CN110798195B

CN110798195B - 差分触摸检测电路以及采用该差分触摸检测电路的触摸判断方法

Info

Publication number: CN110798195B
Application number: CN201911152968.5A
Authority: CN
Inventors: 李勇强; 邹晓亮; 吉博
Original assignee: Xi'an Zhongying Electronic Co ltd
Current assignee: Xi'an Zhongying Electronic Co ltd
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2023-06-06
Anticipated expiration: 2039-11-22
Also published as: CN110798195A

Abstract

本发明提供了一种差分触摸检测电路以及采用该差分触摸检测电路的触摸判断方法。所述差分触摸检测电路包括：第一通道电路、第二通道电路、差分运算放大器以及模数转换器，其中，第一通道电路与第二通道电路具有相同的连接结构。第一通道电路对应第一通道，第一寄生电容Cx1通过第一触摸传感器TK1与第一通道电路耦接；第一通道电路耦接所述差分运算放大器的负极输入端电压VIN以及正极输出端电压VOP。第二通道电路对应第二通道，第二寄生电容Cx2通过第二触摸传感器TK2与该第二通道电路耦接；第二通道电路耦接差分运算放大器的正极输入端电压VIP以及正极输出端电压VON。所述模数转换器的两个输入端分别与VOP以及VON耦接，所述模数转换器的输出Vout为VOP与VON的差值。

Description

差分触摸检测电路以及采用该差分触摸检测电路的触摸判断方法

技术领域

本发明涉及触控检测技术。

背景技术

传统的触摸***中通常会根据寄生电容的充电时间的变化这一输出结果来判断按键是否按下。由于寄生电容在整个充电过程中极易受电源干扰，电磁干扰等影响，输出的结果容易引入这部分干扰，从而影响按键最终的判定结果，导致按键的误触发或是漏检。

因此，亟需一种抗干扰较高的触摸电路以及触摸判断方法。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种差分触摸检测电路以及采用该差分触摸检测电路的触摸判断方法。

本发明提供的差分触摸检测电路包括：

第一通道电路、第二通道电路、差分运算放大器以及模数转换器，其中，第一通道电路与第二通道电路具有相同的连接结构；

第一通道电路对应第一通道，第一寄生电容Cx1通过第一触摸传感器TK1与第一通道电路耦接；第一通道电路耦接所述差分运算放大器的负极输入端电压VIN以及正极输出端电压VOP；

第二通道电路对应第二通道，第二寄生电容Cx2通过第二触摸传感器TK2与该第二通道电路耦接；第二通道电路耦接差分运算放大器的正极输入端电压VIP以及正极输出端电压VON；

所述模数转换器的两个输入端分别与所述差分运算放大器的正极输出端电压VOP以及负极输出端电压VON耦接，所述模数转换器的输出Vout为正极输出端电压VOP与负极输出端电压VON的差值。

在一个实施例中，所述第一通道电路包括：

第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6、第一内部校准电容Cs1、第一内部灵敏度调整电容Cf1，其各自具有第一端和第二端；

第一开关S1的第一端与工作电源电压VDD耦接，第一开关S1的第二端与第一触摸传感器TK1耦接；

第二开关S2的第一端与第一开关S1的第二端耦接，第二开关S2的第二端与第六开关S6的第一端耦接；

第六开关S6的第二端与地耦接；

第一内部校准电容Cs1的第一端与第六开关S6的第一端耦接，第一内部校准电容Cs1的第二端与地耦接；

第三开关S3的第一端与第一内部校准电容Cs1的第一端耦接，第三开关S3的第二端与第五开关S5的第一端耦接；

第五开关S5的第一端与所述差分运算放大器的负极输入端耦接，第五开关S5的第二端与所述差分运算放大器的正极输出端耦接；

第一内部灵敏度调整电容Cf1与第五开关S5并联。

第四开关S4的第一端与所述差分运算放大器的正极输出端耦接，第四开关S4的第二端与所述模数转换器耦接。

在一个实施例中，第二通道电路包括：

第一开关S1’、第二开关S2’、第三开关S3’、第四开关S4’、第五开关S5’、第六开关S6’、第二内部校准电容Cs2、第二内部灵敏度调整电容Cf2，其各自具有第一端和第二端；

