專(zhuān)利名稱(chēng)：一種觸摸式開(kāi)關(guān)控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路開(kāi)關(guān)控制技術(shù)，具體涉及一種觸摸式開(kāi)關(guān)控制電路。
背景技術(shù)：
隨著開(kāi)關(guān)控制技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)機(jī)械開(kāi)關(guān)已不能滿足當(dāng)前電子領(lǐng)域的應(yīng)用。觸摸式開(kāi)關(guān)以其安全、可靠、時(shí)尚、無(wú)開(kāi)關(guān)噪聲的特點(diǎn)獲得了新興電子消費(fèi)領(lǐng)域的親睞。市面上的觸摸IC主要有2種類(lèi)型電阻式和電容式。其中又以電容式觸摸IC市場(chǎng)最為廣泛。電容式觸摸感應(yīng)技術(shù)，通過(guò)檢測(cè)手指接近時(shí)，金屬電極與手指之間微小的電容變化，來(lái)檢測(cè)觸摸動(dòng)作，可以隔著絕緣材料(塑料、亞克力、玻璃等)工作。其中(一)圖1是一種常用的電阻式觸摸IC控制方案。由于手指是導(dǎo)體，在圖1中電阻式觸摸IC控制方案中充當(dāng)導(dǎo)線。按鍵開(kāi)關(guān)TOUCH是分開(kāi)的2極，手指觸摸按鍵開(kāi)關(guān)之前， A點(diǎn)電位被下拉電阻Rs2拉到地，經(jīng)反相器給邏輯控制單元提供高電平控制信號(hào)；當(dāng)手指同時(shí)觸摸按鍵開(kāi)關(guān)TOUCH的2極時(shí)，按鍵開(kāi)關(guān)TOUCH的2觸摸端通過(guò)手指連通，A點(diǎn)電位由低變?yōu)楦?，?jīng)過(guò)反相器為邏輯控制模塊提供低電平控制信號(hào)。(二)圖2是一種常用的電容式觸摸IC控制方案。與前一種方案不同的是，此處手指不作為導(dǎo)線接入電路，而是作為一個(gè)信號(hào)檢測(cè)端來(lái)改變電路的工作狀態(tài)。人體是導(dǎo)體， 在空間中相當(dāng)于一段天線，可以感應(yīng)環(huán)境(比如電纜中的電磁場(chǎng))在人體上形成感應(yīng)電壓。 手指觸摸按鍵開(kāi)關(guān)TOUCH之前，A點(diǎn)電位被下拉電阻Rs2拉至地，經(jīng)過(guò)反相器使二極管反向偏置截止。電容C2經(jīng)電阻Rsl充電到高電平，經(jīng)反相器為邏輯控制提供低電平控制信號(hào)； 當(dāng)手指觸摸按鍵開(kāi)關(guān)TOUCH端時(shí)，人體由于感應(yīng)電壓使A點(diǎn)電位變高，經(jīng)過(guò)反相器使二極管正向偏置導(dǎo)通，電容C2放電到地，經(jīng)過(guò)反相器為邏輯控制模塊提供高電平控制信號(hào)。圖1所示電路的缺點(diǎn)在于人手直接作為導(dǎo)體充當(dāng)電路中的導(dǎo)線，在電源電壓高過(guò)人體所承受的安全電壓時(shí)會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，此外人體皮膚組織的導(dǎo)電性因環(huán)境溫度、濕度的變化會(huì)有較大的變化，控制不夠精確。圖2所示電路的缺點(diǎn)是如果人體不處于交流環(huán)境(如環(huán)境缺乏交流供電系統(tǒng))，開(kāi)關(guān)檢測(cè)會(huì)失效。本發(fā)明是一種新型的電容式觸摸IC控制方案，提出了一種具有控制精度靈敏可調(diào)、外圍元器件少、開(kāi)關(guān)狀態(tài)可以靈活選用的觸摸IC控制電路。使用本發(fā)明的電容式觸摸 IC，可以廣泛應(yīng)用于觸摸調(diào)光燈、觸摸開(kāi)關(guān)等消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品中。由于電極與手指之間沒(méi)有直接接觸，做到了絕對(duì)安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是，如何提供一種觸摸式開(kāi)關(guān)控制電路，不受環(huán)境影響，同時(shí)控制精度靈敏可調(diào)。本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題這樣解決構(gòu)建一種觸摸式開(kāi)關(guān)控制電路，電連接電容式觸摸開(kāi)關(guān)，包括從輸入到輸出、依次電連接的觸發(fā)器(RS)、低通濾波器(LPF)、第三比較器
