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一種基于大CTP、小CTP的電容檢測電路和電容檢測裝置的制作方法

文檔序號:11996364閱讀:428來源:國知局
一種基于大CTP、小CTP的電容檢測電路和電容檢測裝置的制作方法
本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域,特別涉及基于大CTP的電容檢測電路、基于小CTP的電容檢測電路和電容檢測裝置。

背景技術(shù):
近年來,電容式觸摸屏由于其操作簡單方便,透光率高,耐磨等優(yōu)勢,在智能終端的設(shè)計(jì)中得到廣泛運(yùn)用,如單點(diǎn)觸摸、多點(diǎn)觸摸等等。電容式觸摸屏主要通過檢測屏上電容的變化來檢測是否有觸摸的發(fā)生。隨著電容技術(shù)的發(fā)展,對其靈敏度和精度都提出了更高的要求,如何準(zhǔn)確的判斷出輕微觸摸點(diǎn)的位置成為當(dāng)前需要解決的問題?,F(xiàn)有技術(shù)中,如圖1所示,檢測電路主要包括一個(gè)屏上電容CTP,反饋電容Cf以及一個(gè)運(yùn)算放大器101,電容檢測過程主要分為充電和轉(zhuǎn)換兩種模式,利用充電開關(guān)104、轉(zhuǎn)換開關(guān)105和充電開關(guān)106進(jìn)行控制。具體的說,充電模式中,充電開關(guān)104和充電開關(guān)106閉合,轉(zhuǎn)換開關(guān)105打開,其電路連接如圖2所示,此模式中,內(nèi)置偏置電壓VTP對屏上電容CTP進(jìn)行充電,而反饋電容Cf處于清零狀態(tài);而在轉(zhuǎn)換模式中,充電開關(guān)104和充電開關(guān)106打開,轉(zhuǎn)換開關(guān)105閉合,電路結(jié)構(gòu)如圖3所示,利用電荷守恒定律可以得到運(yùn)放的輸出為:此時(shí)如果屏上電容變化△CTP,運(yùn)放的輸出變化為:由于在實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用中,考慮到芯片的成品,CTP都會遠(yuǎn)大于Cf,所以的值就較大,又由于VOUT的變化范圍最大為(0,VDD),根據(jù)上式(1)可以得到,為保證VOUT不超出運(yùn)放輸出范圍,(VTP-VCM)需很小,再根據(jù)△Q=(VCM-VTP)△CTP可以得到,△Q的變化范圍即會由于(VTP-VCM)的限制而變得很小,使得觸摸檢測時(shí)的輸入信噪比降低,抗干擾能力下降,導(dǎo)致電容檢測的靈敏度受限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種基于大CTP、小CTP的電容檢測電路和電容檢測裝置,使得電容檢測電路可以擴(kuò)大輸出共模電平擺幅,提高電容檢測靈敏度。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種基于大CTP的電容檢測電路,包含:屏上電容CTP、反饋電容Cf和一運(yùn)算放大器;所述基于大CTP的電容檢測電路還包含:可編程電容陣列Cs、第一充電開關(guān)、第二充電開關(guān)、第一轉(zhuǎn)換開關(guān)和第二轉(zhuǎn)換開關(guān);所述CTP的一端通過所述第一充電開關(guān)與第一偏置電壓連接,且通過所述第一轉(zhuǎn)換開關(guān)與所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接,所述CTP的另一端接地;所述Cs的一端通過所述第二充電開關(guān)與第二偏置電壓連接,且通過所述第二轉(zhuǎn)換開關(guān)與所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接,所述Cs的另一端接地;其中,所述第一偏置電壓小于所述第二偏置電壓。本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種基于小CTP的電容檢測電路,包含:屏上電容CTP、反饋電容Cf和一運(yùn)算放大器;所述基于小CTP的電容檢測電路還包含:可編程電容陣列Cs、第一充電開關(guān)、第二充電開關(guān)、第一轉(zhuǎn)換開關(guān)和第二轉(zhuǎn)換開關(guān);所述CTP的一端通過所述第一充電開關(guān)與第二偏置電壓連接,且通過所述第一轉(zhuǎn)換開關(guān)與所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接,所述CTP的另一端接地;所述Cs的一端通過所述第二充電開關(guān)與第一偏置電壓連接,且通過所述第二轉(zhuǎn)換開關(guān)與所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接,所述Cs的另一端接地;其中,所述第一偏置電壓小于所述第二偏置電壓。