专利名称：微安级超低功耗模拟手指感应开关电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种感应开关电路，尤其是一种微安级超低功耗模拟手指感应开关电路。
背景技术：
作为感应开关很早就有，而且品种很多，有光电的、电磁的、力敏的等等、有接触式的、有感应式的、有感应引起频率变化的，有感应使振荡仃振的，还有对交流电场敏感的……但对于一个电池供电又要求数年使用期电子设备或仪表，都存在一个功耗太大的问题。那些开关大多要几毫安或几十毫安工作电流。
近年来计算机技术的发展出现了像ATLAB公司的ATA2508为代表的触摸芯片的IC，'性能是很好的，但低功耗时，尚要60微安，而售价较高。
近来还有一种电容式感应开关，它是加上感应后，用单片机测其频率的变化，模拟电路加上单片机编程，既麻烦且成本高。
实用新型内容
为了解决上述感应开关电路的低功耗，同进兼顾电路的稳定可靠、经济便宜等产品要求，本实用新型提供了一种微安级超低功耗模拟手指感应开关电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 一种微安级超低功耗模拟手指感应开关电路，包含单管振荡单元、整流单元及电压比较单元，所述振荡单元产生振荡波形经过整流单元整流输出直流电压后，与电压比较单元的电压进行比较后输出判断信号。
具体地所述单管振荡单元中包括用于感应手指移动情况的感应片、三极管T1、电感L1、电容C3、电容C4及电阻R3组成；感应片与三极管Tl的集电极连接，电感L1一端也接三极管T1的集电极，另一端接电源；电容C3、电容C4从电感L1两端引出，另一端都接在三极管Tl的发射极上，构成电容三点式振荡；三极管T1的发射极与电阻R3连接，电阻R3的另一端接地；在三极管Tl的基极端设置有电阻Rl和电容Cl，在电感Ll的电源端设置有电阻R2和电容C2。所述整流单元由电容C5、电容C6及二极管D1、 二极管D2、作为整流负载的电阻R4构成倍压整流电路。所述电压比较单元由比较器IC及电阻R6、电阻R7、电阻R5、电容C7构成；电阻R6上端接电源电压，电阻R7下端接地，其分压值为比较器IC输入基准，电阻R5传输过来的讯号与基准相比较决定比较器IC输出是否翻转。
其中所述感应片为金属片或是单面复铜板；所述Tl为9018高频三极管；Ll为47微亨色码电感，C3为22PF, C4为39 68PF电容；电阻R3为470K 1M欧姆；电阻Rl为4. 7 6. 8M欧姆；电容C2为20 1000PF;所述电阻R4》10M欧姆。所述电阻R6为4.7 7.5M欧姆；电阻R7为30 200K欧姆。
本实用新型所述的微安级超低功耗模拟手指感应开关电路，对LC振荡形式由原来的电容反馈方式改为电容三点式，这样更易起振，且振荡稳定。在发射极改用了阻值几百K欧的大电阻，再配之调整基极偏置而实现了低功耗。功耗降低了，但幅度就电流，输出幅度是满幅度(和电源比)，如果工作电流为5微安，幅下降很快。试验证实了这点，例振荡器几毫安或十几毫安工作度只有100毫伏左右，如果再降为3微安，振荡幅度只有十几毫伏。对于这样小的输出当然不能直接使用而要作变换。为此后面用低功耗电压比较器进行电压翻转，为了使用电压比较器，又必须将振荡信号变成直流电平，中间又要加整流器件。这样一只双极型三极管， 一只比较器，加上几个阻容和一只电感就构成全部材料成本，经济实惠，功耗又十分低，满足要求，实现了低功耗模拟手指感应开关。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。图l是本实用新型电路结构图。
图2是本实用新型振荡单元电路结构图。图3是本实用新型整流单元电路结构图。图4是本实用新型电压比较单元电路结构图。
具体实施方式
如
图1所示的一种微安级超低功耗模拟手指感应开关电路，包含单管振荡单元、整流单元及电压比较单元，所述振荡单元产生振荡波形经过整流单元整流输出直流电压后，与电压比较单元的电压进行比较后输出判断信号。
如图2所示，所述单管振荡单元中包括用于感应手指移动情况的感应片、三极管T1、电感L1、电容C3、电容C4及电阻R3组成；感应片与三极管Tl的集电极连接，电感L1一端也接三极管T1的集电极，另一端接电源；电容C3、电容C4从电感L1两端引出，另一端都接在三极管T1的发射极上，构成电容三点式振荡；三极管T1的发射极与电阻R3连接，电阻R3的另一端接地；在三极管T1的基极端设置有电阻R1和电容C1，在电感L1的电源端设置有电阻R2和电容C2。
用双极型三极管构成电容三点式共基极振荡器。振荡频率不能选得太低，因手指感应片不大，电容变化只有几个ppF到十几个ppF,要在平时有振荡，而手指感应后，即增加微小的电容量后，振荡停止。频率也不能选得太高，因功耗和频率是正变关系。因此频率可选在1 5MH之间。频率主要由Ll决定，(其中还有分布板。检查该电路要以平时振荡稳定，加上手指感应后，振荡停止为原则电容)，辅之C1、 C2。功耗由R3和基极偏置R1决定。R3是个阻值很大的电阻。功耗附合要求。要注意加上示波器等检测仪器时，检测仪器的电容带来的影响。
