排除寄生电容影响的电容感测电路的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种排除寄生电容影响的电容感测电路，其使用在一具有电容式触控板的电子装置中，包括一触控产生电容量变化的待测电容、一积分电容及一数字控制器，数字控制器记录一寄生电容充电至一预设电压值所需的偏移补偿时间，当电容式触控板被触控时，待测电容充电，当待测电容的充电时间到达偏移补偿时间时，积分电容充电，当待测电容上的电压高于预设电压值时，积分电容停止充电，则，在积分电容的充电程序中排除寄生电容量成分，致使积分电容上只会充电产生待测电容的电容变化量所对应的电压信号，致使提高电子装置触控操作上的灵敏度。
【专利说明】排除寄生电容影响的电容感测电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种排除寄生电容影响的电容感测电路，其电路可以将寄生电容成分进行排除以正确地感测出触控的电容变化量，致使以提高电子装置触控操作上的灵敏度。
【背景技术】
[0002]随着触控技术的快速发展，目前消费性电子装置已普遍使用电容式触控板作为使用者与电子装置间的数据沟通界面。藉由电容式触控板的设置，使用者可以更为便捷地操作电子装置。
[0003]请参阅图1，为现有电容式触控板的电路结构示意图。如图所示，电子装置的电容式触控板10中设置有至少一待测电容(Cx) 111。当使用者触控电容式触控板10时，待测电容(Cx) 111的电容量将会随着触控操作而产生变化，例如:0V — IpF0再者，电子装置一般都会将待测电容(Cx)Ill的电容变化量转换为电压形式进行检测。电子装置可以利用一电阻充电单元110对于待测电容(Cx) 111进行一充电程序，以使得待测电容(Cx) 111上的电压(Vx)逐渐充电上升，如图2的充电曲线121所示。如此，待测电容(Cx)Ill的电容变化量将可以转变为电压(Vx)形式进行呈现。
[0004]又，电子装置之中往往存在有相当多不可预期的寄生电容(Cp) 112，例如:寄生电容(Cp) 112存在于电容式触控板10与内部电路间、电路布线、内部电路之中。这些寄生电容(Cp) 112的电容量往往远大于待测电容(Cx)Ill的电容变化量，并且与待测电容(Cx)Ill并联连接而形成一并联电容CT=CX+CP。则，当电容式触控板10被触控后，电阻充电单元110将不止对于待测电容(Cx) 111进行充电而已，也会同时对于寄生电容(Cp) 112进行充电的动作。因此，充电产生的电压(Vx)除包含有待测电容(Cx)Ill的电容变化量外，也包含有寄生电容量成分。
[0005]再者，电容的充电时间将会与电容量大小呈现出一正比关系，如(VCx=VT1，亦SP，电容量越小充电时间越短，电容量越大充电时间越长。是以Cx=lpF、Cp=3.5pF、电压(Vx)充电至一预定电压(如:2V)为例，若电阻充电单元110只对于待测电容(Cx=IpF) 111进行充电，则，如充电曲线121所示，经过T1=OAus即可以充电至预定电压。相对的，若电阻充电单元110对于并联电容(CT=lpF+3.5pF)进行充电，则，如充电曲线122所示，必须经过T2=0.5 X (1+3.5)=2.25us才能充电至预定电压。
[0006]经由上述，电子装置对于触控操作所进行的充电程序，绝大部分的充电时间都是用在寄生电容(Cp) 112之上，真正需要测量的待测电容(Cx)的电容变化量反而只占一小部分的充电时间而已。若电子装置直接对于电压(Vx)进行取样测量，其电压(Vx)有很大的比例都是寄生电容(Cp) 112贡献出来，以致于待测电容(Cx)的微小电容变化量不易从电压(Vx)的中精准判断出来，进而影响到触控感测的准确度。