本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種電容檢測裝置,包含:如上述的基于大CTP的電容檢測電路和如上述的基于小CTP的電容檢測電路,還包含一選擇器;在屏上電容CTP的值大于可編程電容陣列Cs的值時(shí),所述選擇器連通所述基于大CTP的電容檢測電路;在屏上電容CTP的值小于可編程電容陣列Cs的值時(shí),所述選擇器連通所述基于小CTP的電容檢測電路。本發(fā)明實(shí)施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言,增加了可編程電容陣列Cs,在電容檢測的充電階段,利用不同的偏置電壓對CTP和Cs分別充電,在電容檢測的轉(zhuǎn)換階段,可以利用Cs吸收屏上電容CTP的部分電荷,以此調(diào)節(jié)運(yùn)放的輸出共模電平,擴(kuò)大輸出共模電平擺幅,提高電容檢測靈敏度。作為進(jìn)一步改進(jìn),所述基于大CTP的電容檢測電路還包含:第三充電開關(guān)、第四充電開關(guān)和第三轉(zhuǎn)換開關(guān);所述Cf的一端通過所述第三充電開關(guān)接地,且通過所述第三轉(zhuǎn)換開關(guān)與所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接,所述Cf的另一端通過所述第四充電開關(guān)與所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接。利用充電開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)節(jié)Cf的連接,使得在充電階段,利用運(yùn)放的輸出電壓為Cf充電,Cf被反向預(yù)充一定電量,可以進(jìn)一步擴(kuò)大輸出共模電平的變化范圍。作為進(jìn)一步改進(jìn),所述基于大CTP的電容檢測電路還包含:第五充電開關(guān)、第六充電開關(guān)、第七充電開關(guān)、第四轉(zhuǎn)換開關(guān)和第五轉(zhuǎn)換開關(guān);所述Cf的一端通過所述第五充電開關(guān)接地,且通過所述第四轉(zhuǎn)換開關(guān)與所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接;所述Cf的另一端通過所述第六充電開關(guān)連接第三偏置電壓Vs,且通過所述第五轉(zhuǎn)換開關(guān)與所述運(yùn)算放大器的輸出端連接;所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端和輸出端之間通過所述第七充電開關(guān)連接。利用充電開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)節(jié)Cf的連接,使得在充電階段,利用一可控的偏置電壓Vs為Cf充電,Cf被反向預(yù)充一定電量,在進(jìn)一步擴(kuò)大輸出共模電平的變化范圍的同時(shí),使得變化范圍更為可控。附圖說明圖1是根據(jù)背景技術(shù)中的電容檢測電路結(jié)構(gòu)圖;圖2是根據(jù)背景技術(shù)中的電容檢測電路的充電狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖;圖3是根據(jù)背景技術(shù)中的電容檢測電路的轉(zhuǎn)換狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖;圖4是根據(jù)第一實(shí)施方式中的基于大CTP的電容檢測電路結(jié)構(gòu)圖;圖5是根據(jù)第一實(shí)施方式中的基于大CTP的電容檢測電路充電狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖;圖6是根據(jù)第一實(shí)施方式中的基于大CTP的電容檢測電路轉(zhuǎn)換狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖;圖7是根據(jù)第二實(shí)施方式中的基于大CTP的電容檢測電路結(jié)構(gòu)圖;圖8是根據(jù)第三實(shí)施方式中的基于大CTP的電容檢測電路結(jié)構(gòu)圖;圖9是根據(jù)第四實(shí)施方式中的基于小CTP的電容檢測電路結(jié)構(gòu)圖;圖10是根據(jù)第五實(shí)施方式中的基于小CTP的電容檢測電路結(jié)構(gòu)圖;圖11是根據(jù)第六實(shí)施方式中的基于小CTP的電容檢測電路結(jié)構(gòu)圖;圖12是根據(jù)第七實(shí)施方式中的電容檢測裝置結(jié)構(gòu)框圖;圖13是根據(jù)第七實(shí)施方式中的電容檢測裝置電路結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解,在本發(fā)明各實(shí)施方式中,為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是,即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改,也可以實(shí)現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn),在現(xiàn)有的電容檢測電路應(yīng)用中,不同的觸控屏對應(yīng)的電容CTP的變化較大,為使本發(fā)明的具有較寬的應(yīng)用范圍??