CN205827349U - 采用倍频移相技术的高灵敏度微弱电容检测与处理电路 - Google Patents
采用倍频移相技术的高灵敏度微弱电容检测与处理电路 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种采用倍频移相技术的高灵敏度微弱电容检测与处理电路，其特征在于：包括高频方波发生模块、移相倍频模块、外接焊盘及输出整形模块；所述高频方波发生模块输出端与移相倍频模块连接，倍频模块的输出端与输出整形模块连接；所述外接焊盘接移相倍频模块。通过移相电路将感应到的微弱电容改变转化为既定波形（高频方波发生电路产生的方波）的相位改变；然后通过一个异或门（产生倍频效果）将电容变化转换为方波的占空比；最终生成一个受感应电容大小影响的占空比不同的方波。此后，将上述产生的方波信号通过输出整形模块后进入其他处理流程。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种采用倍频移相技术的高灵敏度微弱电容检测与处理电路。
背景技术
微弱电容检测与处理电路是目前广泛应用的触摸设备中最为重要的基础模块，其检测可靠性直接影响了整个***的工作稳定性。随着使用触摸感应技术的人机交互设备的不断增加，可靠触摸感应方式的需求愈加强烈。如家电领域的微波炉触控面板、安防领域的门禁***等。触摸输入方式采用非直接接触式技术，相对于传统的直接接触式按键而言，使用寿命长，用户体验好，且可靠性不会随着时间的增加而降低。触摸方式中，电容感应触摸方式使用最为广泛。电容感应触摸方式中最基础，最关键的技术为触摸时产生的微弱感应电容的检测。目前，针对微弱感应电容的处理方式包括采用预置的片外高精度校准电容进行对比；使用两路电容感应后通过差分运算后再行处理；使用对片外电容充放电后通过AD转换模块进行电压采样比较等等技术，甚至采用更为复杂的PSoC（Programmable System-On-Chip，片上可编程***）来进行处理。这些处理方式均不同程度存在着电路复杂、控制繁琐、成本高、难以全部集成在一块芯片中实现等缺点。因此，需要对此改进。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种高灵敏度的微弱电容检测电路。本实用新型的采用以下技术方案来实现的：一种采用倍频移相技术的高灵敏度微弱电容检测与处理电路，其特征在于：包括高频方波发生模块、移相倍频模块、外接焊盘及输出整形模块；所述高频方波发生模块输出端与移相倍频模块连接，倍频模块的输出端与输出整形模块连接；所述外接焊盘接移相倍频模块。
进一步的，所述移相倍频模块包括第一至第四非门电路、第一电阻、第二电阻、异或门电路；所述第一非门电路输入接高频方波发生模块；第一非门电路输出接第二非门电路输入；第二非门电路输出接异或门电路一输入；第三非门电路输入接高频方波发生模块；第三非门电路输出接第一电阻；第一电阻接第二电阻；第二电阻接第四非门电路输入；第四非门电路输出接异或门电路另一输入；所述外接焊盘接在第一电阻与第二电阻之间。
进一步的，所述输出整形模块包括两个依次连接的非门电路。
本实用新型产品设计具有如下的优点：
1.电路感应灵敏度高。
通过移相电路将感应到的微弱电容改变转化为既定波形（高频方波发生电路产生的方波）的相位改变；然后通过一个异或门（产生倍频效果）将电容变化转换为方波的占空比；最终生成一个受感应电容大小影响的占空比不同的方波。此后，将上述产生的方波信号通过输出整形模块后进入其他处理流程。
2.感应电容变化范围大。
本实用新型通过改变方波发生器产生的方波频率，可以适应不同应用领域的电容检测。同时，在不改变上述频率的情况下，亦可适应较大范围内的电容改变，得到唯一的电容变化值（占空比值），提高后续***处理的便捷性。
3.最简化控制接口。
本实用新型所涉及电路原理清晰，采用器件简单。如采用通用集成电路设计工艺进行芯片设计，本实用新型中所涉及全部器件都可集成于芯片中实现，***无需其他配套电路。相对于其他现有方案有两个优势：（1）相对于现有需要外接校准电容或者校准电阻的方案，***无需校准器件，减少了设计成本。（2）相对于现有无需外接校准器件的方案，片内结构简单，易于实现，芯片面积小，成本低。
附图说明
图1为本实用新型电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。
参见图1。本实用新型提供一种采用倍频移相技术的高灵敏度微弱电容检测与处理电路。改电路包括高频方波发生模块、移相倍频模块、外接焊盘及输出整形模块；所述高频方波发生模块输出端与移相倍频模块连接，倍频模块的输出端与输出整形模块连接；所述外接焊盘接移相倍频模块。进一步的，所述移相倍频模块包括第一至第四非门电路、第一电阻、第二电阻、异或门电路；所述第一非门电路输入接高频方波发生模块；第一非门电路输出接第二非门电路输入；第二非门电路输出接异或门电路一输入；第三非门电路输入接高频方波发生模块；第三非门电路输出接第一电阻；第一电阻接第二电阻；第二电阻接第四非门电路输入；第四非门电路输出接异或门电路另一输入；所述外接焊盘接在第一电阻与第二电阻之间。
进一步的，所述输出整形模块包括两个依次连接的非门电路。
较佳的高频方波发生模块可以采用现成的NE555构成的高频方波发生器。
外接焊盘为外界感应电容的载体，与移相倍频模块连接。本实用新型采用移相倍频的方式将微弱电容的变化转换为可测量的与电容变化相关的占空比不同的信号量。
本实用新型中涉及的外接可变电容由外接电路的焊盘提供，当手指触摸焊盘时，外接焊盘的容值发生微弱改变，因此引起移相电路即图1中复选框1，中的方波发生相移，相对于初始的高频方波发生器产生的波形。继而移相后的信号与原始信号通过倍频电路（复选框2）后产生倍频效果，得到一个占空比与外接电容变化相当的一个方波，该方波经过信号整形后输入下级电路分析与处理。从而达到微弱电容的检测与处理。
以上是本实用新型的具体实施例，凡依上述构思所作的相类似改变，理应属本实用新型的范围。
Claims (3)
1.一种采用倍频移相技术的高灵敏度微弱电容检测与处理电路，其特征在于：包括高频方波发生模块、移相倍频模块、外接焊盘及输出整形模块；所述高频方波发生模块输出端与移相倍频模块连接，倍频模块的输出端与输出整形模块连接；所述外接焊盘接移相倍频模块。
2.根据权利要求1所述的采用倍频移相技术的高灵敏度微弱电容检测与处理电路，其特征在于：所述移相倍频模块包括第一至第四非门电路、第一电阻、第二电阻、异或门电路；所述第一非门电路输入接高频方波发生模块；第一非门电路输出接第二非门电路输入；第二非门电路输出接异或门电路一输入；第三非门电路输入接高频方波发生模块；第三非门电路输出接第一电阻；第一电阻接第二电阻；第二电阻接第四非门电路输入；第四非门电路输出接异或门电路另一输入；所述外接焊盘接在第一电阻与第二电阻之间。
3.根据权利要求1所述的采用倍频移相技术的高灵敏度微弱电容检测与处理电路，其特征在于：所述输出整形模块包括两个依次连接的非门电路。
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| CN105892748A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-08-24 | 福州福大海矽微电子有限公司 | 采用倍频移相技术的高灵敏度微弱电容检测电路及方法 |
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2016
- 2016-04-08 CN CN201620287237.7U patent/CN205827349U/zh not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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