能够减小基底电容的自电容触摸传感装置制造方法及图纸

一种能够减小基底电容的自电容触摸传感装置，包括自电容触摸屏和信号处理模块。所述信号处理模块包括集成运算放大器、反馈电容、基底电容和受控开关。集成运算放大器的反相输入端电连接通道电容。本发明专利技术实现，在预放电阶段，令通道电容放电，对基底电容和反馈电容中的至少一个电容充电；在侦测阶段，对通道电容充电，将通道电容所在支路因触碰发生的电荷变化量从集成运算放大器的输出端输出。本发明专利技术通过在反馈电容上预存电荷量，改变基底电容的充电方式，增加基底电容可以提供的电荷量，从而减小基底电容值，进而减少芯片面积，不仅节省了工艺成本，还能够令自电容触摸传感装置向着更轻更薄的方向发展。

【技术实现步骤摘要】
能够减小基底电容的自电容触摸传感装置
本专利技术涉及对采集到的信号进行信号处理的电路，特别是涉及对触摸屏采集到的电荷变化量信号进行信号处理的电路。
技术介绍
现有技术只电容触摸传感装置，如图5所示，包括用于采集引起电容变化的触碰信息的自电容触摸屏4和用于侦测电容变化量的信号处理电路3。所述自电容触摸屏4因设置的电极而形成容值是CS的各通道电容41。现有技术信号处理电路3包括集成运算放大器34，电连接在该集成运算放大器34的反相输入端与输出端之间的容值是Cf的反馈电容32，以及其一端电连接在集成运算放大器34的反相输入端、另一端被输入电压方波信号的、容值是Cb的基底电容31。所述电压方波信号在第一电压和第二电压之间波动，且第一电压大于第二电压。在侦测电连接在信号处理电路3上的通道电容41所在支路上的电容变化量时，通常需要经历两个阶段。第一个阶段是预放电阶段，如图5所示，受控的开关35、36闭合导通，而受控的开关37关断开路，所述电压方波信号向基底电容输出电压是V1的信号，从而通道电容41存储的电荷被释放，基底电容31被施加（V1－Vref）的电压，反馈电容32存储的电荷也被释放。第二个阶段是侦测阶段，如图5所示，受控的开关35、36关断开路，而受控的开关37闭合导通，所述电压方波信号向基底电容输出电压是V2的信号，在对通道电容41的充电过程中，通过反馈电容32与集成运算放大器34构成的反馈电路侦测出通道电容41所在支路的因触碰而导致的电荷变化，并从集成运算放大器34的输出端输出因电荷变化而形成的电流。所述集成运算放大器34的输出端的电位是V3。根据电荷量守恒原理，在集成运算放大器34的反相输入端满足，Cb×（V1－V2）=Cf×（Vref－V3）+CS×Vref，进而得出，Cb=[Cf×（Vref－V3）+CS×Vref]/（V1－V2）（1）。无论所述自电容触摸屏4和信号处理电路3设置在同一芯片内，还是分别设置在两个以上芯片内，基底电容31的大小决定了信号处理电路3所在芯片的面积。由（1）式可知，当通道电容CS增大时，Cb也会随之增大，进而导致芯片面积增大，不仅增加了工艺成本，还影响自电容触摸传感装置向轻薄化的方向发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种基底电容的容值不随通道电容变化的，能够减小基底电容的自电容触摸传感装置，从而能够减小芯片面积，节省工艺成本。本专利技术解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：设计、制造一种能够减小基底电容的自电容触摸传感装置，包括用于被触碰的自电容触摸屏，以及用于侦测自电容变化信号的至少一信号处理模块；所述自电容触摸屏因设置电极而形成一个以上的通道电容；所述信号处理模块包括集成运算放大器，用于电连接在该集成运算放大器反相输入端与输出端之间的反馈电容，以及基底电容；所述基底电容一端输入电压方波信号，该基底电容的另一端用于电连接所述集成运算放大器的反相输入端；所述电压方波信号在第一电压和第二电压之间波动，第一电压大于第二电压；所述集成运算放大器的正相输入端被输入参考电位，该集成运算放大器的反相输入端电连接通道电容，从而所述信号处理模块侦测该通道电容所在支路因触碰形成的电容变化量。