[0007]此外，由于待测电容(Cx)Ill的电容变化量往往非常微小，为了可以正确地判断出待测电容(Cx)Ill的电容变化量一般都会对于电压(Vx)进行放大的动作。然而，为避免该包含有寄生电容(Cp) 112成分的电压(Vx)被放大后超过电子装置可容许的操作范围，放大倍率将会因此受到限制。换言之，迁就于寄生电容(Cp) 112，电子装置无法对于电压(Vx)进行一较大倍率的放大，这对于感测待测电容(Cx)Ill的电容变化量而言非常不利。
[0008]有鉴于此，本发明将提供一种可用以排除寄生电容影响的电容感测电路，其可以将寄生电容的成分有效地进行排除，避免寄生电容影响到待测电容的电容变化量的感测，以提高电子装置触控操作上的灵敏度，将会是本发明欲达到的目的。
【发明内容】
[0009]本发明的一目的，在于提供一种排除寄生电容影响的电容感测电路，主要用以感测一电容式触控板被触控时所产生的电容变化量，其电路包括一待测电容、一数字控制器及一积分电容，利用充电方式将待测电容触控产生的电容变化量转换为电压信号以产生于积分电容之上，在电容式触控板未被触控之前，数字控制器将会预先取得一排除寄生电容成分的偏移补偿时间，当电容式触控板被触控后，待测电容将会产生电容量变化，数字控制器对于待测电容立即进行充电程序而对于积分电容将会延迟一段偏移补偿时间后才进行充电，藉此，将有关于寄生电容成分的偏移补偿时间从积分电容的充电程序的中进行扣除，以令积分电容只会产生待测电容的电容变化量所对应的电压信号，则，对于只包含待测电容的电容变化量成分的电压信号进行取样测量，将可以精准地判断出触控产生的电容变化而正确地进行相对操作。
[0010]本发明的一目的，在于提供一种排除寄生电容影响的电容感测电路，当电容式触控板被触控时，数字控制器可以对于待测电容进行多次的充放电程序，每一次充放电程序后，待测电容触控产生的电容变化量将会转换成电压信号依序叠加产生在积分电容之上，如此，积分电容上将会产生出多倍率的电压信号，此多倍率放大后的电压信号将会使得触控产生的电容变化量更为明显，而增加触控感测上的灵敏度。
[0011]为了达到上述目的，本发明提供一种排除寄生电容影响的电容感测电路，其使用在一具有电容式触控板的电子装置中，包括:至少一待测电容，其设置在电容式触控板中，当电容式触控板被触控时待测电容的电容量将产生变化；一第一充放电单元，连接待测电容，用以待测电容的充电或放电；一第二充电单元，连接一积分电容，用以积分电容的充电；一比较器，连接待测电容，用以将待测电容上的电压比较于一预设电压值；及一数字控制器，连接第一充放电单元、比较器及第二充电单元，记录有一偏移补偿时间，偏移补偿时间为一电容式触控板未被触控时寄生电容充电至预设电压值的所需时间，其中当电容式触控板被触控时，数字控制器发出一第一充电信号至第一充放电单元，驱使第一充放电单元执行待测电容的充电，当待测电容的充电时间未到达偏移补偿时间前，数字控制器发出一第二禁止信号至第二充电单元以禁止第二充电单元对于积分电容的充电，当待测电容的充电时间已到达偏移补偿时间时，数字控制器发出一第二充电信号至第二充电单元以驱使第二充电单元执行积分电容的充电，当待测电容上的电压高于预设电压值时，数字控制器再度发出第二禁止信号至第二充电单元以令第二充电单元停止积分电容的充电，致使积分电容上将充电产生待测电容的电容变化量所对应的一电压信号。
[0012]本发明一实施例中，其中第一充放电单元包括一电阻器及一第一开关器，第一开关器的一端串联连接电阻器及待测电容而另一端选择连接一供电电源或接地，当数字控制器发出第一充电信号至第一充放电单元时，第一开关器选择连接供电电源，以使第一充放电单元执行待测电容的充电；或者，当数字控制器发出一第一放电信号至第一充放电单元时，第一开关器接地，以使第一充放电单元执行待测电容的放电。
