专利名称：用于电容触摸的差分检测电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电容触摸检测领域，尤其是一种用于电容触摸的差分检测电路。
背景技术：
与传统的机械式按键相比，电容式触摸感应按键美观、耐用、寿命长，已经被广泛的应用于手机、小家电、数码产品等方面。虽然电容式触摸按键可以大致用PCB上的一小块 “覆铜焊盘”，与四周“地信号”构成一个感应电容进行描述，但是应用场合不同，需要构建的电容式触摸感应按键的结构不尽不同，检测的方法也有差别。现在检测电容值的方法有很多种，如电流与电压相位差检测、由电容构成的振荡器频率检测、电容桥电荷转换检测、弛张振荡器对充电时间检测等。在实际应用中发现，现有单端检测方法，不能有效区分噪声与信号，很难实现对真正按键电容变化差异的检测，常因环境导致的电容变化而引起误检和误判；有些检测方法虽然采用了差分结构，但电路复杂，输出信号的后处理要求高，检测速度较慢。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于电容触摸的差分检测电路，以达到方便而正确地检测电容变化的目的。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种用于电容触摸的差分检测电路，其包括第一供电模块、第二供电模块、第一 MOS管、第二 MOS管、第一二极管、第二二极管、参考电容、按键引脚电容、第一比较器、第二比较器、RS触发器和第一与门电路和第二与门电路；所述第一供电模块与所述第一 MOS管的漏极连接，所述第一 MOS管的源电极通过所述参考电容接地，所述第一 MOS管的栅极分别与所述第一二极管的阴极、输出端连接，所述第一二极管的阳极分别与所述第一 MOS管的源电极、第一比较器的反向输入端连接；所述第二供电模块与所述第二 MOS管的漏极连接， 所述第二 MOS管的源电极通过所述按键引脚电容接地，所述第二 MOS管的栅极分别与所述第二二极管的阴极、第一与门电路的输出端连接，所述第二二极管的阳极分别与所述第二 MOS管的源电极、第二比较器的反向输入端连接；所述第一比较器、第二比较器的正向输入端与参考电压连接，所述第一比较器的输出端与所述RS触发器的R端连接，所述第二比较器的输出端与所述RS触发器的S端连接，所述RS触发器的Q端与第一与门电路的一个输入端连接，所述RS触发器的QN端与第二与门电路的一个输入端连接，所述第一与门电路、 第二与门电路的另一个输入端与控制信号输入端连接，所述第二与门电路的输出端与输出端连接。优选的，所述供电模块为恒流源或电流镜。优选的，所述第一供电模块与所述第一二极管之间还并联有一第三MOS管，所述第三MOS管的漏极与电源连接，所述第三MOS管的源电极与所述参考电容连接，所述第三 MOS管的栅极与一窄脉冲触发电路连接。
上述技术方案具有如下有益效果该用于电容触摸的差分检测电路在工作时，当参考电容开始充电、按键引脚电容放电时，输出端输出高电平，当参考电容放电、按键引脚电容充电时，输出端输出低电平，这样输出端会连续不断的输出方波，在发生触摸后，按键引脚电容的值会发生变化，这样占空比也将发生变化，根据占空比变化的差值与设定的检测阈值比较进行判断的即可确定是否有按键操作，该电路采用参考电容和按键引脚电容的比值转化为输出信号的占空比的方式，可以消除温度等环境的变化带来的影响，克服了环境变化和寄生电容的影响，使按键检测准确、快速、稳定。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。 本发明的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
图1为用于电容触摸的差分检测电路示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细介绍。如图1所示，该用于电容触摸的差分检测电路，包括第一恒流源II、第二恒流源 12、第一 MOS管Ml、第二 MOS管M2、第一二极管D1、第二二极管D2、参考电容CKef、按键引脚电容Cx、第一比较器3、第二比较器4、RS触发器5和第一与门电路6和第二与门电路7。第一恒流源II、第二恒流源12也可采用电流镜替换作为供电模块。第一恒流源Il与第一 MOS管Ml的漏极连接，第一 MOS管Ml的源电极通过参考电容CKef接地，第一 MOS管Ml的栅极分别与第一二极管Dl的阴极、输出端0连接，第一二极管Dl的阳极分别与第一 MOS管Ml的源电极、第一比较器3的反向输入端连接。第二供电模块12与第二 MOS管M2的漏极连接，第二 MOS管M2的源电极通过按键引脚电容Cx接地， 第二 MOS管M2的栅极分别与第二二极管D2的阴极、第一与门电路6的输出端连接，第二二极管D2的阳极分别与第二 MOS管M2的源电极、第二比较器4的反向输入端连接。第一比较器3、第二比较器4的正向输入端与参考电压VKrf连接，第一比较器3的输出端与R5触发器5的R端连接，第二比较器4的输出端与RS触发器5的5端连接，RS触发器5的Q端与第一与门电路6的一个输入端连接，RS触发器5的QN端与第二与门电路7的一个输入端连接，第一与门电路6、第二与门电路7的另一个输入端与控制信号输入端Enable连接，所述第二与门电路7的输出端与输出端0连接。第一恒流源Il与第一二极管Dl之间还并联有一第三MOS管M3，第三MOS管M3的漏极与电源Vdd连接，第三MOS管M3的源电极与参考电容CKef连接，所述第三MOS管M3的栅极与一窄脉冲触发电路连接，窄脉冲触发电路和第三MOS管M3构成一激发电路，可启动该检测电路发生震荡。