第一开关S1’的第一端与工作电源电压VDD耦接，第一开关S1’的第二端与第二触摸传感器TK2耦接；

第二开关S2’的第一端与第一开关S1的第二端耦接，第二开关S2’的第二端与第六开关S6’的第一端耦接；

第六开关S6’的第二端与地耦接；

第二内部校准电容Cs2的第一端与第六开关S6’的第一端耦接，第二内部校准电容Cs2的第二端与地耦接；

第三开关S3’的第一端与第二内部校准电容Cs2的第一端耦接，第三开关S3’的第二端与第五开关S5’的第一端耦接；

第五开关S5’的第一端与所述差分运算放大器的正极输入端耦接，第五开关S5’的第二端与所述差分运算放大器的负极输出端耦接；

第二内部灵敏度调整电容Cf2与第五开关S5’并联。

第四开关S4’的第一端与所述差分运算放大器的负极输出端耦接，第四开关S4’的第二端与所述模数转换器耦接。

在一个实施例中，所述第一触摸传感器TK1以及所述第二触摸传感器TK2用于将触摸动作转换为电信号。

在一个实施例中，所述差分触摸检测电路的各开关在触摸按键检测过程中按以下表格中的步骤顺序进行闭合和断开：

步骤

S1及S1’

S2及S2’

S3及S3’

S4及S4’

S5及S5’

S6及S6’

1

ON

OFF

ON

2

OFF

ON

OFF

ON

OFF

3

OFF

ON

OFF

4

OFF

ON

OFF

其中，ON表示开关闭合，OFF表示开关断开，S1、S2、S3、S4、S5、S6分别表示第一通道的第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6；S1’、S2’、S3’、S4’、S5’、S6’分别表示第二通道的第一开关S1’、第二开关S2’、第三开关S3’、第四开关S4’、第五开关S5’、第六开关S6’。

在一个实施例中，在第一内部灵敏度调整电容Cf1与第二内部灵敏度调整电容Cf2取值相等的情况下，所述模数转换器的输出Vout为：

其中，Cx2为第二寄生电容值、Cx1为第一寄生电容值、Cs1为第一内部校准电容值、Cs2为第二内部校准电容值、VDD为工作电源电压；Cf为第一内部灵敏度调整电容Cf1与第二内部灵敏度调整电容Cf2的电容值。

在一实施例中，所述差分触摸检测电路的第一内部校准电容值Cs1以及第二内部校准电容值Cs2在上电前进行自校准，其电容值被调整到令所述数模转换器的输出Vout为零，以消除第一寄生电容Cx1和第二寄生电容Cx2的影响，此时，Cs1＝Cx1，Cs2＝Cx2。

在一实施例中，所述差分触摸检测电路在自校准完毕后，若有通道有手指按下，则所述模数转换器的输出Vout为：

其中，Cp为手指电容的电容值。

在一实施例中，所述差分触摸检测电路还包括多路选择器，其中，当通道数大于2个通道时，以其中一个通道耦接所述差分触摸检测电路的第一通道电路和第二通道电路中的一者，另一个通道通过所述多路选择器依次串接到另一个通道电路。

本发明还提供了一种采用所述差分触摸检测电路的触摸判断方法，所述方法包括：

上电前进行自适应校准；

启动触摸按键正常扫描；

对每个通道进行触摸按键检测，并获得各通道对应的差分数据检测结果；以及

进行按键判决，当差分数据检测结果大于一设定的阈值比较，则判断为该通道有按键按下。

在一实施例中，所述上电前进行自适应校准的步骤包括：

在上电前，将第一内部校准电容Cs1的电容值以及第二内部校准电容Cs2的电容值调整到令所述数模转换器的输出Vout为零，以消除第一寄生电容Cx1和第二寄生电容Cx2的影响，此时，Cx2＝Cs2，Cx1＝Cs1。