[0013]本发明一实施例中，其中第二充电单元包括一定电流源及一第二开关器，第二开关器的一端串联积分电容而另一端选择闭合或打开，数字控制器发出第二充电信号至第二充电单元时，令第二开关器闭合，定电流源执行积分电容的充电，而数字控制器发出第二禁止信号至第二充电单元时，令第二开关器打开，禁止定电流源对于积分电容的充电。
[0014]本发明一实施例中，其中当待测电容上的电压低于预设电压值时，比较器输出一高准位信号至数字控制器，当待测电容上的电压高于预设电压值时，比较器输出一低准位信号至数字控制器。
[0015]本发明一实施例中，其中数字控制器包括一时序控制器、一与门及一寄生电容充电时间计数器，与门的两输入端分别连接比较器的输出端及寄生电容的充电时间计数器而输出端连接时序控制器及第二充电单元，时序控制器的两输入端分别连接与门的输出端及比较器的输出端而输出端连接第一充放电单兀。
[0016]本发明一实施例中，其中寄生电容的充电时间计数器记录有偏移补偿时间，用以计数待测电容的充电时间，当待测电容的充电时间未抵达偏移补偿时间前，寄生电容的充电时间计数器输出一禁能信号，当待测电容的充电时间抵达偏移补偿时间后，寄生电容的充电时间计数器输出一致能信号。
[0017]本发明一实施例中，其中与门接收高准位信号及致能信号时，输出第二充电信号，或者，与门接收低准位信号或禁能信号的其中之一时，输出第二禁止信号。
[0018]本发明一实施例中，其中时序控制器对于第一充放电单兀的操作时序制定有一时脉周期，利用时脉周期控制第一充放电单元执行待测电容的充放电程序，时脉周期包括一充电阶段及一放电阶段，当时脉周期运行至充电阶段时，时序控制器发出第一充电信号至第一充放电单元，当时脉周期运行至放电阶段时，时序控制器发出一第一放电信号至第一充放电单元。
[0019]本发明一实施例中，其中当电容式触控板被触控时，时序控制器利用时脉周期控制第一充放电单元对于待测电容执行多次的充放电程序，每一次充放电程序后积分电容上将会累积一次电压信号，执行完多次的充放电程序后将在积分电容上叠加产生出多倍率放大后的电压信号。
[0020]本发明一实施例中，其中积分电容还连接一模拟数字转换器，模拟数字转换器用以将积分电容上所产生的电压信号转换为一数字信号。
[0021]本发明一实施例中，其中模拟数字转换器为一单坡率模拟数字转换器。
[0022]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1:现有电容式触控板的电路结构示意图。
[0024]图2:现有对于电容式触控板中的待测电容及/或寄生电容进行充电程序的充电曲线图。
[0025]图3:本发明电子装置的一较佳实施例的结构区块示意图。
[0026]图4:本发明排除寄生电容影响的电容感测电路一较佳实施例的电路区块示意图。
[0027]图5㈧及图5(b):本发明第一充放电单元及第二充电单元的电路结构图。
[0028]图6:本发明数字控制器对于待测电容进行一预充电测量程序的充电曲线图。
[0029]图7(a)及图7(b):本发明排除寄生电容成分的充电曲线图与未排除寄生电容成分的充电曲线图。
[0030]图8:本发明电容感测电路对于取样测量的电压信号进行多倍率放大的放大曲线图。
[0031]其中，附图标记
[0032]10 电容式触控板110 电阻充电单元
[0033]111 待测电容112 寄生电容
[0034]121 电压充电曲线122 电压充电曲线
[0035]100 电子装置20 电容式触控板
[0036]21 待测电容210 电压
[0037]30 排除寄生电容影响的电容感测电路
[0038]31 第一充放电单元311 电阻器
[0039]312 第一开关器32 比较器
[0040]33 数字控制器
[0041]331 寄生电容充电时间计数器
[0042]332 与门333 时序控制器
[0043]34 第二充电单元341 定电流源
[0044]342 第二开关器343 状态
[0045]344 状态35 积分电容
[0046]350 电压信号351 电压信号
[0047]36 模拟数字转换器 40 微控制器
【具体实施方式】
[0048]下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
[0049]请参阅图3，为本发明电子装置的一较佳实施例的结构区块示意图。如图所示，本发明电子装置100是可为液晶屏幕、智能型手机、平板计算机、笔记型计算机、可携式电子装置等等。电子装置100包括一电容式触控板20、一排除寄生电容影响的电容感测电路30及一微控制器40。其中，排除寄生电容影响的电容感测电路30分别连接电容式触控板20及微控制器40。
[0050]当使用者触控电容式触控板20时，于电容式触控板20的中将产生电容量的变化。排除寄生电容影响的电容感测电路30用以感测触控产生的电容变化量，并在感测电容变化量的同时可以排除掉寄生电容成分，以顺利将电容变化量转换为电压信号(Vint)进行呈现。之后，电容感测电路30将此代表为电容变化量的电压信号(Vint)传送至微控制器40，微控制器40即可以根据于电压信号(Vint)而对于电子装置100进行相对的操控运作。`
[0051]请参阅图4，为本发明排除寄生电容影响的电容感测电路一较佳实施例的电路区块示意图。如图所示，电容感测电路30包括至少一待测电容(Cx) 21、一第一充放电单元31、一比较器32、一数字控制器33、一第二充电单兀34及一积分电容(Cint) 35。
[0052]其中，待测电容(Cx) 21设置在电容式触控板20之中。当使用者触控电容式触控板20时，待测电容(Cx)21的电容量将会产生变化。第一充放电单元31连接待测电容(Cx)21，用以待测电容(Cx)21的充电或放电，以使待测电容(Cx) 21上可以产生一电压(Vx)210。比较器32设定有一预设电压值(Vih)，将待测电容(Cx) 21上产生的电压(Vx) 210与预设电压值(Vih)进行比较，以决定输出一高准位信号(H)或一低准位信号(L)。第二充电单元34连接积分电容(Cint) 35，用以积分电容(Cint)35的充电，以使积分电容(Cint)35上可以产生一电压信号(Vint) 350。
[0053]此外，数字控制器33分别连接第一充放电单元31、比较器32及第二充电单元34。数字控制器33从比较器32接收高准位信号(H)或低准位信号(L)，发送一第一充电信号(A1)或一第一放电信号(B1)至第一充放电单元31以控制第一充放电单元31对于待测电容(Cx) 21执行充电或放电的程序，另外发送一第二充电信号(A2)或一第二禁止信号(B2)至第二充电单元34以控制第二充电单元34对于积分电容35执行充电或禁止充电的程序。
[0054]进一步参阅图5 (a)，第一充放电单元31的详细电路结构包括包括一电阻器311及一第一开关器312。第一开关器312的一端串联连接电阻器311及待测电容(Cx) 21,另一端选择连接一供电电源(ycc)或接地。比较器32的输入端连接至电阻器311与待测电容(Cx) 21间的连接点，检测连接点上所产生的电压(Vx)210，以将电压(Vx)210与预设电压值(Vih)进行比较，而在输出端输出一高准位信号(H)或一低准位信号(L)。当数字控制器33发出第一充电信号(A1)至第一充放电单兀31时,第一开关器312选择连接供电电源(V。。)，以在第一充放电单元31与待测电容(Cx) 21间形成一充电回路，第一充放电单元31执行待测电容(Cx)21的充电。或者，当数字控制器33发出一第一放电信号(B1)至第一充放电单元31时，第一开关器312接地，以在第一充放电单元31与待测电容(Cx) 21间形成一放电回路，第一充放电单元31执行待测电容(Cx)21的放电。