其中，感应片为金属片或是单面复铜板；所述T1为9018高频三极管；Ll为47微亨色码电感，C3为22PF, C4为39 68PF电容；电阻R3为470K 1M欧姆；电阻R1为4.7 6.8M欧姆；电容C2为20 1000PF。
如图3所示，所述整流单元由电容C5、电容C6及二极管D1、 二极管D2、作为整流负载的电阻R4构成倍压整流电路。其中，电阻R4》10M欧姆。这是通用电路，但这里是倍压整流，元器件要合适，D1D2不能用4001这类低频管。C3也不能取得太大，否则电压充不上去，电阻R4是作为C3的放电用的，阻值很大，甚至开路，调节反应速度用。
如图4所示，所述电压比较单元由比较器IC及电阻R6、电阻R7、电阻R5、电容C7构成；电阻R6上端接电源电压，电阻R7下端接地，其分压值为比较器IC输入基准，电阻R5传输过来的讯号与基准相比较决定比较器IC输出是否翻转。其巾，电阻R6为4.7 7.5M欧姆；电阻R7为30 200K欧姆。通用接法。其中一个输入端接前面来的信号电压，另一端接参考基准VREF，这由单片机输入要求而定，如果要求由低电平到高电平变化表示有感应讯号，则正输入端接参考基准。输出端又加了R8电阻，这时调整手指感时功耗。比较器静态约l安，翻转时不到3微安，加了R8后要求单片机输入高阻抗，如用A/D口输入为更好。如不要求工作时功耗(再增加2 3微安)，可以短接R8。
本实用新型非常适用于电池作为唯一能源供电，要求使用期数年，又需要感应式开关的电子产品。例如在电池供电便携式手持测量仪表，游戏机、……电子产品都可以很好地应用。
在电池供电的游戏机中，由于开关是感应式的，不用接触，因此感应片可装在面板的里面，外表无痕迹，更显得神秘，外观也漂亮。
在嵌入式手持仪表中，有时仅需二、三个开关，这时用本专利开关省钱、省事，省空间，外观还干净美观。
又例在热分配表上，得到了很好的应用。单片机待机时只有7-8微安，加上手指感应开关耗电4 5微安，加上单片机工作耗电，平均下来也不到20微安，那么对于--节1.2安时的锂电池，维持10年工作就一点问题没有了。
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权利要求1. 一种微安级超低功耗模拟手指感应开关电路，其特征是包含单管振荡单元、整流单元及电压比较单元，所述振荡单元产生振荡波形经过整流单元整流输出直流电压后，与电压比较单元的电压进行比较后输出判断信号。
2. 根据权利要求1所述的微安级超低功耗模拟手指感应开关电路，其特征 是所述单管振荡单元中包括用于感应手指移动情况的感应片、三极管Tl、电 感L1、电容C3、电容C4及电阻R3组成；感应片与三极管Tl的集电极连接， 电感Ll 一端也接三极管Tl的集电极，另一端接电源；电容C3、电容C4从电 感L1两端引出，另一端都接在三极管T1的发射极上，构成电容三点式振荡； 三极管Tl的发射极与电阻R3连接，电阻R3的另一端接地；在三极管Tl的基 极端设置有电阻R1和电容C1，在电感L1的电源端设置有电阻R2和电容C2。
3. 根据权利要求1所述的微安级超低功耗模拟手指感应开关电路，其特征 是所述整流单元由电容C5、电容C6及二极管D1、 二极管D2、作为整流负载 的电阻R4构成倍压整流电路。
4. 根据权利要求1所述的微安级超低功耗模拟手指感应开关电路，其特征 是所述电压比较单元由比较器IC及电阻R6、电阻R7、电阻R5、电容C7构成； 电阻R6上端接电源电压，电阻R7下端接地，其分压值为比较器IC输入基准， 电阻R5传输过来的讯号与基准相比较决定比较器IC输出是否翻转。
5. 根据权利要求2所述的微安级超低功耗模拟手指感应开关电路，其特征 是所述感应片为金属片或是单面复铜板；所述T1为9018高频三极管；Ll为 47微亨色码电感，C3为22PF, C4为39 68PF电容；电阻R3为470K 1M欧姆； 电阻Rl为4. 7 6. 8M欧姆；电容C2为20 1000P。
6. 根据权利要求3所述的微安级超低功耗模拟手指感应开关电路，其特征是所述电阻R4》10M欧姆。
7.根据权利要求4所述的微安级超低功耗模拟手指感应开关电路，其特征 是所述电阻R6为4.7 7,5M欧姆；电阻R7为30 200K欧姆。
专利摘要本实用新型涉及一种感应开关电路，尤其是一种微安级超低功耗模拟手指感应开关电路。包含单管振荡单元、整流单元及电压比较单元，所述振荡单元产生振荡波形经过整流单元整流输出直流电压后，与电压比较单元的电压进行比较后输出判断信号。通过将LC振荡形式由原来的电容反馈方式改为电容三点式，这样更易起振，且振荡稳定，在发射极改用了大阻值电阻，再配之调整基极偏置而实现了低功耗。
文档编号H03K17/94GK201286088SQ20082004235
公开日2009年8月5日 申请日期2008年7月31日 优先权日2008年7月31日
发明者倪文相, 王瑞毅, 陈仲平 申请人:苏州银河龙芯科技有限公司