触控感应电路及方法技术

一种触控感应电路及方法，该触控感应电路包括：一触控电容器，用以承受一触碰；一触控电容频率侦测单元，用以侦测该触控电容器的一电容输出频率；一参考频率产生单元，用以产生一参考频率；一运算单元，用以计算该电容输出频率与该参考频率的差值的变化率；以及一判断单元，用以在该差值的变化率超过一基准值时判断该触控电容器正被触碰。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种，该触控感应电路包括：一触控电容器，用以承受一触碰；一触控电容频率侦测单元，用以侦测该触控电容器的一电容输出频率；一参考频率产生单元，用以产生一参考频率；一运算单元，用以计算该电容输出频率与该参考频率的差值的变化率；以及一判断单元，用以在该差值的变化率超过一基准值时判断该触控电容器正被触碰。【专利说明】
本专利技术关于触控感应技术，更关于提升触控感应灵敏度的技术。
技术介绍
触控感应科技的进步让我们的日常生活起了重大的改变。举凡家用电器、手机、计算机等电子装置，其操控接口上的传统机械开关皆已逐渐被触控装置所取代。就电容式触控装置而言，其目的在于处理人体碰触电容式开关时所产生的电容值变化。由于电容值的变化相当微弱，因此，外界的温度、湿度以及电磁干扰皆可能造成触控装置发生误动作，甚至导致整个装置失效。若触控装置是一手持式产品，不同使用者的不同触控行为都可能造成触控装置产生不一致的反应。此外，触控电路IC在量产时也常因为制程飘移因素而使其触控感应的灵敏度受到影像。为了避免前述事情，现有技术在生产触控产品时必须一一针对各个产品做测试及微调，才能维持触控装置的品质。然而，此举不仅耗时耗力，也限制了触控装置在电子装置上的应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种触控感应电路。该触控感应电路包括:一触控电容器，用以承受一触碰；一触控电容频率侦测单元，耦接至该触控电容器，用以侦测该触控电容器的一电容输出频率；一参考频率产生单元，用以产生一参考频率；一运算单元，耦接至该触控电容频率侦测单元及该参考频率产生单元，用以计算该电容输出频率与该参考频率的差值的变化率；以及一判断单元，耦接至该运算单元，用以在该差值的变化率超过一基准值时判断该触控电容器正被触碰。本专利技术另提供一种触控感应方法。该触控感应方法包括:侦测一触控电容器的一电容输出频率；产生一参考频率；计算该电容输出频率与该参考频率的差值的变化率；在该差值的变化率超过一基准值时判断该触控电容器正被触碰。【专利附图】【附图说明】图1是依据本专利技术一实施例的电容式触控感应电路的系统方块图。图2是依据本专利技术一实施例的触控电容频率侦测单元120及触控电容器110的示意图。图3是本专利技术的切换电容网络取代示意图。图4是本专利技术一实施例的充放电电路结构示意图。图5是依据本专利技术一实施例的参考频率产生单元130的结构示意图。图6是依据本专利技术一实施例的触控感应方法流程图。附图中的符号简单说明如下:100:电容式触控感应电路；110:触控电容器；120:触控电容频率侦测单元；130:参考频率产生单元;140:运算单元；150:判断单元；Τ1、Τ2、Τ3、Τ4:晶体管；122:施密特触发器；124:切换电容网络；126:充放电电路；128:充放电开关；Cswr:接地电容器；Cs:触控电容器的电容值；Cint:参考电容器的电容值；fdet:触控电容的电容输出频率；fref:参考频率；Vin:实际电压；V+:充电电压；V-:放电电压；162:运算放大器；164:电流镜；166:滤波电路；168:滤波电路；112:参考电容器；114:参考电容频率取样单元；132:施密特触发器；134:切换电容网络；136:充放电电路；138:充放电开关；S602?S608:步骤。【具体实施方式】下文为介绍本专利技术的最佳实施例。各实施例用以说明本专利技术的原理，但非用以限制本专利技术。本专利技术的范围当以权利要求项为准。为了克服现有技术的缺失、提升电容式触控装置的灵敏度以及抗干扰的能力，本专利技术提供一种特别的电容式触控感应电路及触控感应方法。下文将参照【专利附图】【附图说明】本专利技术的各个实施例。触控感应电路图1是依据本专利技术一实施例的电容式触控感应电路的系统方块图。