[实用新型]一种电容式触摸按键读取电路

说明书

本实用新型提供了一种电容式触摸按键读取电路，该电路包括信号输入读取模块、波形发生模块、积分模块、采样模块、比较模块和信号输出模块，其中，所述波形发生模块用于产生波形信号，以输出至积分模块；所述积分模块用于将信号输入读取模块输出的第一信号与波形信号的差值进行积分，以输出第二信号至采样模块；所述采样模块用于将连续的第二信号采样为离散的第三信号，以输出第三信号至比较模块；所述比较模块用于将第三信号与参考基准电压做比较处理，以输出第四信号至信号输出模块，并且将第四信号反馈至输入信号读取模块；所述信号输出模块用于将第四信号进行滤波输出。本实用新型能够在芯片无需外接大电容的前提下，准确的判断触摸按键的触摸动作。

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，具体涉及一种电容式触摸按键读取电路。

背景技术

现有电容式触摸按键的读取电路一般分为两种，一种是基于振荡器型的结构，另一种是基于电荷分享型的充放电结构，其中，

基于振荡器型的触摸按键读取电路通过振荡器产生频率F1，再通过计数器计算N个F1频率周期的时间T1，最后通过一个比频率F1快的多的时钟F2对T1 时间进行量化，计算出时间T1内有M个频率为F2的时钟。当触摸事件发生时，振荡器原始振荡频率F1会变小，记为F1’，因此相同的N个F1’周期对应的时间T1’将大于原始时间T1，此时采用相同的快时钟F2进行量化时间T1’时得到的个数M’将大于原始的M，通过对比M’和M的差异可以进行触摸事件的判断。

上述基于振荡器型结构的读取电路缺点在于抗干扰能力差，当振荡器在进行第二次N个周期计数时，如果此时触摸按键或电源上存在干扰，振荡器将会进行误翻转，此时记录下的N个周期将会有较大的偏差，再用频率F2进行量化时，就会出现误触摸的错误判断。错误的本质在于基于振荡器型的电路仅记录翻转的次数而没有记录真实翻转时对应的实际周期，在此过程中丢失了时间轴上的数据信息，在后续进行TDC(Time-to-DigitalConverter，时间数字转换器) 转换时会出现错误。

基于电荷分享型触摸按键读取电路通过内部基准电压对触摸按键电容进行充电，然后通过将触摸按键电容上的电荷与一个大电容进行电荷分享，缓慢的将大电容上的电压充电到判决电压V_CMP，然后再通过一个快时钟F1对比较器翻转的周期进行量化，得到周期对应的时钟F1的周期个数为N。当触摸事件发生时，触摸按键上的电容变大，分享给大电容的电荷也变多，大电容上的电压能够较快的达到V_CMP，然后再通过快时钟F1量化出周期个数N’，通过对比N和N’可以判断触摸事件是否发生。

上述基于电荷分享型的触摸按键读取电路通过大小电容之间的电荷分享的原理进行判断，在此过程中相当于对触摸电容上的信号进行了积分运算，具有较强的抗干扰能力，但是在体积较小的芯片内部要实现大电容(如1nF等)是非常困难的，这就需要通过额外的引脚连接外部大电容，既浪费了引脚也增加了成本。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种电容式触摸按键读取电路，能够在芯片无需外接大电容的前提下，准确的判断触摸按键的触摸动作。

上述电路由以下技术方案实现：

一种电容式触摸按键读取电路，该电路包括信号输入读取模块、波形发生模块、积分模块、采样模块、比较模块和信号输出模块，其中，

所述波形发生模块用于产生波形信号，以输出至积分模块；

所述积分模块用于将信号输入读取模块输出的第一信号与波形信号的差值进行积分，以输出第二信号至采样模块；

所述采样模块用于将连续的第二信号采样为离散的第三信号，以输出第三信号至比较模块；

所述比较模块用于将第三信号与参考基准电压做比较处理，以输出第四信号至信号输出模块，并且将第四信号反馈至输入信号读取模块；