3(A3)和邏輯控制模塊(Logic)；所述觸發(fā)器(RS)的R觸發(fā)端和S觸發(fā)端分別對(duì)稱(chēng)連接第一比較器(Al)和第二比較器(A2)，第一比較器(Al)和第二比較器(A2)的對(duì)應(yīng)輸入端電連接各自電阻、電容和開(kāi)關(guān)(TOUCH)，所述電阻另一端與電源電連接，所述電容和開(kāi)關(guān)的另一端與地電連接，所述開(kāi)關(guān)(TOUCH)的控制端分別對(duì)應(yīng)電連接所述觸發(fā)器(RS)的Q輸出端和 QB輸出端，第一比較器(Al)的所述對(duì)應(yīng)輸入端還電連接所述電容式觸摸開(kāi)關(guān)(TOUCH)；第一比較器(Al)和第二比較器(A2)的另一輸入端電連接第一參考電壓(VREFl)，第三比較器 (A3)的另一輸入端電連接第二參考電壓(VREF2)。按照本發(fā)明提供的控制電路，分別與第一比較器和第二比較器電連接的二個(gè)所述電容是PF級(jí)的電容。按照本發(fā)明提供的控制電路，該控制電路除所述2個(gè)外接電容(Cs，Cref)和電容式觸摸開(kāi)關(guān)(TOUCH)外的其他部件全部集成在觸摸控制IC中。本發(fā)明提供的觸摸式開(kāi)關(guān)控制電路，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)勢(shì)1、電極與手指之間沒(méi)有直接接觸，做到了絕對(duì)安全；2、控制靈敏度靈活可調(diào)；3、不受環(huán)境影響。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1是傳統(tǒng)的電阻式觸摸IC控制器電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是傳統(tǒng)的電容式觸摸IC控制器電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明觸摸IC控制器電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明具體實(shí)施例的觸摸IC控制器電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的觸摸IC控制方案如圖3所示該方案由比較器、觸發(fā)器(RS)、低通濾波器(LPF)和邏輯控制電路(Logic)組成。 發(fā)明中的觸摸IC控制器正常工作時(shí)外圍僅需接二個(gè)PF級(jí)小電容。本發(fā)明實(shí)際解決的技術(shù)問(wèn)題是如何以最簡(jiǎn)單、最安全、最可靠、最靈活的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)觸摸IC的信號(hào)取樣控制功能。本發(fā)明的工作原理是人體等效為交流接地，手指具有一定的電容量(IpF IOpF)。手指接觸感應(yīng)端(TOUCH)時(shí)，CS支路電容加大，使比較器與觸發(fā)器(RS)組成的振蕩電路產(chǎn)生的信號(hào)占空比發(fā)生改變，信號(hào)經(jīng)低通濾波器濾波整形后獲得要求的電平，最后通過(guò)與參考電平(Vref2)的比較來(lái)獲得邏輯控制電平，為邏輯控制模塊提供控制信號(hào)。本發(fā)明的電路實(shí)現(xiàn)當(dāng)手指未觸摸TOUCH按鍵時(shí)，電路未檢測(cè)到手指觸摸時(shí)引起的信號(hào)占空比變化。
Cs
由電阻電容網(wǎng)絡(luò)、比較器、觸發(fā)器構(gòu)成的振蕩器的輸出信號(hào)占空比為^^該信號(hào)經(jīng)低
ο
Γο
通濾波器LPF可以獲得一個(gè)固定的電平^^VDD，該電平與參考信號(hào)(Vref2)經(jīng)比較器
4進(jìn)行比較(設(shè)定^ n VDD<Vref2)為后續(xù)邏輯控制單元提供低電平。 Cs+Crei當(dāng)手指觸摸TOUCH按鍵時(shí)，電路檢測(cè)到手指觸摸(等效于并入手指電容Ct)。由電
阻電容網(wǎng)絡(luò)、比較器、觸發(fā)器構(gòu)成的振蕩器的輸出信號(hào)占空比為7"^^，該信號(hào)經(jīng)低通