尤其是，所述信号处理模块还包括至少一受控开关；通过电连接各受控开关实现，在预放电阶段，令通道电容放电，对基底电容和反馈电容中的至少一个电容充电；在侦测阶段，对通道电容充电，将通道电容所在支路因触碰发生的电荷变化量从集成运算放大器的输出端输出。一种方案是，所述受控开关包括至少一放电受控开关，至少一侦测受控开关。在预放电阶段，所述各放电受控开关闭合导通，各侦测受控开关关断开路，令信号处理模块所电连接的通道电容放电；令反馈电容断开与集成运算放大器的电连接，并且该反馈电容维持因被施加反馈维持电压而存储的电荷；所述电压方波信号向基底电容输入第一电压。在侦测阶段，所述各放电受控开关关断开路，各侦测受控开关闭合导通，所述基底电容一端被输入电压方波信号的第二电压；所述反馈电容电连接在运算放大器的反相输入端和输出端之间，并且该反馈电容被维持施加反馈维持电压；所述通道电容被充电，从而在运算放大器输出端输出通道电容所在支路因触碰而导致的电荷变化形成的电流。具体地，所述受控开关包括第一至第二放电受控开关，以及第一至第五侦测受控开关；所述反馈电容包括第一端和第二端。第一放电受控开关并联电连接在通道电容；第二放电受控开关电连接在集成运算放大器的反相输入端与输出端之间。第一侦测受控开关电连接在反馈电容的第一端与集成运算放大器的反相输入端之间；第二侦测受控开关电连接在反馈电容的第二端与运算放大器的输出端之间；第三侦测受控开关电连接在反馈电容的第一端与输出反馈维持电压的端口之间；第四侦测受控开关电连接在反馈电容的第二端与信号地之间；所述第五侦测受控开关电连接在通道电容没有接地的端口与运算放大器的反相输入端之间。另一种方案是，所述受控开关包括至少一放电受控开关，至少一侦测受控开关。在预放电阶段，所述各放电受控开关闭合导通，各侦测受控开关关断开路，令信号处理模块所电连接的通道电容放电；基底电容断开与集成运算放大器的电连接，且该基底电容两端被施加电压方波信号的第一电压而充电。在侦测阶段，所述各放电受控开关关断开路，各侦测受控开关闭合导通，所述基底电容一端被输入电压方波信号的第二电压，该基底电容的另一端电连接集成运算放大器的反相输入端；所述通道电容被充电，从而在运算放大器输出端输出通道电容所在支路因触碰而导致的电荷变化形成的电流。具体地，所述受控开关包括第一至第三放电受控开关，以及第五至第六侦测受控开关；所述基底电容包括用于电连接电压方波信号的第一端，以及用于电连接集成运算放大器的反相端的第二端。第一放电受控开关并联电连接在通道电容；第二放电受控开关电连接在集成运算放大器的反相输入端与输出端之间；第三放电受控开关电连接在基底电容的第二端与信号地之间。第五侦测受控开关电连接在通道电容没有接地的端口与运算放大器的反相输入端之间；第六侦测受控开关电连接在基底电容的第二端与集成运算放大器的反相输入端之间。以上两种方案的结合，所述受控开关包括至少一放电受控开关，至少一侦测受控开关。在预放电阶段，所述各放电受控开关闭合导通，各侦测受控开关关断开路，令信号处理模块所电连接的通道电容放电；反馈电容断开与集成运算放大器的电连接，并且该反馈电容维持因被施加反馈维持电压而存储的电荷；基底电容断开与集成运算放大器的电连接，且该基底电容两端被施加电压方波信号的第一电压而充电。在侦测阶段，所述各放电受控开关关断开路，各侦测受控开关闭合导通，所述基底电容一端被输入电压方波信号的第二电压，该基底电容的另一端电连接集成运算放大器的反相输入端；所述反馈电容电连接在运算放大器的反相输入端和输出端之间，并且该反馈电容被维持施加反馈维持电压；所述通道电容被充电，从而在运算放大器输出端输出通道电容所在支路因触碰而导致的电荷变化形成的电流。