專利名稱：一種觸摸式開關(guān)控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路開關(guān)控制技術(shù)，具體涉及一種觸摸式開關(guān)控制電路。
背景技術(shù)：
隨著開關(guān)控制技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)機械開關(guān)已不能滿足當前電子領(lǐng)域的應用。觸摸式開關(guān)以其安全、可靠、時尚、無開關(guān)噪聲的特點獲得了新興電子消費領(lǐng)域的親睞。市面上的觸摸IC主要有2種類型電阻式和電容式。其中又以電容式觸摸IC市場最為廣泛。電容式觸摸感應技術(shù)，通過檢測手指接近時，金屬電極與手指之間微小的電容變化，來檢測觸摸動作，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。由于手指是導體，在圖1中電阻式觸摸IC控制方案中充當導線。按鍵開關(guān)TOUCH是分開的2極，手指觸摸按鍵開關(guān)之前， A點電位被下拉電阻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；當手指同時觸摸按鍵開關(guān)TOUCH的2極時，按鍵開關(guān)TOUCH的2觸摸端通過手指連通，A點電位由低變?yōu)楦撸?jīng)過反相器為邏輯控制模塊提供低電平控制信號。(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，此處手指不作為導線接入電路，而是作為一個信號檢測端來改變電路的工作狀態(tài)。人體是導體， 在空間中相當于一段天線，可以感應環(huán)境(比如電纜中的電磁場)在人體上形成感應電壓。 手指觸摸按鍵開關(guān)TOUCH之前，A點電位被下拉電阻Rs2拉至地，經(jīng)過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； 當手指觸摸按鍵開關(guān)TOUCH端時，人體由于感應電壓使A點電位變高，經(jīng)過反相器使二極管正向偏置導通，電容C2放電到地，經(jīng)過反相器為邏輯控制模塊提供高電平控制信號。圖1所示電路的缺點在于人手直接作為導體充當電路中的導線，在電源電壓高過人體所承受的安全電壓時會對人體產(chǎn)生危害，此外人體皮膚組織的導電性因環(huán)境溫度、濕度的變化會有較大的變化，控制不夠精確。圖2所示電路的缺點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))，開關(guān)檢測會失效。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，可以廣泛應用于觸摸調(diào)光燈、觸摸開關(guān)等消費類電子產(chǎn)品中。由于電極與手指之間沒有直接接觸，做到了絕對安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是，如何提供一種觸摸式開關(guān)控制電路，不受環(huán)境影響，同時控制精度靈敏可調(diào)。本發(fā)明的上述技術(shù)問題這樣解決構(gòu)建一種觸摸式開關(guān)控制電路，電連接電容式觸摸開關(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)端分別對稱連接第一比較器(Al)和第二比較器(A2)，第一比較器(Al)和第二比較器(A2)的對應輸入端電連接各自電阻、電容和開關(guān)(TOUCH)，所述電阻另一端與電源電連接，所述電容和開關(guān)的另一端與地電連接，所述開關(guān)(TOUCH)的控制端分別對應電連接所述觸發(fā)器(RS)的Q輸出端和 QB輸出端，第一比較器(Al)的所述對應輸入端還電連接所述電容式觸摸開關(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所述電容是PF級的電容。按照本發(fā)明提供的控制電路，該控制電路除所述2個外接電容(Cs，Cref)和電容式觸摸開關(guān)(TOUCH)外的其他部件全部集成在觸摸控制IC中。本發(fā)明提供的觸摸式開關(guān)控制電路，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)勢1、電極與手指之間沒有直接接觸，做到了絕對安全；2、控制靈敏度靈活可調(diào)；3、不受環(huán)境影響。


下面結(jié)合附圖和具體實施例進一步對本發(fā)明進行詳細說明。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)明具體實施例的觸摸IC控制器電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(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控制器正常工作時外圍僅需接二個PF級小電容。本發(fā)明實際解決的技術(shù)問題是如何以最簡單、最安全、最可靠、最靈活的方式來實現(xiàn)觸摸IC的信號取樣控制功能。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)。手指接觸感應端(TOUCH)時，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)生的信號占空比發(fā)生改變，信號經(jīng)低通濾波器濾波整形后獲得要求的電平，最后通過與參考電平(Vref2)的比較來獲得邏輯控制電平，為邏輯控制模塊提供控制信號。本發(fā)明的電路實現(xiàn)當手指未觸摸TOUCH按鍵時，電路未檢測到手指觸摸時引起的信號占空比變化。
Cs
由電阻電容網(wǎng)絡、比較器、觸發(fā)器構(gòu)成的振蕩器的輸出信號占空比為^^該信號經(jīng)低
ο
Γο
通濾波器LPF可以獲得一個固定的電平^^VDD，該電平與參考信號(Vref2)經(jīng)比較器
4進行比較(設定^ n VDD<Vref2)為后續(xù)邏輯控制單元提供低電平。 Cs+Crei當手指觸摸TOUCH按鍵時，電路檢測到手指觸摸(等效于并入手指電容Ct)。由電
阻電容網(wǎng)絡、比較器、觸發(fā)器構(gòu)成的振蕩器的輸出信號占空比為7"^^，該信號經(jīng)低通
Cs+Ct+Cref
濾波器(LPF)可以獲得一個固定的電平tt^^VDD，該電平與參考信號(Vref2)經(jīng)比
Cs+Ct+Cref
較器進行比較(設定「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調(diào)節(jié)Cs與Cref的值即可對觸摸開關(guān)的靈敏度進行調(diào)節(jié)且方便可靠。本發(fā)明的一個具體實施例如圖四所示具體實施例中各模塊的實現(xiàn)參考電壓Vrefl與Vref2通過電阻網(wǎng)絡分壓得到， 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)明的具體實施方案已在泉芯電子科技(深圳)有限公司的QX6001項目中得到了實踐驗證。具體方案包括但不限于以上具體實施例。
權(quán)利要求
1.一種觸摸式開關(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)的對應輸入端電連接各自電阻(R1，R2)、電容(Cs，Cref)和觸摸開關(guān)(TOUCH)， 所述電阻另一端與電源電連接，所述電容和觸摸開關(guān)(TOUCH)的另一端與地電連接，所述觸摸開關(guān)(TOUCH)的控制端分別對應電連接所述觸發(fā)器(RS)的Q輸出端和QB輸出端，第一比較器(Al)的所述對應輸入端還電連接所述電容式觸摸開關(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)電連接的二個所述電容(Cs，Cref)是pF級的外接電容。
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)的對應輸入端電連接各自電阻(R1，R2)、電容(Cs，Cref)和觸摸開關(guān)(TOUCH)，電阻(R1，R2)另一端與電源電連接，電容(Cs，Cref)和觸摸開關(guān)(TOUCH)的另一端與地電連接，觸摸開關(guān)(TOUCH)的控制端分別對應電連接觸發(fā)器(RS)的Q輸出端和QB輸出端，同時第一比較器(A1)的對應輸入端還電連接電容式觸摸開關(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H03K17/96GK102437846SQ201110320349
公開日2012年5月2日 申請日期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 申請人:泉芯電子技術(shù)(深圳)有限公司