[0055]另外，进一步参阅图5(b)，第二充电单元34的详细电路结构包括一定电流源(Ia) 341及一第二开关器342。第二开关器342的一端串联积分电容(Cint) 35而另一端选择闭合(turn on)连接定电流源(Ia) 341或打开(turn off)断接定电流源(Ia) 341。当数字控制器33发出第二充电信号(A2)至第二充电单元34时，令第二开关器342闭合，以在定电流源(Ia) 341与积分电容(Cint) 35形成一充电回路，定电流源(Ia) 341执行积分电容(Cint) 35的充电。或者，当数字控制器33发出第二禁止信号(B2)至第二充电单元34时，令第二开关器342打开，禁止定电流源(Ia) 341对于积分电容(Cint) 35的充电。
[0056]再度参阅图4，数字控制器33包括一寄生电容充电时间计数器331、一与门332及一时序控制器333。与门332的两输入端分别连接比较器32的输出端及寄生电容充电时间计数器331，而输出端连接时序控制器333及第二充电单元34。时序控制器333的两输入端分别连接与门332的输出端及比较器32的输出端，而输出端连接第一充放电单元31。
[0057]承上所述的结构，本发明电容感测电路30的详细操作流程如下所述:首先，同时参阅图4及图6，在电容式触控板20未被触控之前，数字控制器33会先对于待测电容21进行一预充电测量程序，以通过比较器32测量待测电容21上的电压(Vx) 210未被触控前充电至一预设电压值(Vih)所需时间。是以Vih=2.8V为例，当待测电容21上的电压(Vx)210充电至2.8V时，比较器32发出一低准位信号(L)至数字控制器33，数字控制器33即可得知电压(Vx) 210充电至2.8V所需时间为TP=4.35us。由于待测电容21未被触控前电容量是不会产生变化的，例如:CX=0，因此，预充电测量程序实际上就只对于寄生电容(Cp)进行充电的动作，所测量出的Tp时间就是寄生电容(Cp)充电至预设电压值(Vih)所需时间。在本发明中，Tp时间将用作为一排除寄生电容成分的偏移补偿时间，且其记录于寄生电容充电时间计数器331中。
[0058]接着，同时参阅图4及图7(a)，当使用者触控电容式触控板20时，数字控制器33的时序控制器333开始发送一第一充电信号(A1)至第一充放电单兀31,以控制第一充放电单元31对于待测电容21执行充电的程序，待测电容(Cx) 21上的电压(Vx) 210逐渐充电上升。
[0059]在Ttl-Tp期间，待测电容(Cx) 21的充电时间还未抵达偏移补偿时间(Tp)之前，比较器32输出高准位信号(H)，寄生电容充电时间计数器331输出禁能信号(DIS)。与门332根据高准位信号(H)及禁能信号(DIS) —直输出第二禁止信号(B2)至第二充电单元34，第二充电单元34的状态343保持在一低准位，例如0V，第二充电单元34禁止对于积分电容(Cint) 35的充电。
[0060]在Tp-Tih期间，待测电容(Cx) 21的充电时间已到达偏移补偿时间(Tp)时，比较器32输出高准位信号(H)，寄生电容充电时间计数器331输出致能信号(EN)。与门332根据高准位信号(H)及致能信号(EN)输出第二充电信号(A2)至第二充电单元34，第二充电单元34的状态343从低准位转变为高准位，例如OV — 5V，第二充电单元34开始执行积分电容(Cint)35的充电，积分电容(CINT)35上的电压(Vint) 350逐渐充电上升。