在一实施例中，所述对每个通道进行触摸按键检测的步骤包括：

令所述差分触摸检测电路的各开关按以下表格中的步骤顺序进行闭合和断开：

步骤

S1及S1’

S2及S2’

S3及S3’

S4及S4’

S5及S5’

S6及S6’

1

ON

OFF

ON

2

OFF

ON

OFF

ON

OFF

3

OFF

ON

OFF

4

OFF

ON

OFF

其中，ON表示开关闭合，OFF表示开关断开，S1、S2、S3、S4、S5、S6分别表示第一通道的第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6；S1’、S2’、S3’、S4’、S5’、S6’分别表示第二通道的第一开关S1’、第二开关S2’、第三开关S3’、第四开关S4’、第五开关S5’、第六开关S6’；

若有通道有手指按下，则该通道所对应的差分数据检测结果为此时所对应的所述模数转换器的输出值

其中，Cp为手指电容的电容值。

在一实施例中，所述方法还包括：当通道数大于2个通道时，以其中一个通道耦接所述差分触摸检测电路的第一通道电路和第二通道电路中的一者，另一个通道通过一多路选择器依次串接到另一个通道电路。

本发明提供的差分触摸检测电路以及方法通过自校准有效地消除了通道外部寄生电容的影响，增加了PCB布局布线的方便。此外，本发明的差分触摸检测电路以及方法充分利用差分结构的特性，将触摸通道连接到差分输入的两端，通过检测两信号的差值来判断按键是否按下。由于差分的对称性，当外界存在电源或辐射等***级干扰，以及环境变化带来的干扰时，几是同时被耦合到差分的两条输入线上，而模数转换器ADC接收端需要的为两信号的差值，故外界的共模干扰可以被完全抵消，增强了***的抗干扰性。因此，本发明有较好的量产前景。

附图说明

本发明的以上发明内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。

图1示出根据本发明一实施例的差分触摸检测电路；

图2示出在触摸扫描步骤中，第一个阶段触摸检测电路的通断示意图；

图3示出在触摸扫描步骤中，第二个阶段触摸检测电路的通断示意图；

图4示出在触摸扫描步骤中，第三个阶段触摸检测电路的通断示意图；

图5示出在触摸扫描步骤中，第四个阶段触摸检测电路的通断示意图；

图6示出当有按键按下时，ADC检测数据变化的示意图；

图7示出当存在***级干扰时，其ADC检测数据变化的示意图；

图8示出当按键多于2个时，其多按键扫描时序的示意图；以及

图9示出根据本发明一实施例的触摸判断方法。

具体实施方式

以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

以下的描述仅仅是本申请的具体实施例，不应被视为是唯一的实施例。显然，对于本领域的专业人员来说，在了解本申请内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些修正和改变仍在本申请的权利要求保护范围之内。

传统的触摸***中通常会根据寄生电容的充电时间的变化这一输出结果来判断按键是否按下。由于寄生电容在整个充电过程中极易受电源干扰，电磁干扰等影响，输出的结果容易引入这部分干扰，从而影响按键最终的判定结果，导致按键的误触发或是漏检。因此，亟需一种抗干扰较高的触摸电路以及触摸判断方法。

本发明提供的差分触摸检测电路，通过自校准有效的消除了通道外部寄生电容的影响，增加了PCB布局布线的方便。并充分利用差分结构的特性，将触摸通道连接到差分输入的两端，通过检测两信号的差值来判断按键是否按下。由于差分的对称性，当外界存在电源或辐射等***级干扰，以及环境变化带来的干扰时，几是同时被耦合到差分的两条输入线上，而ADC接收端需要的为两信号的差值，故外界的共模干扰可以被完全抵消，增强了***的抗干扰性。因此，本发明有较好的量产前景。