梢猿浞掷脤TP充電電平的調(diào)節(jié),使得檢測的電容范圍最大。另外,由于屏上電容較大或較小時(shí),其輸出共模電平的變化范圍可能不同,如果設(shè)計(jì)針對不同屏上電容值的電容檢測電路,即可充分放大運(yùn)算放大器的輸出動態(tài)范圍,又由于測試人員即可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)獲知應(yīng)用的電容屏的屏上電容值大致為大還是小,所以根據(jù)不同的屏上電容電容值,設(shè)計(jì)不同的電容檢測電路,可以有效擴(kuò)大輸出共模電平的變化范圍。本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及一種基于大CTP的電容檢測電路,其電路結(jié)構(gòu)如圖4所示,具體包含:屏上電容CTP、反饋電容Cf、運(yùn)算放大器101、電阻102、電容103、可編程電容陣列Cs、第一充電開關(guān)201、第二充電開關(guān)203、充電開關(guān)205、第一轉(zhuǎn)換開關(guān)202和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)204。本實(shí)施方式中的基于大CTP的電容檢測電路具體連接如下:電阻102連接在運(yùn)算放大器101正輸入端與偏置電壓VCM間,電容103連接在運(yùn)算放大器101正輸入端與接地端之間;Cf連接在運(yùn)算放大器101的負(fù)輸入端與輸出端之間,同時(shí)將充電開關(guān)205并聯(lián)在Cf的兩端;CTP的一端通過第一充電開關(guān)201與第一偏置電壓V1連接,且通過第一轉(zhuǎn)換開關(guān)202與運(yùn)算放大器101的負(fù)輸入端連接,CTP的另一端接地;Cs的一端通過第二充電開關(guān)203與第二偏置電壓V2連接,且通過第二轉(zhuǎn)換開關(guān)204與運(yùn)算放大器101的負(fù)輸入端連接,Cs的另一端接地。需要說明的是,本實(shí)施方式中的第一偏置電壓V1小于第二偏置電壓V2。在實(shí)際應(yīng)用中,在充電階段,分別將第一充電開關(guān)201、第二充電開關(guān)203和充電開關(guān)205閉合,第一轉(zhuǎn)換開關(guān)202和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)204打開,電路結(jié)構(gòu)變化為如圖5所示;此時(shí),CTP連接在第一偏置電壓V1與接地端之間,Cf兩端短路連接,第一偏置電壓V1為CTP充電,第二偏置電壓V2為Cs充電,同時(shí)Cf清零。在轉(zhuǎn)換階段,分別將第一充電開關(guān)201、第二充電開關(guān)203和充電開關(guān)205打開,第一轉(zhuǎn)換開關(guān)202和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)204閉合,電路結(jié)構(gòu)變化為如圖6所示;CTP連接在運(yùn)算放大器101的負(fù)輸入端與接地端之間,Cs連接在運(yùn)算放大器101的負(fù)輸入端與接地端之間,Cf直接連接在運(yùn)算放大器101的負(fù)輸入端和輸出端之間,CTP的電荷分別傳遞至Cf和Cs。具體的說,本實(shí)施方式中的基于大CTP的電容檢測電路在轉(zhuǎn)換階段,根據(jù)電荷守恒和運(yùn)放的虛短特性可以得到最終的運(yùn)放輸出如下式(3):如果屏上電容變化為CTP+△CTP,運(yùn)放的輸出變化為下式(4)從上式(3)式可以看出,屏上電容CTP的一部分電荷將被電容陣列Cs來吸收,因而運(yùn)放的輸出共模電平可以簡單的調(diào)節(jié),也就是通過調(diào)節(jié)Cs的大小來抵消電路的直流工作狀態(tài)對輸出共模電平的限制。因此,在電路進(jìn)行檢測工作的時(shí)候,需要對可編程電容陣列Cs進(jìn)行一個(gè)初始化的“調(diào)頻”過程,其目的就是為了使運(yùn)放輸出為共模電平VCM,也就是使得式(3)中的VOUT=VCM。