[发明专利]一种触摸屏电容检测电路

说明书

一种触摸屏电容检测电路，包括主放大单元和寄生电容校准回路，主放大单元将输入的电容量转化为电压量，寄生电容校准回路消除寄生电容带来的影响；检测电路的输入为待测电容Csubgt;x/subgt;和寄生电容Csubgt;par/subgt;，待测电容Csubgt;x/subgt;输入路中设有开关Ksubgt;1/subgt;；其中，主放大单元包括运算放大器、并联在反相输入端和输出端之间的分路以及同相输入端的接地支路和参考电压输入支路；寄生电容校准回路包括依次相连的补偿电路、运算放大器、校准电路和比较器。本电容检测电路，通过增加的寄生电容校准回路能够完全消除输入端寄生电容的影响，即使输入端寄生电容随环境发生变化，也能准确测量输入端电容的变化量。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种触摸屏电容检测电路。

背景技术

电容检测电路连接电容式传感器与信号处理电路，它将传感器检测到的电容容值转换为电信号，通常，相较于电压式或者电流式传感器，电容式传感器后端的电容测量具有更高的复杂度。

由于人手接触触摸屏产生的电容容值非常小，一般低于1pF，然而，相较于所测量的1pF的微小电容，检测电路芯片引脚的寄生电容一般可以达到几皮法。因此电容检测电路需要消除寄生电容的影响来测量触摸屏上的微小电容。目前围绕电容检测所设计的电路一般为通用型，检测范围比较大，没有针对微小的待测电容和较大的寄生电容来设计。

发明内容

本发明考虑到外部环境干扰，比如温度变化、湿度变化，会对寄生电容容值产生影响的问题，提出一种触摸屏电容检测电路，采用有效的寄生电容校准技术以减小或消除寄生电容对检测结果的影响。

一种触摸屏电容检测电路，包括并联的主放大单元和寄生电容校准回路，主放大单元将输入的电容量转化为电压量，寄生电容校准回路消除寄生电容带来的影响；所述检测电路的输入为待测电容C_x和寄生电容C_par，待测电容C_x输入路中设有开关K₁；

其中，主放大单元包括运算放大器、并联在反相输入端和输出端之间的分路以及同相输入端的接地支路和参考电压输入支路；

寄生电容校准回路包括依次相连的补偿电路、运算放大器、校准电路和比较器。

进一步地，所述并联在反相输入端和输出端之间的四条分路分别为：开关S₄，电感R_fb，电容C_fb2串联开关S₂，电容C_fb1串联开关S₁。

进一步地，所述同相输入端的接地支路中串联有开关S₅。

进一步地，所述同相输入端的参考电压V_ref输入支路中串联有开关S₆。

进一步地，所述补偿电路包括补偿电容C_com、并联的开关S₁和开关S₃，以及与开关S₃相连的开关S₅和开关S₆，其中开关S₅接地，开关S₆连接运算放大器的输出端。

进一步地，所述运算放大器同相输入端连接校准电路，反相输入端和输出端之间并联电阻R₁，并通过电阻R₂接地。

进一步地，所述校准电路包括MOS开关管、校准电容C_charge、以及并联在校准电容容C_charge两端的开关S₀和并联在MOS开关管和校准电容两端的开关S₃。