元之间；以及电容判断电路，用来根据第一输出信号，判断待测电容的电容变化。本发明专利技术利用包含主动组件的前端电路提升对噪声的抵抗性，以及利用相减总和电路限制总和信号的变动范围，避免模拟数字转换器进入饱和状态，具有较高的信噪比。

Capacitance sensing circuit and touch panel

The invention is applicable to the technical field of capacitance detection provides a capacitance sensing circuit includes: front-end circuit, the first sum subtraction circuit and the capacitance judging circuit; wherein, the front-end circuit is coupled to the circuit to be tested; the first sum subtraction circuit, coupled between the front-end circuit and capacitor, judging circuit includes: subtraction unit; total unit, coupled to the first subtraction unit; converter is coupled between the unit and the total capacitance judging circuit; and second converter is coupled between the first converter and subtraction unit; and a capacitor judging circuit, according to the first output signal, determine the measured capacitance change of capacitance. The invention increases resistance to noise using the front-end circuit consists of an active component, and the subtraction circuit to limit the sum of the sum signal range, avoid the analog to digital converter into saturation, the signal-to-noise ratio is high.

【技术实现步骤摘要】
电容感测电路及触控面板
本专利技术属于电容检测
，尤其涉及一种有效感测电容变化的电容感测电路及触控面板。
技术介绍
随着科技日益进步，近年来各种电子产品的操作接口逐渐人性化。举例而言，透过触控面板，使用者可直接以手指或触控笔在屏幕上操作、输入信息/文字/图样，省去使用键盘或按键等输入设备的麻烦。实际上，触控面板通常系由感应面板和设置于感应面板后方的显示器组成。电子装置是根据用户在感应面板上所触碰的位置，以及当时显示器所呈现的画面，来判断该次触碰的含义，并执行相对应的操作。电容式触控技术利用感测待测电路中待测电容的电容变化量来判读触碰事件，现有的电容式触控技术可分为自容式(Self-Capacitance)和互容式(Mutual-Capacitance)两种，自容式触控面板或互容式触控面板中的电容感测电路可将待测电容的电容转换成模拟输出信号，并利用模拟数字转换器将模拟输出信号转换成数字信号，以供后端电容判断电路进行判读。然而，无论是自容式触控面板或是互容式触控面板，其待测电容的电容变化量都相当微小，而使得该模拟输出信号受到电容变化而产生的信号变化量也相应地微小。从另一角度来说，该模拟输出信号可包含有固定信号和变动信号，其中该变动信号为该模拟输出信号受到电容变化而产生的信号变化量，电容感测电路根据该模拟输出信号中变动信号的大小来判断待测电容的电容变化量，换句话说，变动信号对电容感测具有关键性影响。为了正确地解析待测电容的电容变化，现有技术利用具有大动态范围(DynamicRange)和高分辨率的模拟数字转换器来解析该模拟输出信号，造成电路复杂度以及生产成本增加，另一方面，模拟数字转换器的大动态范围及高分辨率大多耗费在解析该模拟输出信号的固定信号部份，而对于对电容感测产生关键影响的变动信号反而无法有效地解析之。因此，现有技术实有改善的必要。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的第一个技术问题在于提供一种电容感测电路，旨在有效地感测电容变化。本专利技术实施例是这样实现的，一种电容感测电路，用来感测待测电路中的待测电容，所述电容感测电路包含有：前端电路、第一相减总和电路和电容判断电路；其中，前端电路，耦接于所述待测电路，包含有至少一主动组件；第一相减总和电路，耦接于所述前端电路与所述电容判断电路之间，用来根据第一输入信号产生第一输出信号，所述第一相减总和电路包含有：至少一相减单元，用来根据一第一信号，产生至少一第一相减信号；至少一总和单元，耦接于所述第一相减，总和电路的所述至少一相减单元，用来根据所述至少一第一相减信号产生至少一第一总和信号；第一转换器，耦接于所述第一相减总和电路的所述至少一总和单元与所述电容判断电路之间，用来产生所述第一输出信号；以及第二转换器，耦接于所述第一转换器与所述第一相减总和电路的所述至少一相减单元之间，用来将所述第一输出信号转换成所述第一信号；以及电容判断电路，用来根据所述第一输出信号，判断所述待测电容的电容变化。本专利技术实施例所要解决的第二个技术问题在于提供一种触控面板，包含上述电容感测电路。本专利技术实施例揭露一种电容感测电路，用来感测待测电路中的待测电容，所述电容感测电路包含有：前端电路、第一相减总和电路和电容判断电路；其中，前端电路，耦接于所述待测电路，包含有至少一主动组件；第一相减总和电路，耦接于所述前端电路与所述电容判断电路之间，用来根据第一输入信号产生第一输出信号，所述第一相减总和电路包含有：至少一相减单元，用来根据一第一信号，产生至少一第一相减信号；至少一总和单元，耦接于所述第一相减总和电路的所述至少一相减单元，用来根据所述至少一第一相减信号产生至少一第一总和信号；第一转换器，耦接于所述第一相减总和电路的所述至少一总和单元与所述电容判断电路之间，用来产生所述第一输出信号；以及第二转换器，耦接于所述第一转换器与所述第一相减总和电路的所述至少一相减单元之间，用来将所述第一输出信号转换成所述第一信号；以及电容判断电路，用来根据所述第一输出信号，判断所述待测电容的电容变化。本专利技术的电容感测电路利用包含主动组件的前端电路提升对噪声的抵抗性，以及利用相减总和电路限制总和信号的变动范围，避免模拟数字转换器进入饱和状态。相较于现有技术，本专利技术的电容感测电路具有较高的信噪比，较强的驱动能力以及免去使用大电容的需要，同时降低了对模拟数字转换器的动态范围和分辨率的要求，进而降低了电路复杂度和生产成本，另一方面也能提高系统精度。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的电容感测电路的示意图；图2为本专利技术实施例提供的相减总和电路的第一示意图；图3为本专利技术实施例提供的相减总和电路的第二示意图；图4为本专利技术实施例提供的多个信号的波形图；图5为本专利技术实施例二提供的电容感测电路的示意图；图6为本专利技术实施例三提供的电容感测电路的示意图；图7为本专利技术实施例四提供的电容感测电路的示意图；图8为本专利技术实施例提供的相减总和电路的第三示意图；图9为本专利技术实施例提供的相减总和电路的第四示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参考图1，图1为本专利技术实施例一提供的电容感测电路10的示意图。电容感测电路10将信号TX施加于待测电路100，并从待测电路100接收信号RX，电容感测电路10根据信号TX与信号RX感测待测电路100的待测电容CUT。电容感测电路10包含有相减总和电路104、前端电路112、电容判断电路102和混波器106。前端电路112包含由主动组件所构成的放大器和滤波器，前端电路112可借由调整放大器的增益来调整信号RX的大小，使得信号RX不超过后端电路组件的操作范围，滤波器用来滤除噪声。整体而言，前端电路112可灵活针对噪声和干扰信号进行滤波放大等操作，增强了电容感测电路10对噪声的抵抗性，进一步提升电容感测电路10的信噪比；另外，含有主动组件的前端电路112也可以增强电路的驱动能力，减少后端电路对前端待测电路的100的影响(现有技术中，利用被动组件以电荷转移或者电荷分享的方式撷取出待测电路中待测电容所储存的电荷，需要电路中有一电容和待测电容的大小相当或者更大，由此会使电路的面积增大)，含有主动组件时可调节信号大小，由此后端的电容不需要和待测电容匹配，可有效减小电路的面积。混波器106耦接于前端电路112与相减总和电路104之间(也可以说耦接于待测电路100与相减总和电路104之间)，混波器106包含乘法器MP和波形产生器160，混波器106将输入信号VIN输入至相减总和电路104，相减总和电路104根据输入信号VIN产生输出信号VOUT，电容判断电路102耦接于相减总和电路104，用来根据输出信号VOUT判断待测电容CUT的电容变化。相减总和电路104可为三角积分器(Delta-SigmaModulator，Δ-∑Modulator)，其包含有相减单元140、总和单元142、模拟数字转换器144(ADC，对应于第一转换器)和数字模拟转换器146(DAC，对应于第二转换器)。相减单元140根据信号VS(对应于第一信号)和输入信号VIN(对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容感测电路，用来感测待测电路中的待测电容，所述电容感测电路包含有：前端电路、第一相减总和电路和电容判断电路；其中，前端电路，耦接于所述待测电路，包含有至少一主动组件；第一相减总和电路，耦接于所述前端电路与所述电容判断电路之间，用来根据第一输入信号产生第一输出信号，所述第一相减总和电路包含有：至少一相减单元，用来根据一第一信号，产生至少一第一相减信号；至少一总和单元，耦接于所述第一相减总和电路的所述至少一相减单元，用来根据所述至少一第一相减信号产生至少一第一总和信号；第一转换器，耦接于所述第一相减总和电路的所述至少一总和单元与所述电容判断电路之间，用来产生所述第一输出信号；以及第二转换器，耦接于所述第一转换器与所述第一相减总和电路的所述至少一相减单元之间，用来将所述第一输出信号转换成所述第一信号；以及电容判断电路，用来根据所述第一输出信号，判断所述待测电容的电容变化。