此時(shí),上式(4)即可變化為下式(5):其中的(VCM-V1)即可不受限制而增大,也就是說,輸出共模電平的變化將不受電路的直流工作狀態(tài)限制而擴(kuò)大,也就提高了電容檢測電路的靈敏度。另外,由于VOUT=VCM,可得到下式(6):在本實(shí)施方式中,一般大CTP理解為其電容值滿足CTP>Cs,其動態(tài)輸出范圍為從VCM至VDD,即可以通過降低共模電平VCM來調(diào)節(jié)運(yùn)放的直流工作電壓。舉例來說,假設(shè)此時(shí)CTP=80pF(電容值較大),同時(shí),可以設(shè)置V1=0,V2=VDD,VCM=VDD/3,Cs=40pF來使得運(yùn)放輸出VOUT=VCM。此后當(dāng)有手指觸摸時(shí),屏上電容增加△CTP,運(yùn)放輸出增加由于此時(shí)共模電平VCM=VDD/3,其輸出的動態(tài)檢測范圍即為從VDD/3至VDD,最大可有2*VDD/3的變化量,因而可以通過調(diào)節(jié)Cf來增強(qiáng)檢測的靈敏度,根據(jù)上式(5)可知,其大小為:其中,△CTP,max為屏上電容最大的變化幅度??梢缘玫阶罱K電容到電壓的轉(zhuǎn)換增益為本實(shí)施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言,增加了可編程電容陣列Cs,在電容檢測的充電階段,利用不同的偏置電壓對CTP和Cs分別充電,在電容檢測的轉(zhuǎn)換階段,可以利用Cs吸收屏上電容CTP的部分電荷,以此消除電路直流工作狀態(tài)對電容檢測電路的輸出動態(tài)范圍的影響,調(diào)節(jié)運(yùn)放的輸出共模電平,擴(kuò)大輸出共模電平擺幅,提高檢測靈敏度。本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及一種基于大CTP的電容檢測電路。第二實(shí)施方式是在第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步改進(jìn),主要改進(jìn)之處在于:在第一實(shí)施方式的充電階段中,Cf兩端短路連接,使得Cf清零。而在本發(fā)明第二實(shí)施方式中,利用充電開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)節(jié)Cf的連接,使得在充電階段,利用運(yùn)放的輸出電壓為Cf充電,Cf被反向預(yù)充一定電量,可以進(jìn)一步擴(kuò)大輸出共模電平的變化范圍。具體的說,本實(shí)施方式中的基于大CTP的電容檢測電路如圖7所示,還包含:第三充電開關(guān)206、第四充電開關(guān)208和第三轉(zhuǎn)換開關(guān)207;Cf的一端通過第三充電開關(guān)206接地,且通過第三轉(zhuǎn)換開關(guān)207與運(yùn)算放大器101的負(fù)輸入端連接,Cf的另一端通過第四充電開關(guān)208與運(yùn)算放大器101的負(fù)輸入端連接。由于Cf在充電階段被連接在運(yùn)放的輸出端和接地端之間,也就是在充電階段,Cf被預(yù)充了反向的電荷,同樣根據(jù)電荷守恒和運(yùn)放的虛短特性可以得到,VOUT的變化下限將更低,其變化范圍也就更大,本實(shí)施方式中基于大CTP的電容檢測電路的靈敏度將更高。本發(fā)明的第三實(shí)施方式同樣涉及一種基于大CTP的電容檢測電路。第三實(shí)施方式是在第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步改進(jìn),主要改進(jìn)之處在于:在第一實(shí)施方式中,充電階段Cf兩端短路連接,使得Cf清零。而在本發(fā)明第三實(shí)施方式中,利用可控的偏置電壓Vs為Cf充電,Cf被反向預(yù)充一定電量,在進(jìn)一步擴(kuò)大輸出共模電平的變化范圍的同時(shí),使得變化范圍更為可控。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn),在第二實(shí)施方式中,雖然運(yùn)放的輸出已經(jīng)調(diào)節(jié)為(VCM~VDD),其擺幅仍然留有一定裕量,可以通過充分利用Cf預(yù)沖的電荷量,以致進(jìn)一步增加輸出的擺幅。具體的說,本實(shí)施方式中的基于大CTP的電容檢測電路如圖8所示,還包含:第五充電開關(guān)212、第六充電開關(guān)210、第七充電開關(guān)213、第四轉(zhuǎn)換開關(guān)209和第五轉(zhuǎn)換開關(guān)211。其中,Cf的一端通過第五充電開關(guān)212接地,且通過第四轉(zhuǎn)換開關(guān)209與運(yùn)算放大器101的負(fù)輸入端連接;Cf的另一端通過第六充電開關(guān)210連接第三偏置電壓Vs,且通過第五轉(zhuǎn)換開關(guān)211與運(yùn)算放大器101的輸出端連接;運(yùn)算放大器101的負(fù)輸入端和輸出端之間通過第七充電開關(guān)213連接。