利用电容式感测的压力感测电路及其电容电压转换器制造技术

本发明专利技术提供一种利用电容式感测的压力感测电路及其电容电压转换器。所述压力感测电路包括转换器、消除电路及信号处理器。其中，消除电路耦接于至少一电容式压力传感器及转换器间，并且用以对该电容式压力传感器所产生的感应电容量来进行衰减，以避免转换器因收到过大的该感应电容量而产生溢位现象的发生，并且使得转换器能够有效输出所相对应于经衰减后的该感应电容的电压信号。

A capacitive sensing circuit for pressure sensing and its capacitance voltage converter

The invention provides a pressure sensing circuit with capacitive sensing and a capacitor voltage converter. The pressure sensing circuit includes a converter, a elimination circuit and a signal processor. Among them, the elimination circuit is coupled to the at least one capacitive pressure sensor and converter, and is used for sensing capacitance of the capacitive pressure sensor to decay, to avoid the converter has received the induction of large capacity and overflow phenomenon, and makes the converter can effectively output relatively in the induction voltage signal by the capacitance attenuation.

【技术实现步骤摘要】
利用电容式感测的压力感测电路及其电容电压转换器
本专利技术涉及一种压力感测电路，且特别是涉及一种利用电容式感测的压力感测电路及其电容电压转换器(capacitance-to-voltageconverter)。
技术介绍
一般而言，目前市面上的触控传感器(touchsensor)可区分为电阻式及电容式等类型。在这些类型中，由于电容式触控传感器的成本较为低廉，且具有较高的信号噪声比(signal-noiseratio，SNR)，因此电容式触控传感器正逐渐被取代成为现今触控系统的主流。对于电容式触控传感器而言，其原理就是利用外部导体(例如，使用者的手指)与感测电极间，所靠近或接触而产生的感应电容量的变化，来借以判断是否有触摸事件的发生。然而，当上述电容式触控传感器欲用于侦测使用者在触碰时所施加的压力时，因加压时所产生的感应电容量的强度远大于接触时所产生的感应电容量的强度。于是，习知的电容电压转换器将容易受其影响而产生溢位(overflow)现象的发生，并且连带导致该感应电容量无法被正确地转换成为相关的电压值。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种压力感测电路，且特别是涉及一种利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用电容式感测的压力感测电路，其特征在于，所述压力感测电路包括：一转换器，耦接于一输入引脚，且接收自所述输入引脚所提供而来的一感测信号，并借以输出一模拟电压信号；一消除电路，耦接于所述转换器及所述输入引脚间，并且用以产生一消除信号，使得所述转换器则是根据再加上所述消除信号后的所述感测信号来输出所述模拟电压信号；一模拟数字转换器，耦接于所述转换器，并且用以将所述模拟电压信号转换成为一数字电压信号；以及一数字信号处理器，耦接于所述模拟数字转换器，并且用以根据所述数字电压信号来产生出相关联于所述感测信号的一压力感测值。