[0061]在T>TIH期间，待测电容(Cx) 21的电压(Vx) 210被充电高于预设电压值(Vih)，比较器输出低准位信号(L)，寄生电容充电时间计数器331输出致能信号(EN)。与门332根据低准位信号(L)及致能信号(EN)再度输出第二禁止信号(B2)至第二充电单元34，第二充电单元34的状态343从高准位转变为低准位，例如5V — 0V，第二充电单元34停止积分电容(Cint)35的充电，积分电容(CINT)35上的电压(Vint) 350保持在一水平状态。
[0062]执行完上述流程步骤后，数字控制器33即可以将有关于寄生电容(Cp)成分的偏移补偿时间(Tp)从积分电容(Cint) 35的充电程序的中进行扣除，以使得积分电容(Cint) 35上只会充电产生待测电容(Cx) 21的电容变化量所对应的电压信号(Vint) 350，此电压信号(Vint) 350将不包含有寄生电容(Cp)成分。
[0063]再者，进一步将图7(a)排除寄生电容成分的充电曲线图与图7(b)未排除寄生电容成分的充电曲线图进行比较。如图7(b)所示，假设数字控制器33不考量寄生电容(Cp)的影响，在电容式触控板20被触控后，数字控制器33立即控制第二充电单元34进入一高准位状态344直接对于积分电容(Cint) 35进行充电，在此，积分电容(Cint) 35的充电时间为Tc1-Tihij于是，积分电容(Cint)35的上充电产生的电压信号(Vint)351除包含有待测电容(Cx) 21的电容变化量外，也会包含有寄生电容(Cp)的电容量的成分。此外，寄生电容(Cp)的电容量往往远大于待测电容(Cx) 21触控产生的电容变化量，因此，在积分电容(Cint) 35上充电产生的电压(Vint) 351有很大的比例都是寄生电容(Cp)贡献出来。若数字控制器33对于电压(VINT)351进行取样并传送至微控制器40，则，微控制器40不易从电压信号(Vint)351之中精准判断出待测电容(Cx)21的微小电容变化量。此外，由于电压信号(VINT)351包含有待测电容(Cx)21的电容变化量以及寄生电容(Cp)的电容量的成分，电压信号(VINT)351将会被充电至一较高的电压准位，例如:电压信号(Vint) 351被充电至2.5V。若数字控制器33为了提高电容变化量检测上的精准度而对于电压信号(Vint) 351进行放大的动作，电压信号(Vint) 351将会因为高电压准位的因素而让放大空间受到较多的限制。
[0064]相对的，如图7(a)所示，本发明数字控制器33考量到寄生电容(Cp)的影响，在电容式触控板20被触控后，数字控制器33延迟一段偏移补偿时间(Tp)后才会控制第二充电单元34对于积分电容(Cint)35进行充电，积分电容(Cint)35的充电时间将缩短为TP_TIH。换言之，本发明数字控制器33将一段有关于寄生电容成分的偏移补偿时间(Tp)从积分电容(Cint)35的充电程序的中进行扣除，以致积分电容(Cint) 35之上只会充电产生待测电容(Cx) 21的电容变化量所对应的电压信号(Vint) 350，而寄生电容(Cp)的电容量将不会转换产生于积分电容(Cint) 35之上。之后，数字控制器33对于此只具有待测电容(Cx) 21的电容变化量的电压信号(Vint) 350进行取样测量且传送至微控制器40，微控制器40即可以精准地判断出触控所产生的电容变化而正确地进行相对操作。此外，由于电压信号(VINT)350只包含有待测电容(Cx)21的电容变化量成分，电压信号(Vint) 350只会被充电至一较低的电压准位，例如:电压信号(Vint) 350被充电至0.4V。在此，图7(a)的电压信号(VINT)350相较于图7(b)的电压信号(VINT)351具有较低的电压准位，致使该具有较低电压准位的电压信号(Vint) 350将可以进行较多倍率的放大而令变化量相对提高，而增加触控感测上的灵敏度。