與第二實(shí)施方式相似,由于Cf在充電階段被連接在運(yùn)放的輸出端和接地端之間,也就是在充電階段,Cf被預(yù)充了反向的電荷,同樣根據(jù)電荷守恒和運(yùn)放的虛短特性可以將上式(3)變化為:可見,運(yùn)放的輸出變?yōu)?VCM-VS~VDD),VOUT的下限將更低,其變化范圍也就更大,靈敏度進(jìn)一步提高。舉例來說,此時(shí)如果設(shè)VCM=VS=VDD/2,運(yùn)放的擺幅能達(dá)到(0~VDD)。本發(fā)明的第四實(shí)施方式涉及一種基于小CTP的電容檢測電路,其電路結(jié)構(gòu)如圖9所示,具體包含:屏上電容CTP、反饋電容Cf、運(yùn)算放大器101、電阻102、電容103、可編程電容陣列Cs、第一充電開關(guān)201、第二充電開關(guān)203、充電開關(guān)205、第一轉(zhuǎn)換開關(guān)202和第二轉(zhuǎn)換開關(guān)204。由于本實(shí)施方式中電容檢測電路是基于小CTP的電容檢測電路,其連接結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相比,區(qū)別僅在于在充電階段由第二偏置電壓V2為CTP充電,由第一偏置電壓V1為Cs充電,由于在小CTP的檢測前提下,為保證運(yùn)放的正常工作,需要使得為CTP充電的偏置電壓大于為Cs充電的偏置電壓。其他連接結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)原理均與第一實(shí)施方式相類似,在此不再贅述。本發(fā)明的第五實(shí)施方式涉及一種基于小CTP的電容檢測電路。第五實(shí)施方式是在第四實(shí)施方式的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步改進(jìn),主要改進(jìn)之處在于:在第四實(shí)施方式中,充電階段Cf兩端短路連接,使得Cf清零。而在本發(fā)明第五實(shí)施方式中,利用充電開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)節(jié)Cf的連接,使得在充電階段,利用運(yùn)放的輸出電壓為Cf充電,Cf被反向預(yù)充一定電量,可以進(jìn)一步擴(kuò)大輸出共模電平的變化范圍。具體的說,本實(shí)施方式中的基于小CTP的電容檢測電路的電路如圖10所示,其連接結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施方式中的圖7大致相同,主要區(qū)別在于,本實(shí)施方式中,基于小CTP的電容檢測電路還包含:第三充電開關(guān)206、第四充電開關(guān)208和第三轉(zhuǎn)換開關(guān)207;Cf的一端通過第三充電開關(guān)接地,且通過第三轉(zhuǎn)換開關(guān)與運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接,Cf的另一端通過第四充電開關(guān)與運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端連接。充電階段中,為CTP充電的偏置電壓大于為Cs充電的偏置電壓。也就是說,在充電階段,利用運(yùn)放的輸出電壓為Cf充電,Cf被反向預(yù)充一定電量;在轉(zhuǎn)換階段,其連接與第一實(shí)施方式中的圖6相同,根據(jù)電荷守恒和運(yùn)放的虛短特性可以得到最終的運(yùn)放輸出為:此時(shí),如果屏上電容變化為CTP+△CTP,運(yùn)放的輸出變化為:此時(shí)為調(diào)節(jié)運(yùn)放輸出共模電平,需要使得Cs滿足:舉例來說,假設(shè)需要檢測的電容大小為CTP=20pF,此時(shí)可以設(shè)置V1=0,V2=VDD,VCM=VDD/3,Cs=40pF來使得運(yùn)放輸出VOUT=2*VCM。從(8)式可以看出,此時(shí)如果屏上電容增加△CTP,運(yùn)放輸出將減小由于此時(shí)的運(yùn)放輸出直流電平為2*VDD/3,其輸出仍有2*VDD/3的動態(tài)檢測范圍,此時(shí)的反饋電容Cf大小可以設(shè)置為:其中△CTP,max為此時(shí)屏上電容最大的變化幅度。若設(shè)VCM=VDD/2,則運(yùn)放的輸出擺幅即可達(dá)到從VDD至0的最大范圍。本發(fā)明的第六實(shí)施方式同樣涉及一種基于小CTP的電容檢測電路。第六實(shí)施方式是在第四實(shí)施方式的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步改進(jìn),主要改進(jìn)之處在于:在第四實(shí)施方式的充電階段中,Cf兩端短路連接,使得Cf清零。