图1示出根据本发明一实施例的差分触摸检测电路。该差分触摸检测电路用于触摸按键检测，即检测是否真正有按键按下。每个按键可对应一个通道。每一通道对应有各自的PCB板寄生电容Cxi、芯片内部校准电容Csi以及内部灵敏度调整电容Cfi，其中i表示通道序号，例如，Cx1表示第一通道对应的寄生电容(下称第一寄生电容)，Cs1表示第一通道对应的芯片内部校准电容(下称第一内部校准电容)，Cf1表示第一通道对应的内部灵敏度调整电容(下称第一内部灵敏度调整电容)；Cx2表示第二通道对应的寄生电容(下称第二寄生电容)，Cs2表示第二通道对应的芯片内部校准电容(下称第二内部校准电容)，Cf2表示第二通道对应的内部灵敏度调整电容(下称第二内部灵敏度调整电容)；依次类推。虽然图1的差分触摸检测电路示仅出了两个通道，但是本申请的差分触摸检测电路不限于两个通道应用，其可以应用于大于或等于2的任意数量的通道，当有多按键时，可以以其中一个按键为差分运算放大器OP的一输入端，另外按键通道可通过多路选择器依次串接到差分运算放大器的另外一输入端，完成按键触摸的判定。

本发明的差分触摸检测电路包括第一通道电路100、第二通道电路200、差分运算放大器102(OP)、模数转换器103(ADC)。其中，第一通道电路100与第二通道电路200具有相同的连接结构。

第一通道电路100对应第一通道。第一寄生电容Cx1通过第一触摸传感器TK1与该第一通道电路100耦接。第一触摸传感器TK1用于将触摸动作转换为电信号。

第一通道电路100耦接差分运算放大器102的负极输入端VIN以及正极输出端VOP。

第二通道电路200对应第二通道。第二寄生电容Cx2通过第二触摸传感器TK2与该第二通道电路200耦接。第二触摸传感器TK2用于将触摸动作转换为电信号。

第二通道电路200耦接差分运算放大器102的正极输入端VIP以及正极输出端VON。

模数转换器103与差分运算放大器102的正极输出端VOP以及负极输出端VON耦接。

在一实施例中，第一通道电路100包括第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6、第一内部校准电容Cs1、第一内部灵敏度调整电容Cf1，这些部件各自具有第一端和第二端。

第一开关S1的第一端与工作电源电压VDD耦接，第一开关S1的第二端与第一触摸传感器TK1耦接。

第二开关S2的第一端与第一开关S1的第二端耦接，第二开关S2的第二端与第六开关S6的第一端耦接。

第六开关S6的第二端与地耦接。

第一内部校准电容Cs1的第一端与第六开关S6的第一端耦接，第一内部校准电容Cs1的第二端与地耦接。

第三开关S3的第一端与第一内部校准电容Cs1的第一端耦接，第三开关S3的第二端与第五开关S5的第一端耦接。

第五开关S5的第一端与差分运算放大器102的负极输入端耦接，第五开关S5的第二端与差分运算放大器102的正极输出端耦接。

第一内部灵敏度调整电容Cf1与第五开关S5并联。

第四开关S4的第一端与差分运算放大器102的正极输出端耦接，第四开关S4的第二端与模数转换器103耦接。

在一个实施例中，第二通道电路200包括第一开关S1’、第二开关S2’、第三开关S3’、第四开关S4’、第五开关S5’、第六开关S6’、第二内部校准电容Cs2、第二内部灵敏度调整电容Cf2，这些部件各自具有第一端和第二端。

第一开关S1’的第一端与工作电源电压VDD耦接，第一开关S1’的第二端与第二触摸传感器TK2耦接。

第二开关S2’的第一端与第一开关S1的第二端耦接，第二开关S2’的第二端与第六开关S6’的第一端耦接。

第六开关S6’的第二端与地耦接。

第二内部校准电容Cs2的第一端与第六开关S6’的第一端耦接，第二内部校准电容Cs2的第二端与地耦接。

第三开关S3’的第一端与第二内部校准电容Cs2的第一端耦接，第三开关S3’的第二端与第五开关S5’的第一端耦接。

第五开关S5’的第一端与差分运算放大器102的正极输入端耦接，第五开关S5’的第二端与差分运算放大器102的负极输出端耦接。

第二内部灵敏度调整电容Cf2与第五开关S5’并联。

第四开关S4’的第一端与差分运算放大器102的负极输出端耦接，第四开关S4’的第二端与模数转换器103耦接。

在一个实施例中，本发明的差分触摸检测电路还包括多路选择器，其中，当通道数大于2个通道时，以其中一个通道耦接所述差分触摸检测电路的第一通道电路100或第二通道电路200，另一个通道通过所述多路选择器依次串接到另一个通道电路。

本发明的差分触摸检测电路的触摸检测过程可包括以下四个步骤，其中，公式推导时，

表示差分运算放大器的共模电压。表1为触摸通道内部开关切换时序真值表。

表1

/>

步骤一：S1/S5/S6闭合，S1’/S5’/S6’闭合，其他开关断开，VDD给Cx1充电，Cs1放电，OP复位，如图2所示，此时寄生电容Cx1两端充电后电压为V_cx1，总电荷量为Q1，Cf1上无电荷；同理，寄生电容Cx2两端充电电压为V_cx2，总电荷量为Q2；此时Cf2两端无电荷；

V_cx1＝VDD V_cx2＝VDD (1)

Q1＝C_X1×V_CX1＝C_x1VDD Q2＝C_X2×V_CX2＝C_x2VDD

步骤二：S2/S5闭合，S2’/S5’闭合，其他开关断开。Cx1和Cs1串联，Cx1将电荷转移至Cs1上，总电荷量Q1不变，Cx1两端及Cs1两端的平衡电压为V_{CX1_2}；Cx2和Cs2串联，Cx2将电荷转移至Cs2上，总电荷量Q2不变，Cx2两端及Cs2两端的平衡电压为V_{CX2_2}，如图3所示。

此时：

Q1＝C_X1×V_CX1＝(C_X1+C_S1)V_{CX1_2}

Q2＝C_X2×V_CX2＝(C_X2+C_S2)V_{CX2_2}

V_{CX1_2}＝C_X1V_CX1/(C_X1+C_S1)＝C_X1VDD/(C_X1+C_S1)

同理：V_{CX2_2}＝C_X2VDD/(C_X2+C_S2) (2)

步骤三：S2/S3闭合，S2’/S3’闭合，其他开关断开，且设定灵敏度调整电容的容值Cf1＝Cf2，Cx1及Cs1继续放电至Vocm，此时Cf1充电；Cx2和Cs2继续放电至Vocm，此时Cf2充电，如图4所示。

此时：Vcx1两端电压降低为V_{CX1_3}，其大小为Vocm，多余的电荷存储在差分放大器上部分Cf1中，其电荷量为Qf1，同理，Vcx2两端电压降为V_{CX2_3}，大小为Vocm，多余的电荷存储在差分放大器下部分的Cf2中，电荷量为Qf2，即

V_{CX1_3}＝V_OCM

V_{CX2_3}＝V_OCM

上部分Cf1存储的电荷量为Qf1，下部分Cf2存储的电荷量为Qf2，根据电荷守恒，则Q1＝(Q_CX1+Q_CS1)+Q_f1 Q2＝(Q_CX2+Q_CS2)+Q_f2,即

C_X1VDD＝(C_X1+C_S1)V_{CX1_3}+Q_f1

Q_f1＝C_X1VDD-(C_X1+C_S1)V_OCM

C_X2VDD＝(C_X2+C_S2)V_{CX2_3}+Q_f2

Q_f2＝C_X2VDD-(C_X2+C_S2)V_OCM

故差分放大器102(OP)正负输出端的电压分别为：

步骤四：S4/S4’闭合，其他开关断开，设定灵敏度调整电容的容值Cf1＝Cf2＝Cf，差分ADC采集Vout电压，即在第三步的基础上开启ADC采集及转换，各电压不发生变化；如图5所示。

此时：差分ADC启动转换，转换的为VOP和VON的差值，即

本发明的差分触摸检测电路整体运行如下。

1、上电后***会依据PCB板进行自校准，即，依据算***询，通过调整每个通道对应的Csi的大小，匹配外部Cxi，使得最终差分ADC采样值Vout为0；这样就使Cxi＝Csi，消除了外部寄生电容带来的影响；

2、由于***消除了外部寄生电容的影响，故PCB差分的两路触摸传感器TK走线不需要完全对称；

3、***自校准后，会将相应的校准电容值Csi和其他对应参数(如通道使能、开关频率，Cf大小)写入内部RAM；若此时假设第二个通道(TK2)有手指按下，Cx2寄生电容增大至C'_X2＝C_X2+C_p(Cp为手指电容)，Cs1＝Cx1，Cs2＝Cx2，根据上述差分原理，则

由上式(5)可知，当自校准后，每个通道的采样数据值(即Vout)不再受寄生电容的影响，而只与Cp、VDD以及Cf有关。通过模数转换器103(ADC)采样，即可计算出当前的触摸变化量Vout，并将值写入对应通道的RAM中，如图6所示。

4、当外界存在电源噪声或者辐射干扰时，几乎是同时被耦合到了两个通道上，而对于差分ADC来说，采样的为两信号的差值，故外界共模干扰可以被完全抵消，增强了***抗干扰性能，如图7所示。

5、以上为两个按键的情况，若多按键时，可以以其中一个按键为差分输入的一端，另外按键通道依次串接到差分的另外一端，完成按键的判定，如图8所示。

图9示出根据本发明一实施例的触摸判断流程。

步骤901：上电自适应校准。通过调整每个通道对应的Csi大小来匹配外部寄生电容Cxi，以消除寄生电容的影响。

在一个实施例中，可依据一算法进行轮询，通过调整每个通道对应的Csi的大小，匹配外部Cxi，使得最终差分模数转换器ADC采样结果Vout为0(因为还未触摸之前，手指电容为0)，这样就使Cxi＝Csi，消除了外部寄生电容带来的影响。此时，还会将相应的校准电容值Csi和其他对应参数(如通道使能、开关频率，Cf大小)写入内部RAM(未示出)。

步骤902：启动触摸按键正常扫描。

步骤903：TKi差分数据检测，即各触摸通道进行触摸按键扫描过程。该步骤可以包括上述步骤一至步骤四的过程。

步骤904：差分数据结果提取。从各通道对应的RAM中提取出模数转换的结果Vout值。

步骤905：数据处理。对提取的数据(即各通道对应的Vout值)进行滤波等算法处理。

步骤906：按键判决。处理后的Vout值与设定的阈值Vth比较，当Vout>Vth时，判断为有按键按下。

上电前进行自适应校准；

启动触摸按键正常扫描；

在一实施例中，所述上电前进行自适应校准的步骤包括：

步骤

S1及S1’

S2及S2’

S3及S3’

S4及S4’

S5及S5’

S6及S6’

1

ON

OFF

ON

2

OFF

ON

OFF

ON

OFF

3

OFF

ON

OFF

4

OFF

ON

OFF

其中，Cp为手指电容的电容值。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。

此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的装置或***可以通过硬件设备实现，但是也存在通过软件的解决方案得以实现的可能性。

本领域技术人员能够理解，本申请所披露的内容可以出现多种变型和改进。例如，以上所描述的不同***组件都是通过硬件设备所实现的，但是也可能只通过软件的解决方案得以实现。此外，这里所披露的位置信息的提供可能是通过一个固件、固件/软件的组合、固件/硬件的组合或硬件/固件/软件的组合得以实现。