具体地，所述受控开关包括第一至第三放电受控开关，以及第一至第六侦测受控开关；所述反馈电容包括第一端和第二端；所述基底电容包括用于电连接电压方波信号的第一端，以及用于电连接集成运算放大器的反相端的第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够减小基底电容的自电容触摸传感装置，包括用于被触碰的自电容触摸屏，以及用于侦测自电容变化信号的至少一信号处理模块；所述自电容触摸屏因设置电极而形成一个以上的通道电容；所述信号处理模块包括集成运算放大器，用于电连接在该集成运算放大器反相输入端与输出端之间的反馈电容，以及基底电容；所述基底电容一端输入电压方波信号，该基底电容的另一端用于电连接所述集成运算放大器的反相输入端；所述电压方波信号在第一电压和第二电压之间波动，第一电压大于第二电压；所述集成运算放大器的正相输入端被输入参考电位，该集成运算放大器的反相输入端电连接通道电容，从而所述信号处理模块侦测该通道电容所在支路因触碰形成的电容变化量；其特征在于：所述信号处理模块还包括至少一受控开关；通过电连接各受控开关实现，在预放电阶段，令通道电容放电，对基底电容和反馈电容中的至少一个电容充电；在侦测阶段，对通道电容充电，将通道电容所在支路因触碰发生的电荷变化量从集成运算放大器的输出端输出。

【技术特征摘要】
1.一种能够减小基底电容的自电容触摸传感装置，包括用于被触碰的自电容触摸屏，以及用于侦测自电容变化信号的至少一信号处理模块；所述自电容触摸屏因设置电极而形成一个以上的通道电容；所述信号处理模块包括集成运算放大器，用于电连接在该集成运算放大器反相输入端与输出端之间的反馈电容，以及基底电容；所述基底电容一端输入电压方波信号，该基底电容的另一端用于电连接所述集成运算放大器的反相输入端；所述电压方波信号在第一电压和第二电压之间波动，第一电压大于第二电压；所述集成运算放大器的正相输入端被输入参考电位，该集成运算放大器的反相输入端电连接通道电容，从而所述信号处理模块侦测该通道电容所在支路因触碰形成的电容变化量；其特征在于：所述信号处理模块还包括至少一受控开关；通过电连接各受控开关实现，在预放电阶段，令通道电容放电，对基底电容和反馈电容中的至少一个电容充电；在侦测阶段，对通道电容充电，将通道电容所在支路因触碰发生的电荷变化量从集成运算放大器的输出端输出。2.根据权利要求1所述的能够减小基底电容的自电容触摸传感装置，其特征在于：所述受控开关包括至少一放电受控开关，至少一侦测受控开关；在预放电阶段，所述各放电受控开关闭合导通，各侦测受控开关关断开路，令信号处理模块所电连接的通道电容放电；令反馈电容断开与集成运算放大器的电连接，并且该反馈电容维持因被施加反馈维持电压而存储的电荷；所述电压方波信号向基底电容输入第一电压；在侦测阶段，所述各放电受控开关关断开路，各侦测受控开关闭合导通，所述基底电容一端被输入电压方波信号的第二电压；所述反馈电容电连接在运算放大器的反相输入端和输出端之间，并且该反馈电容被维持施加反馈维持电压；所述通道电容被充电，从而在运算放大器输出端输出通道电容所在支路因触碰而导致的电荷变化形成的电流。3.根据权利要求2所述的能够减小基底电容的自电容触摸传感装置，其特征在于：所述受控开关包括第一至第二放电受控开关，以及第一至第五侦测受控开关；所述反馈电容包括第一端和第二端；第一放电受控开关并联电连接在通道电容；第二放电受控开关电连接在集成运算放大器的反相输入端与输出端之间；第一侦测受控开关电连接在反馈电容的第一端与集成运算放大器的反相输入端之间；第二侦测受控开关电连接在反馈电容的第二端与运算放大器的输出端之间；第三侦测受控开关电连接在反馈电容的第一端与输出反馈维持电压的端口之间；第四侦测受控开关电连接在反馈电容的第二端与信号地之间；所述第五侦测受控开关电连接在通道电容没有接地的端口与运算放大器的反相输入端之间。4.根据权利要求1所述的能够减小基底电容的自电容触摸传感装置，其特征在于：所述受控开关包括至少一放电受控开关，至少一侦测受控开关；在预放电阶段，所述各放电受控开关闭合导通，各侦测受控开关关断开路，令信号处理模块所电连接的通道电容放电；基底电容断开与集成运算放大器的电连接，且该基底电容两端被施加电压方波信号的第一电压而充电；在侦测阶段，所述各放电受控开关关断开路，各侦测受控开关闭合导通，所述基底电容一端被输入电压方波信号的第二电压，该基底电容的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李谋涛，莫良华，
申请(专利权)人：敦泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY