专利名称：一种基于互电容触摸屏的互电容检测电路的制作方法
技术领域：
—种基于互电容触摸屏的互电容检测电路技术领域[0001 ] 本实用新型涉及一种基于互电容触摸屏的互电容检测电路。
背景技术：
[0002]近年来，电容式触摸屏在各种电子设备，特别是手持式数码设备，例如手机，掌上 电脑，平板电脑等方面得到广泛使用。其中互电容式触摸屏由于具备多点触控的能力，代表 了未来电容式触摸屏发展的趋势。[0003]—个互电容触摸屏上包括一个N行M列的电极阵列，每一行的N个行电极通过导 线连接在一起形成行电极串，每一列的M个列电极也通过导线连接在一起形成列电极串， 电极行列上的每个电极都与附近的四个电极存在有感应电容，当手指或者导体触碰电极附 近时,这些感应电容会变化,通过在一定时间内检测NXM个电极与附近的电极的感应电容 变化量来检测人的手指触碰的位置。[0004]触摸屏工作时，触摸屏外的检测电路依次向每一个行电极串发送检测信号，并通 过每一列电极串接收传回的信号，当其中一个行电极串正在被检测时，通过检测该行电极 串上的每一个行电极与临近的列电极的感应电容的变化来判断是否有触摸以及触摸的位置。[0005]由于每一行电极串具备一定的物理长度，且串联的每个电极存在较大的电容，从 行电极的一端传输到另一端的信号接收端存在较大的传输延时。因此当驱动芯片从各个行 电极串发射驱动信号时，随着离行电极串信号发射端空间距离的增加，信号不断衰减，表现 为信号的高电平的幅值和脉宽都比原始信号减小。与行电极串信号发射端接近的列电极串 接收到的信号几乎没有衰减或者衰减很少，而与行电极串信号发射端远离的另一端的列电 极串接收到的信号则衰减较大，也就是各个列电极串接收到的信号会由于距离行电极串 发射端空间距离的远近产生较大的差异，对后续的信号处理造成了困难。实用新型内容[0006]本实用新型涉及一种基于互电容触摸屏的互电容检测电路。[0007]本实用新型的技术方案如下[0008]一种基于互电容触摸屏的互电容检测电路，所述互电容触摸屏包括从上到下的N 个行电极串，从左到右的M个列电极串；所述互电容检测电路包括N个信号发射端，M个信 号接收模块和信号处理模块，每个行电极串的一端和一个信号发射端连接，每个列电极串 的一端和一个信号接收模块的输入端连接，所述信号处理模块和所有信号接收模块的输出 端连接；[0009]所述M个信号接收模块是对电压信号进行放大的增益放大器，并且各个信号接收 模块的增益是随着各个信号接收模块连接的列电极串距离所述信号发射端空间距离的增 加而增加的。[0010]本实用新型还包括一种基于互电容触摸屏的互电容检测电路，所述互电容触摸屏包括互电容包括从上到下的N个行电极串，从左到右的M个列电极串；所述互电容检测电路 包括N个信号发射端，M个信号接收模块和信号处理模块，每个行电极串的一端和一个信号 发射端连接，每个列电极串的一端和一个信号接收模块的输入端连接，所述信号处理模块(3)和所有信号接收模块的输出端连接；[0011]所述M个信号接收模块按照连接的列电极串距离所述信号发射端空间距离的远 近分为K组，每组信号接收模块的增益是随着各组信号接收模块连接的列电极串距离所述 信号发射端空间距离的增加而增加的。[0012]优选的，所述各个信号接收模块的增益增加的方式是通过对作为信号接收模块的 增益放大器的偏置电流的调整来实现。[0013]优选的，所述各个信号接收模块为由X个电压增益放大电路级联而成的增益放大 器，每一级增益放大电路的输入端连接到上一级增益放大电路的输出端，输出端连接到下 一级的增益放大电路的输入端；每一级增益放大电路的的输入输出端还并联有一个开关器 件，该开关器件的开关两端分别连接该增益放大电路的输入端和输出端。[0014]基于互电容触摸屏的互电容检测电路，包括信号发射端，信号接收模块和信号处 理模块。每个信号发射端与互电容触摸屏的一个行电极串的一端连接，每个信号接收模块 的信号接收端与互电容触摸屏的一个列电极串的一端连接，信号接收模块的输出端连接到 信号处理模块，信号处理模块接收信号接收模块输出的数据信号并对其进行处理，判断互 电容触摸屏上是否有触摸和触摸的位置。[0015]互电容检测电路从信号发射端发射信号到行电极串，信号接收模块从列电极串上 感应列电极串上的信号变化并输出到信号处理模块，信号处理模块接收每一个信号接收端 的数据并对数据进行处理，判断互电容触摸屏上是否有触摸和触摸的位置。[0016]本实用新型所述的信号接收模块为对输入的电压信号具备一定增益的增益放大 器，在本实用新型中，这些作为信号接收模块的增益放大器的增益是不同的，与信号发射端 空间距离越远的列电极串连接的信号接收模块的增益越大，而与信号发射端空间距离越近 的列电极串连接的信号接收模块的增益越小。[0017]由于信号接收模块的增益随着距离信号发射端的空间距离的增加而增加，这样补 偿了随信号发射端空间距离增加而导致信号衰减产生的误差，在各个信号接收模块的输出 端，信号衰减的影响被降低了，利于信号处理模块对各个信号接收模块的输出信号的处理。
[0018]图1示出本实用新型所述的基于互电容触摸屏的互电容检测电路的各部分的电 学连接关系；[0019]图2示出本实用新型所述的基于互电容触摸屏的互电容检测电路中的信号接收 模块的一种电路实现方式。
具体实施方式
[0020]
以下结合附图，对本实用新型的具体实施方法作进一步的详细说明。[0021]图1为本实用新型所述的基于互电容触摸屏的互电容检测电路的电学连接关系 示意图。[0022]所述互电容触摸屏2包括从上到下的N个行电极串201 20N，从左到右的M个列 电极串211 21M ;所述互电容检测电路I包括N个信号发射端101 10N，M个信号接收 模块231 23M和信号处理模块3,每个行电极串的一端和一个信号发射端101 ION连 接，每个列电极串的一端和一个信号接收模块的输入端221 22M连接，所述信号处理模块 3和所有信号接收模块的输出端241 24M连接。[0023]本实用新型所述的信号接收模块为对输入的电压信号具备一定增益的增益放大 器，在本实用新型中，这些作为信号接收模块的增益放大器的增益是不同的，与信号发射端 空间距离越远的列电极串连接的信号接收模块的增益越大，而与信号发射端空间距离越近 的列电极串连接的信号接收模块的增益越小。[0024]由于每一行电极串具备一定的物理长度，且串联的每个电极存在较大的电容，从 行电极的一端传输到另一端的信号接收端存在较大的传输延时。因此当驱动芯片从各个行 电极串发射驱动信号时，随着离行电极串信号发射端空间距离的增加，信号不断衰减，表现 为信号的高电平的幅值和脉宽都比原始信号减小。与行电极串信号发射端接近的列电极串 接收到的信号几乎没有衰减或者衰减很少，而与行电极串信号发射端远离的另一端的列电 极串接收到的信号则衰减较大，也就是各个列电极串接收到的信号会由于距离行电极串发 射端空间距离的远近产生较大的差异。[0025]而采用了本实用新型的互电容检测电路以后，与信号发射端空间距离越远的列电 极串连接的信号接收模块的增益越大，而与信号发射端空间距离越近的列电极串连接的信 号接收模块的增益越小。这样补偿了随信号发射端空间距离增加而导致信号衰减产生的误 差，在各个信号接收模块的输出端，信号衰减的影响被降低了，利于信号处理模块对各个信 号接收模块的输出信号的处理。[0026]由于信号的衰减需要一定的空间距离才能产生比较明显的影响，因此距离靠近的 列电极串连接的信号接收模块接收到的信号之间的衰减可以适当忽略；作为一种优选的 方式，可以把各个信号接收模块按照连接的列电极串距离所述信号发射端空间距离的远近 分为K组，每组信号接收模块的增益是随着各组信号接收模块连接的列电极串距离所述信 号发射端空间距离的增加而增加的。这样不用调整每个信号接收模块的增益，同一组的信 号接收模块可以采用完全相同的电路和版图结构，便于电路和版图设计，缩短设计周期。[0027]调整各个作为信号接收模块的增益放大器的增益方式有很多种，如调整增益放大 器的内部集成电路器件尺寸，改变增益放大器的电路架构，改变增益放大器的偏置电流或 者偏置电压等，这些都是本领域公知的技术手段。可以优选采用调整增益放大器的偏置电 流来实现增益的调整。这样无须设计多个结构或者器件尺寸不同的增益放大器，同样有利 于电路设计和版图设计，缩短设计周期。