这里采用的术语和表述方式只是用于描述，本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。

同样，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims

1.一种差分触摸检测电路，其特征在于，所述差分触摸检测电路包括：

所述模数转换器的两个输入端分别与所述差分运算放大器的正极输出端电压VOP以及负极输出端电压VON耦接，所述模数转换器的输出Vout为正极输出端电压VOP与负极输出端电压VON的差值；

其中，所述第一通道电路包括第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6、第一内部校准电容Cs1、第一内部灵敏度调整电容Cf1，其各自具有第一端和第二端；

第六开关S6的第二端与地耦接；

第一内部灵敏度调整电容Cf1与第五开关S5并联；

第四开关S4的第一端与所述差分运算放大器的正极输出端耦接，第四开关S4的第二端与所述模数转换器耦接；

其中，所述第二通道电路包括第一开关S1’、第二开关S2’、第三开关S3’、第四开关S4’、第五开关S5’、第六开关S6’、第二内部校准电容Cs2、第二内部灵敏度调整电容Cf2，其各自具有第一端和第二端；

第六开关S6’的第二端与地耦接；

第二内部校准电容Cs2的第一端与第六开关S6’的第一端耦接，第二内部校准电容Cs2的第二端与地耦接；所述第一通道电路包括

第二内部灵敏度调整电容Cf2与第五开关S5’并联；

2.如权利要求1所述的差分触摸检测电路，其特征在于，所述第一触摸传感器TK1以及所述第二触摸传感器TK2用于将触摸动作转换为电信号。

3.如权利要求1所述的差分触摸检测电路，其特征在于，所述差分触摸检测电路的各开关在触摸按键检测过程中按以下表格中的步骤顺序进行闭合和断开：

步骤 S1及S1’ S2及S2’ S3及S3’ S4及S4’ S5及S5’ S6及S6’ 1 ON OFF OFF OFF ON ON 2 OFF ON OFF OFF ON OFF 3 OFF ON ON OFF OFF OFF 4 OFF OFF OFF ON OFF OFF

4.如权利要求3所述的差分触摸检测电路，其特征在于，在第一内部灵敏度调整电容Cf1与第二内部灵敏度调整电容Cf2取值相等的情况下，所述模数转换器的输出Vout为：

5.如权利要求4所述的差分触摸检测电路，其特征在于，所述差分触摸检测电路的第一内部校准电容值Cs1以及第二内部校准电容值Cs2在上电前进行自校准，其电容值被调整到令所述模数转换器的输出Vout为零，以消除第一寄生电容Cx1和第二寄生电容Cx2的影响，此时，Cx2＝Cs2，Cx1＝Cs1。

6.如权利要求5所述的差分触摸检测电路，其特征在于，所述差分触摸检测电路在自校准完毕后，若有通道有手指按下，则所述模数转换器的输出Vout为：

其中，Cp为手指电容的电容值。

7.如权利要求5所述的差分触摸检测电路，其特征在于，所述差分触摸检测电路还包括多路选择器，其中，当通道数大于2个通道时，以其中一个通道耦接所述差分触摸检测电路的第一通道电路和第二通道电路中的一者，另一个通道通过所述多路选择器依次串接到另一个通道电路。

8.一种采用如权利要求1所述的差分触摸检测电路的触摸判断方法，其特征在于，所述方法包括：

上电前进行自适应校准；

启动触摸按键正常扫描；

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述上电前进行自适应校准的步骤包括：

在上电前，将第一内部校准电容Cs1的电容值以及第二内部校准电容Cs2的电容值调整到令所述模数转换器的输出Vout为零，以消除第一寄生电容Cx1和第二寄生电容Cx2的影响，此时，Cx2＝Cs2，Cx1＝Cs1。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对每个通道进行触摸按键检测的步骤包括：

其中，Cp为手指电容的电容值。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当通道数大于2个通道时，以其中一个通道耦接所述差分触摸检测电路的第一通道电路和第二通道电路中的一者，另一个通道通过一多路选择器依次串接到另一个通道电路。