该用于电容触摸的差分检测电路在工作时，控制信号输入端Enable加以高电平脉冲，与此同时，窄脉冲触发电路发出窄脉冲信号使第三MOS管M3导通，启动电路使电源 Vdd给参考电容Cltef充电，当参考电容Cltef上的电源高于参考电压VKrf时，第一比较器3输出低电平，使RS触发器复位，RS触发器的Q端输出低电平，QN输出高电平，此时参考电容CKef 通过第一二极管Dl放电、同时第二 MOS管M2导通，第二恒流源12经导通的第二 MOS管M2给按键引脚电容Cx充电。当参考电容Cltef放电使其电压低于参考电压VKrf时，第一比较器3输出高电平，而按键引脚电容Cx充电至其电压高于参考电压VKef时，第二比较器4输出低电平，将RS触发器置位，RS触发器的Q端输出高电平，QN输出低电平，此时参考电容Cltef充电，而按键引脚电容Cx放电。如此循环往复，电路发生震荡，当参考电容Cltef充电时，输出端0输出高电平， 当按键引脚电容Cx充电时，输出端0输出低电平，这样随着电路发生震荡，输出端0即可输出方波，且方波的占空比与参考电容CKrf、按键引脚电容Cx的值成正比。当触摸屏发生触摸按键时，按键引脚电容Cx的值会发生相应的变化，此时输出方波的占空比也会发生相应的变化，将后一次的占空比与前一次的占空比之差与触摸阈值占空比比较，可方便地判断是否有触摸发生。阈值是为确定是否发生触摸而设定的值，阈值的设定根触摸屏的相关结构有关，阈值的确定为本领域公知技术，故在此不在详细描述。当控制信号输入端Enable位于低电平时，该检测电路不工作，这样在无需检测是否有按键操作时，可将控制信号输入端Enable设置为低电平，这样就可有效防止出现按键误操作。窄脉冲触发电路和第三MOS管M3构成的激励电路，可使参考电容CKef初次充电， 这样就可使整个电路震荡起来，进而使输出端0输出连续的方波。由于在发生触摸后，按键引脚电容Cx的值会发生变化，这样输出端0输出的方波占空比也将发生变化，根据占空比变化的差值与设定的检测阈值比较进行判断的即可确定是否有按键操作，该电路采用参考电容和按键引脚电容的比值转化为输出信号的占空比的方式，可以消除温度等环境的变化带来的影响，克服了环境变化和寄生电容的影响，使按键检测准确、快速、稳定。该检测电路还可以用在电容触摸之外的场合，如电容式传感器之中。以上对本发明实施例所提供的一种用于电容触摸的差分检测电路进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式
及应用范围上均可能会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡依本发明设计思想所做的任何改变都在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于电容触摸的差分检测电路，其特征在于其包括第一供电模块(II)、第二供电模块(12)、第一 MOS管(Ml)、第二 MOS管(M2)、第一二极管(Dl)、第二二极管(D2)、参考电容(Cltef)、按键引脚电容(Cx)、第一比较器(3)、第二比较器(4)、RS触发器(5)和第一与门电路(6)和第二与门电路(7)；所述第一供电模块(Il)与所述第一 MOS管(Ml)的漏极连接，所述第一 MOS管(Ml)的源电极通过所述参考电容(Cltef)接地，所述第一 MOS管(Ml)的栅极分别与所述第一二极管 (Dl)的阴极、输出端(0)连接，所述第一二极管(Dl)的阳极分别与所述第一MOS管(Ml)的源电极、第一比较器⑶的反向输入端连接；所述第二供电模块(12)与所述第二 MOS管(M2)的漏极连接，所述第二 MOS管(M2)的源电极通过所述按键引脚电容(Cx)接地，所述第二 MOS管(M2)的栅极分别与所述第二二极管(D2)的阴极、第一与门电路(6)的输出端连接，所述第二二极管(D2)的阳极分别与所述第二 MOS管(M2)的源电极、第二比较器⑷的反向输入端连接；所述第一比较器(3)、第二比较器的正向输入端与参考电压(Vltef)连接，所述第一比较器C3)的输出端与所述RS触发器( 的R端连接，所述第二比较器(4)的输出端与所述RS触发器(5)的S端连接，所述RS触发器(5)的Q端与第一与门电路(6)的一个输入端连接，所述RS触发器(5)的QN端与第二与门电路(7)的一个输入端连接，所述第一与门电路(6)、第二与门电路(7)的另一个输入端与控制信号输入端(Enable)连接，所述第二与门电路(7)的输出端与输出端(0)连接。
2.根据权利要求1所述的用于电容触摸的差分检测电路，其特征在于所述供电模块为恒流源或电流镜。
3.根据权利要求1所述的用于电容触摸的差分检测电路，其特征在于所述第一供电模块(Il)与所述第一二极管(Dl)之间还并联有一第三MOS管(M3)，所述第三MOS管(M3) 的漏极与电源(Vdd)连接，所述第三MOS管(M3)的源电极与所述参考电容(CKef)连接，所述第三MOS管(M3)的栅极与一窄脉冲触发电路连接。
全文摘要
本发明公开了一种用于电容触摸的差分检测电路，其包括第一供电模块、第二供电模块、第一MOS管、第二MOS管、第一二极管、第二二极管、参考电容、按键引脚电容、第一比较器、第二比较器、RS触发器和第一与门电路和第二与门电路。该电路在工作时，当参考电容充电、输出端输出高电平，按键引脚电容充电时，输出端输出低电平，这样输出端会连续不断的输出方波，在发生触摸后，按键引脚电容的值会发生变化，这样占空比也将发生变化，根据占空比变化的差值与设定的检测阈值比较进行判断的即可确定是否有按键操作，该电路可以消除温度等环境的变化带来的影响，克服了环境变化和寄生电容的影响，使按键检测准确、快速、稳定。
文档编号H03K17/96GK102185604SQ20111004858
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月1日 优先权日2011年3月1日
发明者韩兴成, 韩雨亭 申请人:苏州聚元微电子有限公司