[0065]又，如图4所示，本发明一实施例中，电容感测电路30还包括一模拟数字转换器(Analog to Digital Converter ;ADC) 36。模拟数字转换器36连接至积分电容(Cint) 35,用以将积分电容(Cint) 35上所产生的电压信号(Vint) 350从模拟形式转换为数字形式。数字控制器33对于数字形式的电压信号(Vint) 350进行取样测量，并将其传送至微控制器40，以使微控制器40对于数字形式的电压信号(Vint) 350进行运算及操作。再者，本发明一较佳实施例中，模拟数字转换器36是采用一单坡率的模拟数字转换器(single slope ADC)。
[0066]请参阅图8，为本发明电容感测电路对于取样测量的电压信号进行多倍率放大的放大曲线图，并同时参阅图4及图7(a)。如图所示，本发明时序控制器333对于第一充放电单元31的操作时序制定有一时脉周期(T。)，例如:以20us为一周期时间，利用时脉周期(Tc)以控制第一充放电单元31执行待测电容(Cx) 21的充放电程序。
[0067]时脉周期(Tc)包括一充电阶段(T1)及一放电阶段(T2)。当时脉周期(Tc)运行至充电阶段(T1)时，时序控制器333发出第一充电信号(A1)至第一充放电单兀31,第一充放电单元31对于待测电容(Cx)21进行充电，电压(Vx) 210逐渐被充电上升。当时脉周期(Tc)运行至放电阶段(T2)时，时序控制器333发出一第一放电信号(B1)至第一充放电单元31，第一充放电单元31对于待测电容(Cx)21进行放电，电压(Vx) 210逐渐被放电下降。于是，第一充放电单元31对于待测电容(Cx) 21执行完一次的充放电程序后，待测电容(Cx) 21触控产生的电容变化量将可以转换成一次电压信号(Vint) 350产生在积分电容(Cint) 35之上，之后对于电压信号(Vint)350进行取样即可以达到电容变化量测量的动作。
[0068]当电容感测电路30欲对于测量的电压信号(Vint) 350进行多倍率的放大时，时序控制器333利用时脉周期(Te)控制第一充放电单元31对于待测电容(Cx) 21执行多次的充放电程序。每一次充放电程序后，待测电容(Cx) 21触控产生的电容变化量将会转换成电压信号(Vint) 350以依序叠加产生在积分电容(Cint) 35之上。
[0069]如此据以实施，在对于待测电容(Cx)21执行完多次的充放电程序后，积分电容(Cint) 35上将会产生出多倍率的电压信号(Vint)350。之后,对于多倍率放大后的电压信号(Vint) 350进行取样测量将可使得触控产生的电容变化量更为明显，进一步增加触控感测上的灵敏度。
[0070]当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种排除寄生电容影响的电容感测电路，其使用在一具有电容式触控板的电子装置中，其特征在于，包括: 至少一待测电容，其设置在电容式触控板中，当电容式触控板被触控时待测电容的电容量将产生变化； 一第一充放电单元，连接待测电容，用以待测电容的充电或放电； 一第二充电单兀，连接一积分电容，用以积分电容的充电； 一比较器，连接待测电容，用以将待测电容上的电压比较于一预设电压值 '及 一数字控制器，连接第一充放电单元、比较器及第二充电单元，记录有一偏移补偿时间，偏移补偿时间为一电容式触控板未被触控时寄生电容充电至预设电压值的所需时间，其中当电容式触控板被触控时，数字控制器发出一第一充电信号至第一充放电单元，驱使第一充放电单元执行待测电容的充电，当待测电容的充电时间未到达偏移补偿时间前，数字控制器发出一第二禁止信号至第二充电单元以禁止第二充电单元对于积分电容的充电，当待测电容的充电时间已到达偏移补偿时间时，数字控制器发出一第二充电信号至第二充电单元以驱使第二充电单元执行积分电容的充电，当待测电容上的电压高于预设电压值时，数字控制器再度发出第二禁止信号至第二充电单元以令第二充电单元停止积分电容的充电，致使积分电容上将充电产生待测电容的电容变化量所对应的一电压信号。