【技术特征摘要】
1.一种电容感测电路，用来感测待测电路中的待测电容，所述电容感测电路包含有：前端电路、第一相减总和电路和电容判断电路；其中，前端电路，耦接于所述待测电路，包含有至少一主动组件；第一相减总和电路，耦接于所述前端电路与所述电容判断电路之间，用来根据第一输入信号产生第一输出信号，所述第一相减总和电路包含有：至少一相减单元，用来根据一第一信号，产生至少一第一相减信号；至少一总和单元，耦接于所述第一相减总和电路的所述至少一相减单元，用来根据所述至少一第一相减信号产生至少一第一总和信号；第一转换器，耦接于所述第一相减总和电路的所述至少一总和单元与所述电容判断电路之间，用来产生所述第一输出信号；以及第二转换器，耦接于所述第一转换器与所述第一相减总和电路的所述至少一相减单元之间，用来将所述第一输出信号转换成所述第一信号；以及电容判断电路，用来根据所述第一输出信号，判断所述待测电容的电容变化。2.如权利要求1所述的电容感测电路，其特征在于，所述总和单元包含有：放大器；以及积分电容，耦接于所述放大器的负输入端与输出端之间。3.如权利要求1所述的电容感测电路，其特征在于，所述相减单元包含有：第一电阻，其一端耦接于所述第一相减总和电路的所述至少一总和单元的总和单元，另一端耦接于所述第二转换器；以及第二电阻，其一端耦接于所述第一相减总和电路的所述总和单元。4.如权利要求1所述的电容感测电路，其特征在于，所述相减单元包含有比较器，所述比较器包含有：第一输入端，耦接于所述第二转换器；第二输入端，用于接收所述第一输入信号；以及输出端，耦接于所述至少一总和单元。5.如权利要求1所述的电容感测电路，其特征在于，所述相减单元包含第一电容、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，所述第一开关和所述第二开关耦接于所述第一电容的第一端，所述第三开关和所述第四开关耦接于所述第一电容的第二端，所述第一开关接收所述第一输入信号，所述第二开关耦接于所述第二转换器，所述第三开关耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨富强，文亚南，梁颖思，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44