而在本發(fā)明第六實(shí)施方式中的充電階段中,利用可控的偏置電壓Vs為Cf充電,Cf被反向預(yù)充一定電量,在進(jìn)一步擴(kuò)大輸出共模電平的變化范圍的同時(shí),使得變化范圍更為可控。具體的說,本實(shí)施方式中的基于小CTP的電容檢測電路如圖11所示,其連接結(jié)構(gòu)與第三實(shí)施方式中的圖8大致相同,主要區(qū)別在于,本實(shí)施方式中的基于小CTP的電容檢測電路還包含:第五充電開關(guān)212、第六充電開關(guān)210、第七充電開關(guān)213、第四轉(zhuǎn)換開關(guān)209和第五轉(zhuǎn)換開關(guān)211。其中,Cf的一端通過第五充電開關(guān)212接地,且通過第四轉(zhuǎn)換開關(guān)209與運(yùn)算放大器101的負(fù)輸入端連接;Cf的另一端通過第六充電開關(guān)210連接第三偏置電壓Vs,且通過第五轉(zhuǎn)換開關(guān)211與運(yùn)算放大器101的輸出端連接;運(yùn)算放大器101的負(fù)輸入端和輸出端之間通過第七充電開關(guān)213連接。充電階段中,為CTP充電的偏置電壓大于為Cs充電的偏置電壓。也就是說,在充電階段,利用一可控的第三偏置電壓Vs為Cf充電;在轉(zhuǎn)換階段,其連接與第一實(shí)施方式中的圖6相同,根據(jù)電荷守恒和運(yùn)放的虛短特性可以得到,VOUT的變化下限在更低的同時(shí)將可控,其變化范圍也就更大,靈敏度進(jìn)一步提高。本發(fā)明的第七實(shí)施方式涉及一種電容檢測裝置。其結(jié)構(gòu)框圖如圖12所示,具體包含:如第一實(shí)施方式至第三實(shí)施方式中任意一個(gè)基于大CTP的電容檢測電路和如第四實(shí)施方式至第六實(shí)施方式中任意一個(gè)基于小CTP的電容檢測電路,還包含一選擇器。利用選擇器整合基于大CTP的電容檢測電路和基于小CTP的電容檢測電路,使得電容檢測芯片在生產(chǎn)時(shí),其中的元器件可以大量復(fù)用,同時(shí),也可以根據(jù)不同的CTP值,靈活變化電容檢測電路,擴(kuò)大其應(yīng)用場景。具體的說,在屏上電容CTP的值大于可編程電容陣列Cs的值時(shí),選擇器連通基于大CTP的電容檢測電路;在屏上電容CTP的值小于可編程電容陣列Cs的值時(shí),選擇器連通基于小CTP的電容檢測電路。需要說明的是,由于電容檢測技術(shù)人員可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)獲知CTP值的大致范圍,也可以利用模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方式中選擇器的功能,本實(shí)施方式中,以利用第一實(shí)施方式中的基于大CTP的電容檢測電路和第四實(shí)施方式中的基于小CTP的電容檢測電路為例,其結(jié)構(gòu)如圖13所示,具體的說,本實(shí)施方式中的選擇器30可以包含:第一開關(guān)301、第二開關(guān)302、第三開關(guān)303和第四開關(guān)304;其中,第二偏置電壓V2通過第一開關(guān)301與第一充電開關(guān)201連接,第二偏置電壓V2通過第二開關(guān)302與第二充電開關(guān)203連接;第一偏置電壓V1通過第三開關(guān)303與第一充電開關(guān)201連接,第二偏置電壓V2通過第四開關(guān)304與第二充電開關(guān)203連接。在實(shí)際應(yīng)用中,在第二開關(guān)302和第三開關(guān)303閉合,第一開關(guān)301和第四開關(guān)304打開時(shí),連通第一電容檢測電路;在第二開關(guān)302和第三開關(guān)303打開,第一開關(guān)301和第四開關(guān)304閉合時(shí),連通第二電容檢測電路。值得一提的是,本實(shí)施方式中的選擇器還可以利用數(shù)控方式實(shí)現(xiàn),先對CTP的值進(jìn)行檢測,判斷其大小,再連通不同的電容檢測電路。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解,上述各實(shí)施方式是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例,而在實(shí)際應(yīng)用中,可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變,而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
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