【技术特征摘要】
1.一种利用电容式感测的压力感测电路，其特征在于，所述压力感测电路包括：一转换器，耦接于一输入引脚，且接收自所述输入引脚所提供而来的一感测信号，并借以输出一模拟电压信号；一消除电路，耦接于所述转换器及所述输入引脚间，并且用以产生一消除信号，使得所述转换器则是根据再加上所述消除信号后的所述感测信号来输出所述模拟电压信号；一模拟数字转换器，耦接于所述转换器，并且用以将所述模拟电压信号转换成为一数字电压信号；以及一数字信号处理器，耦接于所述模拟数字转换器，并且用以根据所述数字电压信号来产生出相关联于所述感测信号的一压力感测值。2.如权利要求1所述的压力感测电路，其特征在于，其中所述感测信号的内容表示为至少一电容式压力传感器所产生出的一感应电容量，且所述输入引脚用以将所述压力感测电路耦接至所述电容式压力传感器的一输出端。3.如权利要求2所述的压力感测电路，其特征在于，其中所述转换器为一电容电压转换器，且其包括：一运算放大器，具有一反相输入端耦接于所述输入引脚与所述消除电路间的一节点、一非反相输入端耦接于一接地电压，以及一输出端耦接于所述模拟数字转换器；以及一负回馈电路，耦接于所述运算放大器的所述反相输入端及所述输出端间，其中所述负回馈电路经由相互并联的一电容及一第一开关所组成，并且所述第一开关受控于一第一控制信号，以决定其自身的导通或截止状态。4.如权利要求3所述的压力感测电路，其特征在于，其中所述压力感测电路更包括：一第二开关，耦接于所述输入引脚及所述节点间，并且所述第二开关受控于一第二控制信号，以决定其自身的导通或截止状态；以及一第三开关，耦接于所述输入引脚及所述接地电压间，并且所述第三开关受控于所述第一控制信号，以决定其自身的导通或截止状态；其中所述第一控制信号控制所述第一及所述第三开关皆分别为导通状态时的时间彼此一致，并且所述第一控制信号控制所述第一及所述第三开关皆为导通状态时的时间，则与所述第二控制信号控制所述第二开关为导通状态时的时间彼此错开。5.如权利要求4所述的压力感测电路，其特征在于，其中所述消除电路为一分支接线，耦接于所述节点及所述接地电压间，并且用以降低所述电容式压力传感器所产生出的所述感应电容量，使得所述电容电压转换器则是根据经降低后的所述感应电容量来输出所述模拟电压信号。6.如权利要求5所述的压力感测电路，其特征在于，其中所述分支接线包括：一定电流源电路，其中当在所述第二控制信号控制所述第二开关为导通状态时，所述定电流源电路用以根据一默认参数来对所述电容式压力传感器所产生的所述感应电容量进行衰减，使得所述电容电压转换器则是根据经衰减后的所述感应电容量来输出所述模拟电压信号。7.如权利要求2所述的压力感测电路，其特征在于，其中所述消除电路包括：一信号产生器，用以产生所述消除信号，其中所述信号产生器所产生的所述消除信号的极性，则与所述电容式压力传感器所产生出的所述感应电容量的极性彼此相反；以及一加法电路，用以使得所述电容式压力传感器所产生的所述感应电容量来与所述消除信号进行相加，并且再将加上所述消除信号后的所述感应电容量提供给所述转换器。8.如权利要求7所述的压力感测电路，其特征在于，其中所述转换器为一电容电压转换器，且其包括：一运算放大器，具有一反相输入端通过所述加法电路来耦接于所述输入引脚、一非反相输入端耦接于一参考电压，以及一输出端耦接于所述模拟数字转换器；以及一负回馈电路，耦接于所述运算放大器的所述反相输入端及所述输出端间，其中所述负回馈电路经由相互并联的一电容及一电阻所组成。9.一种利用电容式感测的压力感测电路，其特征在于，所述压力感测电路包括：一转换器，耦接于一输入引脚，且接收自所述输入引脚所提供而来的一感测信号，并借以输出一模拟电压信号；一模拟数字转换器，耦接于所述转换器，并且用以将所述模拟电压信号转换成为一数字电压信号；一消除电路，耦接于所述转换器及所述模拟数字转换器间，并且用以产生一消除信号，使得所述模拟数字转换器则是根据再减去所述消除信号后的所述模拟电压信号来输出所述数字电压信号；以及一数字信号处理器，耦接于所述模拟数字转换器，并且用以根据所述数字电压信号来产生出相关联于所述感测信号的一压力感测值。10.如权利要求9所述的压力感测电路，其特征在于，其中所述感测信号的内容表示为至少一电容式压力传感器所产生出的一感应电容量，且所述输入引脚用以将所述压力感测电路耦接至所述电容式压力传感器的一输出端。11.如权利要求10所述的压力感测电路，其特征在于，其中所述转换器为一电容电压转换器，且其包括：一第一运算放大器，具有一反相输入端耦接于所述输入引脚、一非反相输入端耦接于一接地电压，以及一输出端耦接于所述模拟数字转换器；以及一第一负回馈电路，耦接于所述第一运算放大器的所述反相输入端及所述输出端间，其中所述第一负回馈电路经由相互并联的一第一电容及一第一电阻所组成。12.如权利要求11所述的压力感测电路，其特征在于，其中所述消除电路包括：一减法电路，耦接于所述第一运算放大器的所述输出端及所述模拟数字转换器间；一第二运算放大器，具有一反相输入端耦接于所述电容式压力传感器的一输入端、一非反相输入端耦接于所述接地电压，以及一输出端耦接于所述减法电路；一第二负回馈电路，耦接于所述第二运算放大器的所述反相输入端及所述输出端间，其中所述第二负回馈电路经由相互并联的一第二电容及一第二电阻所组成；以及一参考电容，耦接于所述第二运算放大器的所述反相输入端及所述电容式压力传感器的所述输入端间。13.如权利要求12所述的压力感测电路，其特征在于，其中所述第二运算放大器、所述第二负回馈电路、所述参考电容及所述电容电压转换器是共同设置于同一芯片基板上，并且当在一驱动信号输入至所述电容式压力感测的所述输入端时，所述第二运算放大器才会开始根据所述参考电容来输出一参考电压信号，并且所述减法电路用以使得所述电容电压转换器所输出的所述模拟电压信号，来与所述第二运算放大器所输出的所述参考电压信号进行相减，并且再将经相减后的结果提供给所述模拟数字转换器。14.如权利要求10所述的压力感测电路，其特征在于，其中所述转换器为一电容电压转换器，且其包括：一运算放大器，具有一反相输入端耦接于所述输入引脚、一非反相输入端耦接于所述电容式压力传感器的一输入端，以及一输出端耦接于所述模拟数字转换器；以及一负回馈电路，耦接于所述运算放大器的所述反相输入端及所述输出端间，其中所述负回馈电路经由相互并联的一第一电容及一第一电阻所组成。15.如权利要求14所述的压力感测电路，其特征在于，其中所述消除电路包括：一正回馈电路，耦接于所述运算放大器的所述非反相输入端及所述输出端间，其中所述正负回馈电路经由相互并联的一第二电容及一第二电阻所组成；以及一参考电容，耦接于所述运算放大器的所述反相输入端及所述电容式压力传...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫松翰，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71