本专利技术的电容式触控感应电路100包括一触控电容器110、一触控电容频率侦测单元120、一参考频率产生单元130、一运算单元140以及一判断单元150。其中，该触控电容器110可用以承受使用者的触碰，而其电容值(电容量)C s会因触碰而发生变化。一般来说，当人体触碰电容器110时，其电容值C s会变大。如图1所示，本专利技术的触控电容频率侦测单元120耦接至该触控电容器110，可用来侦测该触控电容器110的一电容输出频率fdet。图2是依据本专利技术一实施例的触控电容频率侦测单元120及触控电容器110的示意图。在此实施例中，本专利技术的触控电容频率侦测单元120包括一施密特触发器(Schmitttrigger) 122、一切换电容网络124、一充放电电路126以及一组充放电开关128。本专利技术采用施密特触发器122用以做为一振荡架构，其耦接至前述触控电容器110，目的在于因应电容值Cs的变化产生双稳态振荡信号，以做为后续数字信号处理之用。如图3所示，现有技术中常以一电阻将施密特触发器122的输入端与输出端连接起来。然而，为了能够更精准的控制触控电容器110所产生的电容输出频率fdet，本专利技术另以该切换电容网络124取代现有的电阻，以利于更加精准地控制其阻值，后文将再详述。虽然此实施例以切换电容网络124取代传统电阻，然而，本领域技术人员可了解到本专利技术不必以此为限。本专利技术的切换电容网络124连接至该施密特触发器122的输入端，包括两个切换晶体管Tl及T2以及一接地电容器Cswr。该两个切换晶体管T I及T2皆连接至一节点P，并以一切换频率fswr轮流开启及关闭，而该接地电容器Cswr则连接于该节点P与接地端之间。由此可知，本专利技术的切换电容网络124的等效电阻值Rswr将等于:l/(CsWrXfswr)。因此，施密特触发器122最后输出的电容输出频率fdet可表示为fdet=l/ (KXRswrXCs),此即表示 fdet/fswr= (1/K) X (Cswr/Cs),其中 K 为常数，其值约为0.69。从此式可了解到，通过控制本专利技术的切换电容网络124中两晶体管开关Tl及T2间的切换频率fswr，即可产生适当大小的电容输出频率fdet。本专利技术切换电容网络124的设计不仅将触控电容器110所输出的信号予以数字化，其更能精确地将电容输出频率控制在适当范围，将有助于提升整体触控感应电路100对触碰感应的灵敏度。本专利技术的充放电电路126通过充放电开关128以及前述切换电容网络124耦接至该触控电容器110，目的在于提供一充电电压V+及一放电电压V-至该触控电容器110上。请一并参照图2与图4，其中，图4是本专利技术一实施例的充放电电路结构示意图。本专利技术的充放电电路126至少包括一运算放大器162以及一电流镜164。其中该运算放大器162耦接至该触控电容器110，用以接收该触控电容器110的实际电压Vin。明确地说，本专利技术的运算放大器162是一单一增益放大(unit gain)器，其可用以确保电阻Rl与电阻R2相连接的节点X上的电压与实际电压值相同。该电流镜164以一输入端A连接至一电源VDD，并以一输出端B串联至一第一电阻Rl,而该第一电阻Rl又串联至一第二电阻R2。在一实施例中，该第一电阻Rl与该第二电阻R2具有相同的电阻值。其中，该第一电阻Rl与该第二电阻R2相连接的节点X可接收该触控电容器110上的实际电压Vin。如图4所示，由于该第一电阻Rl与该第二电阻R2具有相同的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触控感应电路，其特征在于，包括：一触控电容器，用以承受一触碰；一触控电容频率侦测单元，耦接至该触控电容器，用以侦测该触控电容器的一电容输出频率；一参考频率产生单元，用以产生一参考频率；一运算单元，耦接至该触控电容频率侦测单元及该参考频率产生单元，用以计算该电容输出频率与该参考频率的差值的变化率；以及一判断单元，耦接至该运算单元，用以在该差值的变化率超过一基准值时判断该触控电容器正被触碰。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李威龙，谢进益，涂介勇，蔡键贤，
申请(专利权)人：普诚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：