Cs+Ct+Cref
濾波器(LPF)可以獲得一個(gè)固定的電平tt^^VDD，該電平與參考信號(hào)(Vref2)經(jīng)比
Cs+Ct+Cref
較器進(jìn)行比較(設(shè)定「VDD>Vref2)為后續(xù)邏輯單元提供高電平。
Cs+Ct+Cref由以上分析可知通過(guò)調(diào)節(jié)Cs與Cref的值即可對(duì)觸摸開(kāi)關(guān)的靈敏度進(jìn)行調(diào)節(jié)且方便可靠。本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例如圖四所示具體實(shí)施例中各模塊的實(shí)現(xiàn)參考電壓Vrefl與Vref2通過(guò)電阻網(wǎng)絡(luò)分壓得到， 觸發(fā)器采用傳統(tǒng)RS觸發(fā)器，低通濾波器(LPF)使用阻容濾波即可達(dá)到要求，邏輯控制模塊 (Logic)不需要使用MCU即可滿足要求。本發(fā)明的具體實(shí)施方案已在泉芯電子科技(深圳)有限公司的QX6001項(xiàng)目中得到了實(shí)踐驗(yàn)證。具體方案包括但不限于以上具體實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種觸摸式開(kāi)關(guān)控制電路，其特征在于，包括從輸入到輸出依次電連接的觸發(fā)器 (RS)、低通濾波器(LPF)、第三比較器(A3)和邏輯控制模塊(Logic)；所述觸發(fā)器(RS)的R 觸發(fā)端和S觸發(fā)端分別連接第一比較器(Al)和第二比較器(A2)，第一比較器(Al)和第二比較器(A2)的對(duì)應(yīng)輸入端電連接各自電阻(R1，R2)、電容(Cs，Cref)和觸摸開(kāi)關(guān)(TOUCH)， 所述電阻另一端與電源電連接，所述電容和觸摸開(kāi)關(guān)(TOUCH)的另一端與地電連接，所述觸摸開(kāi)關(guān)(TOUCH)的控制端分別對(duì)應(yīng)電連接所述觸發(fā)器(RS)的Q輸出端和QB輸出端，第一比較器(Al)的所述對(duì)應(yīng)輸入端還電連接所述電容式觸摸開(kāi)關(guān)(TOUCH)；第一比較器(Al) 和第二比較器(A2)的另一輸入端電連接第一參考電壓(VRE Fl)，第三比較器(A3)的另一輸入端電連接第二參考電壓(VREF2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述控制電路，其特征在于，分別與第一比較器(Al)和第二比較器 (A2)電連接的二個(gè)所述電容(Cs，Cref)是pF級(jí)的外接電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述控制電路，其特征在于，該控制電路除所述電容和電容式觸摸開(kāi)關(guān)外的其他部件均集成在為控制IC中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種觸摸式開(kāi)關(guān)控制電路，包括從輸入到輸出依次電連接的觸發(fā)器(RS)、低通濾波器(LPF)、第三比較器(A3)和邏輯控制模塊(Logic)；觸發(fā)器(RS)的R觸發(fā)端和S觸發(fā)端分別電連接第一比較器(A1)和第二比較器(A2)，第一比較器(A1)和第二比較器(A2)的對(duì)應(yīng)輸入端電連接各自電阻(R1，R2)、電容(Cs，Cref)和觸摸開(kāi)關(guān)(TOUCH)，電阻(R1，R2)另一端與電源電連接，電容(Cs，Cref)和觸摸開(kāi)關(guān)(TOUCH)的另一端與地電連接，觸摸開(kāi)關(guān)(TOUCH)的控制端分別對(duì)應(yīng)電連接觸發(fā)器(RS)的Q輸出端和QB輸出端，同時(shí)第一比較器(A1)的對(duì)應(yīng)輸入端還電連接電容式觸摸開(kāi)關(guān)(TOUCH)；第一比較器(A1)和第二比較器(A2)的另一輸入端電連接第一參考電壓(VREF1)，第三比較器(A3)的另一輸入端電連接第二參考電壓(VREF2)。
文檔編號(hào)H03K17/96GK102437846SQ201110320349
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者李偉華, 黃朝剛 申請(qǐng)人:泉芯電子技術(shù)(深圳)有限公司