电容式触摸屏传感器的测量系统的制作方法_3

文档序号:8346285阅读:来源:国知局
第二开关单元320、所述采样电阻Rs与第一信号端连接。
[0042]当所述测量系统为节点电容测量模式时,所述第一开关单元310的固定端与所述第一开关单元310的第二切换端连接,所述第二开关单元320的固定端与所述第二开关单元320的第二切换端连接;所述采样测量模块400的第一采样端经所述第一开关单元310与所述选通矩阵200的第二信号端连接,所述采样测量模块400的第二采样端经所述第二开关单元320与所述选通矩阵200的第三信号端连接。
[0043]所述激励信号经采样电阻Rs与第一信号端连接,在本实施例中,第一信号端作为激励端。
[0044]参照图3,图3为本发明较佳实施例的第一种测试模式的电路连接示意图;所述测量系统处于通道串联电阻延迟损耗测量模式下,此时,处理单元500控制选通矩阵200选通其中一个驱动网络单元111或者接收网络单元121,本实施例以选通其中一个驱动网络单元111为例进行说明。该驱动网络单元111构成了如下测量电路:若干个电阻串联R1、R2-Ri,并在每两个电阻的节点位置均连接有节点电容Cl、C2-Ci,节点电容Cl、C2-Ci的另一端与地连接;该测量电路相当于若干个RC网络顺次连接。此时,信号源Vs经采样电阻Rs、第一信号端口将固定斜率的斜坡电压信号加载在测量电路的两端,用于提供激励信号,以驱动整个测量网络。
[0045]第一采样测量单元410依次经第一开关单元310的固定端、第一开关单元310的第一切换端连接至第一信号端,用于采集整个测量电路对地的电压信号;第二采样测量单元420依次经第二开关单元320的固定端、第二开关单元320的第一切换端连接至第一信号端,从而第二采样测量单元420与所述采样电阻Rs并联,用于采集整个测量电路的总电流信号;第一采样测量单元410与第二采样测量单元420监测的是信号源Vs产生的激励电压信号和总驱动电流信号,在测量电路运行正常时,激励电压信号和总驱动电流信号将符合预期数据;在测量电路出现漏电、短路或断路等异常时,上述激励电压信号和总驱动电流信号的波形将出现异常,通过处理单元500的监测数据即可分析判断出来,易于对异常状态进行判断,避免整个测量过程出现错误判断,影响测量结果的正确性。
[0046]为了测量整个测量电路的通道串联电阻,根据RC网络的延迟效应,靠近该驱动网络单元111的测量端口的节点电容Cl,在信号源Vs的激励信号下的电流上升时间将快于仅次于节点电容Cl的节点电容C2电流上升时间,以此类推,远离测量端口的节点电容Ci的电流上升时间最慢。因此当以某个电流参考值作为基准时,对于同一个激励信号,节点电容Cl达到基准电流的时刻要提前于节点电容Ci,二者的时间差AT与各节通道串联电阻R1、R2…R1、各节点电容C1、C2…Ci以及节点总数等参数相关,而由于第一采样测量单元410到第四采样测量单元440都是按相同频率连续同步采样,从而通过节点电容Cl与节点电容Ci达到基准电流时的时间间隔即可计算出ΔΤ,并且由于节点总数已知,各节点电容Cl、C2…Ci的标准值已知且基本一致,综合上述条件,即可推算出该驱动网络单元111的各通道串联电阻Rl、R2…Ri阻值及总通道串联电阻R的阻值。经上述分析,只需测量靠近测量端口的节点电容Cl及远离测量端口的节点电容Ci的电流上升时间即可。
[0047]处理单元500将控制选通矩阵200选通靠近测量端口的节点电容Cl及远离测量端口的节点电容Ci,将靠近测量端口的节点电容Cl通过第四信号端口与第三采样测量单元430连接,从而节点电容Cl经第三采样测量单元430接地,第三采样测量单元430测量节点电容Cl的电流值,处理单元500将记录节点电容Cl的上升时间;将远离测量端口的节点电容Ci通过第五信号端口与第四采样测量单元440连接,从而节点电容Ci经第四采样测量单元440接地,第四采样测量单元440测量节点电容Ci的电流值,处理单元500将记录节点电容Ci的上升时间。此时,处理单元500分析计算得出节点电容Cl与节点电容Ci的上升电流的时间差,从而得出总通道串联电阻的阻值。
[0048]通过上述方法,可以实现在任一驱动网络单元111或接收网络单元121的一端施加探针即可完成串联通道电阻阻值的测量,并且测量精度高,可靠性高。
[0049]参照图4,图4为本发明较佳实施例的第二种测试模式电路连接示意图;所述测量系统处于节点电容测量模式下,此时,处理单元500控制选通矩阵200选通选通四个不同的节点电容。由于一个节点电容Ci对应连在一个驱动网络单元111与一个接收单元的交汇处,从而处理单元500将控制选通矩阵200同时选通4个驱动网络单元111与4个接收网络单元121。此时,功能切换单元300的第一开关单元310将从第一切换端切换至第二切换端,即第一采样测量单元410依次经第一开关单元310的固定端、第一开关单元310的第二切换端连接至选通矩阵200的第二信号端口,选通矩阵200将选通的其中一个节点电容Ci传递至第一采样测量单元410的第一采样端;功能切换单元300的第二开关单元320将从第一切换端切换至第二切换端,即第二采样测量单元420依次经第二开关单元320的固定端、第二开关单元320的第二切换端连接至选通矩阵200的第三信号端口,选通矩阵200将选通的其中另一个节点电容Cj传递至第二采样测量单元420的第二采样端;选通矩阵200将选通的另外两个节点电容CnuCn分别经第四信号端口传递至第三采样测量单元430的第三采样端、第五信号端口传递至第四采样测量单元440的第四采样端。信号源Vs的激励信号经采样电阻Rs连接至第一信号端,即为整个测量电路提供固定斜率的斜坡电压信号。
[0050]施加固定斜率的斜坡电压时,在同一测量电路中的所有节点电容都将耦合充电电流,且各电容耦合电流的上升时间各不相同。但是,只要斜坡电压波形坚持足够长的时间,所有节点电容Ci上的充电电流都将进入稳定状态,此时,各节点间通道电阻上的压降也将进入稳定状态,其变化值极其微弱,可以忽略。因此,在这种情况下的输入电压变化率将直接施加在节点电容两端,各节点电容输出的电流与与电容值和输入电压变化率相关,通过对节点电容的输出电流的测量,即可得出节点电容的容值。
[0051]通过测量各个节点电容的电流输出值并传输至处理单元500进行分析计算,即可得出各节点电容的容值,通过上述测量电路,可以在串联通道电阻测量模式下进行切换,即可同时测量四个节点电容的容值大小,从而提高了节点电容的测试效率,且成本较低。
[0052]所述测量系统还用于测量所述电容式触摸屏传感器的绝缘电阻电参量,当所述测量系统为绝缘电阻测量模式时,所述信号源Vs的激励信号为直流信号,所述采样测量模块400的测量方式与所述节点电容测量模式下相同,在此不一一赘述。
[0053]以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等
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