2.根据权利要求1所述的电容感测电路，其特征在于，该第一充放电单元包括一电阻器及一第一开关器，该第一开关器的一端串联连接该电阻器及该待测电容而另一端选择连接一供电电源或接地，当该数字控制器发出该第一充电信号至该第一充放电单元时，该第一开关器选择连接该供电电源，以使该第一充放电单元执行该待测电容的充电；或者，当该数字控制器发出一第一放电信号至该第一充放电单元时，该第一开关器接地，以使该第一充放电单元执行该待测电容的放电。
3.根据权利要求1所述.的电容感测电路，其特征在于，该第二充电单元包括一定电流源及一第二开关器，该第二开关器的一端串联该积分电容而另一端选择闭合或打开，该数字控制器发出该第二充电信号至该第二充电单元时，令该第二开关器闭合，该定电流源执行该积分电容的充电，而该数字控制器发出该第二禁止信号至该第二充电单元时，令该第二开关器打开，禁止该定电流源对于该积分电容的充电。
4.根据权利要求1所述的电容感测电路，其特征在于，当该待测电容上的电压低于该预设电压值时，该比较器输出一高准位信号至该数字控制器，当该待测电容上的电压高于该预设电压值时，该比较器输出一低准位信号至该数字控制器。
5.根据权利要求4所述的电容感测电路，其特征在于，该数字控制器包括一时序控制器、一与门及一寄生电容充电时间计数器，该与门的两输入端分别连接该比较器的输出端及该寄生电容的充电时间计数器而输出端连接该时序控制器及该第二充电单元，该时序控制器的两输入端分别连接该与门的输出端及该比较器的输出端而输出端连接该第一充放电单元。
6.根据权利要求5所述的电容感测电路，其特征在于，该寄生电容的充电时间计数器记录有该偏移补偿时间，用以计数该待测电容的充电时间，当该待测电容的充电时间未抵达该偏移补偿时间前，该寄生电容的充电时间计数器输出一禁能信号，当该待测电容的充电时间抵达该偏移补偿时间后，该寄生电容的充电时间计数器输出一致能信号。
7.根据权利要求6所述的电容感测电路，其特征在于，该与门接收该高准位信号及该致能信号时，输出该第二充电信号，或者，该与门接收该低准位信号或该禁能信号的其中之一时，输出该第二禁止信号。
8.根据权利要求5所述的电容感测电路，其特征在于，该时序控制器对于该第一充放电单元的操作时序制定有一时脉周期，利用该时脉周期控制该第一充放电单元执行该待测电容的充放电程序，该时脉周期包括一充电阶段及一放电阶段，当该时脉周期运行至该充电阶段时，该时序控制器发出该第一充电信号至该第一充放电单元，当该时脉周期运行至该放电阶段时，该时序控制器发出一第一放电信号至该第一充放电单元。
9.根据权利要求8所述的电容感测电路，其特征在于，当该电容式触控板被触控时，该时序控制器利用该时脉周期控制该第一充放电单元对于该待测电容执行多次的充放电程序，每一次充放电程序后该积分电容上将会累积一次该电压信号，执行完多次的充放电程序后将在该积分电容上叠加产生出多倍率放大后的该电压信号。
10.根据权利要求1所述的电容感测电路，其特征在于，该积分电容还连接一模拟数字转换器，该模拟数字转换器用以将该积分电容上所产生的该电压信号转换为一数字信号。
11.根据权利要求10所述的电容感测电路，其特征在于，该模拟数字转换器为一单坡率模拟数 字转换器。
【文档编号】G06F3/044GK103440073SQ201310284643
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年7月8日 优先权日:2013年7月8日
【发明者】黄宗文 申请人:安沛科技股份有限公司