一种用于电容检测的抗干扰电路和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于电容检测的抗干扰电路，包括待测量电容、时钟开关、量化单元、积分器、计数单元，其中，所述时钟开关的第一端接入基准电压Vref或共模电压Vcm，时钟开关的第二端与待测量电容的第一端连接，待测量电容的第二端连接地电位；所述积分器的第一输入端与量化单元连接；所述计数单元与积分器的输出端连接。本发明专利技术通过抗干扰模式对低频干扰信号进行抵消，通过抗干扰模式和跳频模式结合对高频干扰信号进行抵消，有效抑制外部的干扰信号，防止由于干扰信号的影响导致电容触摸应用中的误触发以及不触发等情况。误触发以及不触发等情况。误触发以及不触发等情况。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电容检测的抗干扰电路和方法


[0001]本专利技术涉及电容检测
，特别涉及一种用于电容检测的抗干扰电路和方法。

技术介绍

[0002]电容触摸检测的应用广泛，应用环境也较为复杂，在检测电容时需要抑制多个频段的干扰信号，仅仅依靠数字滤波器是很难将其全部滤除掉的。尤其当干扰信号较大，会直接影响量化系统的性能时，这时是数字滤波器不能处理的。因此需要电路做出一定的抗干扰模式以及跳频模式，用于规避特定频率下干扰信号的影响，为数字处理提供更多的选择，保证电容触摸检测的准确性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于对电路的干扰信号进行抑制，提供一种用于电容检测的抗干扰电路和方法。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术实施例提供了以下技术方案：
[0005]一种用于电容检测的抗干扰电路，包括待测量电容、时钟开关、量化单元、积分器、计数单元，其中，
[0006]所述时钟开关的第一端接入基准电压Vref或共模电压Vcm，时钟开关的第二端与待测量电容的第一端连接，待测量电容的第二端连接地电位；
[0007]所述积分器的第一输入端与量化单元连接；
[0008]所述计数单元与积分器的输出端连接。
[0009]更进一步地，所述量化单元包括第一量化器件、第二量化器件，所述第一量化器件、第二量化器件分别与积分器的第一输入端连接。
[0010]更进一步地，所述第一量化器件包括第一开关CK_S1、第一电流检测器；所述第一开关CK_S1的第一端与积分器的第一输入端连接，第一开关CK_S1的第二端与第一电流检测器的第一端连接，第一电流检测器的第二端连接地。
[0011]更进一步地，所述第二量化器件包括第二开关CK_S2、第二电流检测器；所述第二电流检测器的第一端连接电源AVDD，第二电流检测器的第二端连接第二开关CK_S2的第一端，第二开关CK_S2的第二端与积分器的第一输入端连接。
[0012]更进一步地，所述积分器还包括积分电容Cint，所述积分电容Cint的第一端与积分器的第一输入端连接，积分电容Cint的第二端与积分器的输出端连接。
[0013]更进一步地，还包括比较器，所述比较器的第一输入端与积分器的输出端连接，比较器的输出端与计数单元的输入端连接。
[0014]一种用于电容检测的抗干扰方法，应用于上述任一项的电路，包括以下步骤：
[0015]步骤1，通过基准电压Vref对待测量电容进行充电，待测量电容中的电荷量传到积分器的积分电容中进行量化，得到第一量化次数N1；
[0016]步骤2，通过共模电压Vcm对待测量电容进行充电，待测量电容中的电荷量传到积分器的积分电容中进行量化，得到第二量化次数N2；
[0017]步骤3，使用第一量化次数N1减去第二量化次数N2，以抵消掉低频干扰信号，或抵消掉高频干扰信号与采样信号混叠后产生的低频干扰信号；
[0018]步骤4，控制时钟开关的采样周期，从而调整采样频率，使步骤3中未被抵消掉的高频干扰信号跳转到低频干扰信号，再重复步骤1～步骤3，将多次重复后得到的量化次数进行平均，以将各个频率下的干扰信号幅度进行平坦化或者抵消。
[0019]更进一步地，所述步骤1中得到第一量化次数N1的步骤，包括：
[0020]控制第一量化器件对积分电容Cint中的电荷量Qn进行量化，直到积分电容Cint中的电荷量为负时，停止第一量化器件的量化，将计数单元的计数值记为量化次数n1；
[0021]第一量化器件对积分电容Cint上的电荷量Qn进行量化的过程包括：重复将第一开关CK_S1持续闭合Δt时长后断开，直到积分电容Cint上的电荷量为负时，将计数单元的计数值记为量化次数n1；
[0022]控制第二量化器件继续对积分电容Cint中的电荷量进行量化，直到积分电容Cint中的电荷量为正时，停止第二量化器件的量化，将计数单元的计数值记为量化次数n2；
[0023]第二量化器件对积分电容Cint上的电荷量进行量化的过程包括：重复将第二开关CK_S2持续闭合Δt时长后断开，直到积分电容Cint上的电荷量为正时，将计数单元的计数值记为量化次数n2；
[0024]将量化次数n1和量化次数n2相加，得到第一量化次数N1。
[0025]更进一步地，所述步骤1中待测量电容中的电荷量传到积分器的积分电容中进行量化的步骤之前，还包括步骤：
[0026]通过电源Vref对待测量电容Cs进行充电后，待测量电容Cs中的电荷量为Q，对待测量电容Cs进行补偿，补偿后待测量电容Cs将剩余的电荷量Qn传到积分电容Cint中。
