触摸板电容式传感器电路制造技术

一种触摸板电容式传感器电路，具有：信号发生器，该信号发生器生成具有振荡频率的振荡信号，该振荡频率的变化取决于传感器电路中的电容值；开关，在开关的第一和第二操作周期中，开关与信号发生器关联的电容式触摸板的触摸板电容式传感器；计数器，在开关的第一操作周期中，利用连接到信号发生器的触摸板电容式传感器计数振荡信号周期的第一计数，以及在第二操作周期中，利用连接到信号发生器的触摸板电容式传感器计数振荡信号周期的第二计数；检测器，检测第一计数和第二计数低于低阈值数的时间，根据检测器的输出，触摸板电容式传感器电路标记触摸板电容式传感器的有效用户触摸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及触摸板电容式传感器电路，具体而言，涉及检测触摸板电容式传感器的有效用户触摸的方法。
技术介绍
由于越来越多的消费者和工业设计包括了用触摸板提供更简单更可靠的用户界面，因此触摸传感器越来越受到欢迎。触摸传感器在一个广泛的应用范围上实现，例如从移动计算设备的触摸板到像微波炉这样的家电上的控制面板的范围。典型地，触摸传感器的操作原理是触摸板具有固有电容值(例如，从板传感器到地的寄生电容值)。如果用户触摸该触摸板，就会添加与板的寄生电容并联的至地的第二电容，这样当用户触摸电容式板传感器的时候，就会通过用户身体将板传感器之间的额外电容引入至地。这会导致电路中的净电容的变化(更具体地，一旦并联的电容值相加到一起，就整体增加)，并且通过现有技术用多种方法来探讨此额外电容的识别。此类传感器的提供带来了显著的效益，例如替换了机械按键开关。传感器还带来了更好的用户触觉体验，避免了用户要实际按压按键的需求。然而，本领域的常用技术并不是没有缺点。例如，许多触摸板传感器强加了相对较重的电负载，以及相对较高的电力需求。某些传感器用软件实现，或许需要专用计算机系统。即使单独的计算机系统不是必需的，但是在软件中的实现会给CPU强加处理负担。因此，开发至少能够解决上述问题的新技术将是有利的。
技术实现思路
在本专利技术的一个实施例中，触摸板电容式传感器电路包括信号发生器，生成具有振荡频率的振荡信号，该振荡频率的变化取决于连接到信号发生器的电容的值；开关，用于在开关的第一操作周期和开关的第二操作周期中开关与信号发生器关联的电容式触摸板的触摸板电容式传感器；计数器，用于在开关的第一操作周期中，利用连接到信号发生器的触摸板电容式传感器计数振荡信号周期的第一计数，以及在开关的第二操作周期中，利用连接到信号发生器的触摸板电容式传感器计数振荡信号周期的第二计数；以及检测器，配置为检测第一计数和第二计数低于低阈值数的时间；其中，根据该检测，触摸板电容式传感器电路被配置为标记触摸板电容式传感器的有效用户触摸。在本专利技术的另一个实施例中，提供了一种检测触摸板电容式传感器的有效用户触摸的方法，所述方法包括:提供触摸板电容式传感器电路，包括:信号发生器；开关；计数器；以及检测器；所述方法包括:使用信号发生器生成具有振荡频率的振荡信号，该振荡频率的变化取决于连接到信号发生器的电容的值；在开关的第一操作周期和开关的第二操作周期中，使用开关来开关与信号发生器关联的电容式触摸板的触摸板电容式传感器；在开关的第一操作周期中，使用计数器利用连接到信号发生器的触摸板电容式传感器计数振荡信号周期的第一计数，以及在开关的第二操作周期中，使用计数器利用连接到信号发生器的触摸板电容式传感器计数振荡信号周期的第二计数；当第一计数和第二计数低于低阈值数时，使用检测器进行检测；并且根据该检测，标记触摸板电容式传感器的有效用户触摸。附图说明本专利技术通过实施例来说明，并且其不被附图所限制，在附图中相同的元件用相同的标记来表明。附图中的元件只是用于简单性和清楚性的说明，不一定是按比例绘制。图1是根据本专利技术的一个实施例示出触摸板电容式传感器电路的电原理图。图2是示出图1的触摸板电容式传感器电路的开关的轮询逻辑的电原理图。图3是更详细地示出图1的传感器电路的检测器子电路的电原理图。图4是示出图3中所示的检测器的主要操作状态的转换的状态转换图。图5是示出图1的触摸板电容式传感器电路的操作的时序图；以及图6是更详细地示出图1的传感器电路的信号发生器的电原理图。具体实施例方式与传统技术相比，本专利技术的实施例提供了显著的技术效益。例如，触摸板电容式传感器电路的提供允许电容式触摸板抗反弹(de-bounce)算法的实现,当触摸板电容式传感器连接至信号发生器时，该触摸板电容式传感器电路至少进行信号发生器的振荡信号的周期的两次计数，并且检测这两次计数都低于低阈值数的时间，这样就导致了误检实例的减少，否则的话，例如，该误检可因为传感器电路中的电噪声而产生。此外，此电路的提供可导致降低功耗，并且由此产生明显的好处。与本领域的至少部分地基于软件以及由此加在处理器上的伴随而来的负担的解决方案的主要趋势相比，本专利技术可以仅在硬件中实现。进一步地，由于基于硬件的方法不依赖于CPU操作速度、温度或电压的变化，所以硬件的解决方案的实现提供了检测操作的更好的鲁棒性和精度。因此，本专利技术提供了准确和一致的测量结果。进一步与现有技术相比，本专利技术的实施例作为不需要CPU介入的独立模块，不依赖于任何其它片上外设。除非另有说明，诸如“第一”和“第二”之类的术语是用于在元件中进行区分的，并且不一定是为了表明此类元件的时间或其他优先次序。进一步地，替换的实施例包括多个特定操作实例，并且在各种其它实施例中，操作顺序可改变。