[0028]图2示出本实用新型提供的一种优选的作为信号接收模块的电路实现方式，由X 级具备电压增益放大功能的增益放大电路41 4X首尾相接，串联而成，即每一级增益放大 电路的输入端连接到上一级增益放大电路的输出端，输出端连接到下一级的增益放大电路 的输入端；那么该信号接收模块的增益为各个增益放大电路的增益的乘积。每一级增益放 大电路的41 4X的输入输出端还并联有一个开关器件51 5X,该开关器件的开关两端 分别连接该增益放大电路的输入端和输出端。该信号接收模块通过控制开关51 5X来调 节电压增益。显然，闭合的开关越多，实际使用的增益级越少，信号接收模块的增益越低，反之，闭合的开关越少，信号接收模块的增益越高，当没有开关闭合时，信号接收模块的增益最闻。[0029]以上所述的仅为本实用新型的优选实施例，所述实施例并非用以限制本实用新型的专利保护范围，因此凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。·
权利要求1.一种基于互电容触摸屏的互电容检测电路，所述互电容触摸屏(2)包括从上到下的N个行电极串(201) (20N)，从左到右的M个列电极串(211) (21M);所述互电容检测电路(I)包括N个信号发射端(101) (ION)，M个信号接收模块(231) (23M)和信号处理模块(3)，每个行电极串的一端和一个信号发射端(101) (ION)连接，每个列电极串的一端和一个信号接收模块的输入端(221) (22M)连接，所述信号处理模块(3)和所有信号接收模块的输出端(241) (24M)连接； 其特征在于所述M个信号接收模块(231) (23M)是对电压信号进行放大的增益放大器，并且各个信号接收模块的增益是随着各个信号接收模块连接的列电极串(211) (21M)距离所述信号发射端空间距离的增加而增加的。
2.一种基于互电容触摸屏的互电容检测电路，所述互电容触摸屏(2)包括互电容包括从上到下的N个行电极串(201) (20N)，从左到右的M个列电极串(211) (21M);所述互电容检测电路(I)包括N个信号发射端(101) (ION)，M个信号接收模块(231) (23M)和信号处理模块(3)，每个行电极串的一端和一个信号发射端(101) (ION)连接，每个列电极串的一端和一个信号接收模块的输入端(221) (22M)连接,所述信号处理模块(3)和所有信号接收模块的输出端(241) (24M)连接； 其特征在于所述M个信号接收模块(231) (23M)按照连接的列电极串距离所述信号发射端空间距离的远近分为K组，每组信号接收模块的增益是随着各组信号接收模块连接的列电极串距离所述信号发射端空间距离的增加而增加的。
3.如权利要求1或2任意一项所述的基于互电容触摸屏的互电容检测电路，其特征在于 所述各个信号接收模块的增益增加的方式是通过对作为信号接收模块的增益放大器的偏置电流的调整来实现。
4.如权利要求1或2任意一项所述的基于互电容触摸屏的互电容检测电路，其特征在于 所述各个信号接收模块为由X个电压增益放大电路(41) (4X)级联而成的增益放大器，每一级增益放大电路的输入端连接到上一级增益放大电路的输出端，输出端连接到下一级的增益放大电路的输入端；每一级增益放大电路的(41) (4X)的输入输出端还并联有一个开关器件(51) (5X)，该开关器件的开关两端分别连接该增益放大电路的输入端和输出端。
专利摘要本实用新型涉及一种基于互电容触摸屏模组的互电容检测电路，所述互电容触摸屏包括从上到下的N个行电极串，从左到右的M个列电极串；所述互电容检测电路包括N个信号发射端，M个信号接收模块和信号处理模块，每个行电极串的一端和一个信号发射端连接，每个列电极串的一端和一个信号接收模块的输入端连接，所述信号处理模块和所有信号接收模块的输出端连接；所述M个信号接收模块是对电压信号进行放大的增益放大器，并且各个信号接收模块的增益是随着各个信号接收模块连接的列电极串距离所述信号发射端空间距离的增加而增加的。
文档编号G06F3/044GK202838274SQ20122028098
公开日2013年3月27日 申请日期2012年6月14日 优先权日2012年6月14日
发明者黄俊钦, 朱修殿, 刘强, 王东旭 申请人:彩优微电子(昆山)有限公司