[0027]更进一步地，所述步骤2中得到第二量化次数N2的步骤，包括：
[0028]通过共模电压Vcm对待测量电容Cs进行充电后，待测量电容Cs中的电荷量为Qf，将待测量电容Cs中的电荷量Qf传到积分电容Cint中进行量化；
[0029]控制控制第一量化器件对积分电容Cint中的电荷量Qf进行量化，直到积分电容Cint中的电荷量为负时，停止第一量化器件的量化，将计数单元的计数值记为量化次数n3；
[0030]第一量化器件对积分电容Cint上的电荷量Qf进行量化的过程包括：重复将第一开关CK_S1持续闭合Δt时长后断开，直到积分电容Cint上的电荷量为负时，将计数单元的计数值记为量化次数n3；
[0031]控制第二量化器件继续对积分电容Cint中的电荷量进行量化，直到积分电容Cint中的电荷量为正时，停止第二量化器件的量化，将计数单元的计数值记为量化次数n4；
[0032]第二量化器件对积分电容Cint上的电荷量进行量化的过程包括：重复将第二开关CK_S2持续闭合Δt时长后断开，直到积分电容Cint上的电荷量为正时，将计数单元的计数值记为量化次数n4；
[0033]将量化次数n3和量化次数n4相加，得到第一量化次数N2。
[0034]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0035]本专利技术通过抗干扰模式对低频干扰信号进行抵消，通过抗干扰模式和跳频模式结
合对高频干扰信号进行抵消，有效抑制外部的干扰信号，防止由于干扰信号的影响导致电容触摸应用中的误触发以及不触发等情况。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0037]图1为本专利技术实施例的基础电路原理图；
[0038]图2为本专利技术实施例加入比较器的电路原理图；
[0039]图3为本专利技术实施例加入电容补偿电路的电路原理图；
[0040]图4为本专利技术实施例控制待测量电容充电模式的电路原理图；
[0041]图5为本专利技术实施例电容补偿电路对待测量电容进行补本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电容检测的抗干扰电路，包括待测量电容，其特征在于：还包括时钟开关、量化单元、积分器、计数单元，其中，所述时钟开关的第一端接入基准电压Vref或共模电压Vcm，时钟开关的第二端与待测量电容的第一端连接，待测量电容的第二端连接地电位；所述积分器的第一输入端与量化单元连接；所述计数单元与积分器的输出端连接。2.根据权利要求1所述的一种用于电容检测的抗干扰电路，其特征在于：所述量化单元包括第一量化器件、第二量化器件，所述第一量化器件、第二量化器件分别与积分器的第一输入端连接。3.根据权利要求2所述的一种用于电容检测的抗干扰电路，其特征在于：所述第一量化器件包括第一开关CK_S1、第一电流检测器；所述第一开关CK_S1的第一端与积分器的第一输入端连接，第一开关CK_S1的第二端与第一电流检测器的第一端连接，第一电流检测器的第二端连接地。4.根据权利要求2所述的一种用于电容检测的抗干扰电路，其特征在于：所述第二量化器件包括第二开关CK_S2、第二电流检测器；所述第二电流检测器的第一端连接电源AVDD，第二电流检测器的第二端连接第二开关CK_S2的第一端，第二开关CK_S2的第二端与积分器的第一输入端连接。5.根据权利要求1所述的一种用于电容检测的抗干扰电路，其特征在于：所述积分器还包括积分电容Cint，所述积分电容Cint的第一端与积分器的第一输入端连接，积分电容Cint的第二端与积分器的输出端连接。6.根据权利要求1所述的一种用于电容检测的抗干扰电路，其特征在于：还包括比较器，所述比较器的第一输入端与积分器的输出端连接，比较器的输出端与计数单元的输入端连接。7.一种用于电容检测的抗干扰方法，应用于权利要求1
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6任一项的电路，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，通过基准电压Vref对待测量电容进行充电，待测量电容中的电荷量传到积分器的积分电容中进行量化，得到第一量化次数N1；步骤2，通过共模电压Vcm对待测量电容进行充电，待测量电容中的电荷量传到积分器的积分电容中进行量化，得到第二量化次数N2；步骤3，使用第一量化次数N1减去第二量化次数N2，以抵消掉低频干扰信号，或抵消掉高频干扰信号与采样信号混叠后产生的低频干扰信号；步骤4，控制时钟开关的采样周期，从而调整采样频率，使步骤3中未被抵消掉的高频干扰信号跳转到低频干扰信号，再重复步骤1～步骤3，将多次重复后得到的量化次数进行平均，以将各个频率下的干扰信号幅度进行平坦化或者抵消。8.根据权利要求7所述的一种用于电容检测的抗干扰方法，其特征在于：所述步骤1中得到第一量化次数N1的步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志航，陈凯亮，程龙，
申请(专利权)人：思瑞浦微电子科技苏州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：