现在参照图1，显示了根据本专利技术的一个实施例的触摸板电容式传感器电路100。传感器电路100与触摸板电容式传感器102相连，触摸板电容式传感器102可以作为或不作为触摸板电容式传感器电路100的一部分被提供；也就是说，触摸板电容式传感器102可以与触摸板电容式传感器电路100分开提供。触摸板电容式传感器102包括由电容器来代表的单个触摸板传感器104a, 104b,......，104m(统称为104)，以表明它们具有电容值。这些单个触摸板传感器104可以是例如在微波炉控制面板上找到的键盘上的触摸板传感器，或者，例如为移动计算设备的触摸屏显示器的触摸板传感器。触摸板电容式传感器电路100还包括开关106,用于接收输入108上的来自触摸板传感器104的连接。开关106具有输出110，输出110在信号发生器112的输入114处连接至信号发生器112。信号发生器112由电源116供电，电源116连接于信号发生器112的输入118处。信号发生器112在输出122处输出振荡信号120。信号发生器112可以是振荡器，例如张弛振荡器，其一种实现参照图6描述。振荡信号120在计数器124的输入126处被提供给计数器124。计数器124包括缓存器128、129，并且在输出132处将一个或多个输出信号130输出给检测器134,检测器134在输入136处接收所述一个或多个输出信号。检测器134在输出138处提供输出信号。在操作中，开关106基于令牌(基于索引)的轮询逻辑操作以便轮询，即，依次连接开关106的操作周期中的每一个电容式板传感器104。这意味着在图1的实施例里，在操作的第一周期中，开关106进行操作，依次将每一个电容式板传感器104与信号发生器112连接。因此，以电容式板传感器104a作为开关的操作周期中的第一传感器为例，开关106将板传感器104a与信号发生器112连接。然后，开关106将电容式板传感器104a与信号发生器112的连接断开，并且将电容式板传感器104b与信号发生器112连接。注意，在连接另一个传感器之前，单独的、依次作用的断开电容式板传感器的步骤并不是必需的；依赖于开关106的精确配置，转换至第二电容式板传感器104b的行为足以将电容式板传感器104a与信号发生器112的连接断开。开关106可以是机械开关或者固态器件。开关106以这个工作循环持续工作，因此，每个板传感器104由开关106依次轮询，直到板传感器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触摸板电容式传感器电路，包括：信号发生器，用于生成具有振荡频率的振荡信号，所述振荡频率依据连接到所述信号发生器的电容的值而变化；开关，用于在开关的第一操作周期和开关的第二周期中开关与所述信号发生器关联的电容式触摸板的触摸板电容式传感器；计数器，用于在开关的第一操作周期中以连接到所述信号发生器的所述触摸板电容式传感器对所述振荡信号的周期的第一计数进行计数，以及在开关的第二操作周期中以连接到所述信号发生器的所述触摸板电容式传感器对所述振荡信号的周期的第二计数进行计数；以及检测器，被配置为检测所述第一计数和所述第二计数在低阈值数以下的时间，其中，根据所述检测，所述触摸板电容式传感器电路被配置为标记所述触摸板电容式传感器的有效用户触摸。

【技术特征摘要】
1.一种触摸板电容式传感器电路，包括: 信号发生器，用于生成具有振荡频率的振荡信号，所述振荡频率依据连接到所述信号发生器的电容的值而变化； 开关，用于在开关的第一操作周期和开关的第二周期中开关与所述信号发生器关联的电容式触摸板的触摸板电容式传感器； 计数器，用于在开关的第一操作周期中以连接到所述信号发生器的所述触摸板电容式传感器对所述振荡信号的周期的第一计数进行计数，以及在开关的第二操作周期中以连接到所述信号发生器的所述触摸板电容式传感器对所述振荡信号的周期的第二计数进行计数；以及 检测器，被配置为检测所述第一计数和所述第二计数在低阈值数以下的时间， 其中，根据所述检测，所述触摸板电容式传感器电路被配置为标记所述触摸板电容式传感器的有效用户触摸。2.如权利要求1的触摸板电容式传感器电路，其中，如果所述第一计数在所述低阈值数以上，则检测器保持在第一状态下，一旦检测到所述第一计数在所述低阈值数以下则转换至第二状态，并且，如果所述第二计数在所述低阈值数以下，则从所述第二状态转换至第三状态，其中所述第三状态指示所述触摸板电容式传感器的有效用户触摸。3.如权利要求2的触摸板电容式传感器电路，其中在所述检测器处于所述第二状态下时，当所述第二计数在所述低阈值数以上时所述检测器返回至所述第一状态。4.如权利要求2的触摸板电容式传感器电路，被配置为在所述开关的随后的操作周期的每个周期中，反复以与所述信 号发生器连接的所述电容式触摸传感器检测所述信号发生器的所述振荡信号的周期的两个计数是否在所述低阈值数以下，所述两个计数中的第一个是在所述开关的先前操作周期中的所述信号发生器的所述振荡信号的周期的计数，所述两个计数中的第二个是在所述开关的当前操作周期中的所述信号发生器的所述振荡信号的周期的计数，并且，依据所述检测，用于所述电容式触摸传感器电路对先前和当前操作周期标记所述电容式触...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅汪生，黄燕，罗伟，王洋，张俊，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US