一種用于電容檢測的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和多路選擇器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電子領域，特別涉及觸摸按鍵電路。
【背景技術】
[0002]觸摸按鍵技術近年來逐漸流行于手機和平板電腦為代表的消費電子領域。作為人機界面，觸摸按鍵比較機械按鍵有著耐用、美觀、體積小的優(yōu)點。
[0003]市面上已有用于電容檢測的專用芯片，該芯片一般是將不同的電容值轉(zhuǎn)換成不同頻率的信號，再通過計時的方法判斷信號的頻率是否變化過大，如果確實變化較大，則判定為觸摸事件發(fā)生。這種芯片一般應用在對觸摸板抗干擾要求不高，控制功能較簡單的場景中。
[0004]在大部分消費電子中，通常會有一顆主控芯片。該主控芯片往往需要檢測多路電壓信號等。這些外部信號是通過多路選擇器輸入到數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊，由該模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后交由數(shù)字中央單元處理。為了節(jié)省成本，通常會在主控芯片中集成電容檢測功能，而不會額外使用專用的電容檢測芯片。而使用主控芯片檢測電容的方法往往需要在芯片中增加電容檢測模塊，將不同的電容值轉(zhuǎn)換成電壓信號后，再經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊和數(shù)字中央單元的處理。這種方法可以利用主控芯片中的高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊來檢測電容，利用數(shù)字中央單元完成較為復雜的算法，所以檢測精度往往較專用的電容檢測芯片更高。
[0005]例如，專利申請201280019834.6公開了一種電荷再分配數(shù)模轉(zhuǎn)換器，該實施方案可提供有片上存儲電容器的電荷再分配DAC以取代傳統(tǒng)的外部參考電壓來向DAC提供電荷。DAC可包括具有第一極板和第二極板的片上存儲電容器，DAC電容器陣列以生成DAC輸出，以及由DAC輸入字控制的開關陣列以耦合DAC電容器到存儲電容器。電荷再分配DAC還可包括第一開關，其連接第一極板到外部端子用于第一外部參考電壓，以及第二開關，其連接第二極板到外部端子用于第二外部參考電壓。一個實施方案可提供包括電荷再分配DAC的ADC。這種方案不僅大大增加了電路的復雜性，而且會增加芯片面積和成本。
[0006]通常所用的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和多路選擇器架構如圖1所示。在多路選擇器中，sl/s2/s3是開關控制信號，用來選擇管腳電壓VPadl或Vpad2或Vpad3作為三角積分模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入電壓Vin。當phi為高電平時，電容Cs采樣電壓信號Vin ;當ph2為高電平時，電容Cs將電荷傳遞到電容Ci上，并輸出電壓Dout。但是在電容測量中，由于測量的物理量不是電壓，這種多路選擇器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器架構不適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于電容檢測的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和多路選擇器，該數(shù)模轉(zhuǎn)換器和多路選擇器在電容檢測電路中多路復用積分器以節(jié)省芯片面積和成本。
[0008]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種用于電容檢測的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和多路選擇器，該數(shù)模轉(zhuǎn)換器和多路選擇器結(jié)構簡單，易于實現(xiàn)。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下。
[0010]一種用于電容檢測的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和多路選擇器，其特征在于所述多路選擇器的電壓通路中并聯(lián)有電容通路，通過電容通路可利用芯片內(nèi)已有的數(shù)模轉(zhuǎn)換器完成電容的測量。
[0011]所述電容通路設置與觸摸按鍵與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣電路之間，把觸摸按鍵的電容作為數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣電容。
[0012]所述電容通路，可以具有復數(shù)路，以支持多路觸摸按鍵。
[0013]本發(fā)明增加了專門用來測量電容量的電容通路，通過電容通路可利用芯片內(nèi)已有的數(shù)模轉(zhuǎn)換器完成電容的測量，僅僅增加了少許電子器件，能夠有效地以節(jié)省芯片面積和成本。
【附圖說明】
[0014]圖1是現(xiàn)有技術所實施的電路結(jié)構圖。
[0015]圖2是本發(fā)明所實施的電路圖。
【具體實施方式】
[0016]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]三角積分轉(zhuǎn)換器的原理和架構屬于公知范圍，下面僅以開關電容式一階三角積分轉(zhuǎn)換器為例表述本發(fā)明，但是本發(fā)明也可以用于二階、高階、多比特、級聯(lián)、連續(xù)模式等其他架構的三角積分轉(zhuǎn)換器。
[0018]請參照圖2所示，為本發(fā)明提出的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和多路選擇器架構。在傳統(tǒng)架構的基礎上，本發(fā)明增加了專門用來測量電容量的通路，即s4所控制的通路，且電容通路s4的電路并不復雜，僅僅增加了少許電子器件，便可利用芯片內(nèi)已有的數(shù)模轉(zhuǎn)換器完成電容的測量。
[0019]如圖所示，在多路選擇器的電壓通路中并聯(lián)有電容通路，其中，Ctouch是觸摸按鍵電容，s4n是控制信號s4的反向信號。
[0020]需要注意的是，圖2中的電壓通路(如sl/s2/s3)和電容通路(如s4)的數(shù)量可以任意搭配，并不局限于圖中三條電壓通路、一條電容通路的配置。實際中，電容通路可以拓展至超過10路，用以支持多路觸摸按鍵。
[0021]圖2中的關鍵點是把觸摸按鍵的電容作為數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣電容。S4= 1，s4n =0，選中電容通道后，Ctouch連接到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，電容Cs與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的連接斷開。當phi為高電平時，電容Ctouch采樣電壓信號Vcp ;當ph2為高電平時，電容Ctouch將電荷傳遞到電容Ci上，并輸出電壓Dout。這樣就將電容Ctouch轉(zhuǎn)換成了電壓信號，并使用數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成了數(shù)字信號Dout。此方案僅僅在傳統(tǒng)方案的基礎上增加了幾個控制開關，實現(xiàn)方便。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種用于電容檢測的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和多路選擇器，其特征在于所述多路選擇器的電壓通路中并聯(lián)有電容通路，通過電容通路可利用芯片內(nèi)已有的數(shù)模轉(zhuǎn)換器完成電容的測量。2.如權利要求1所述的用于電容檢測的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和多路選擇器，其特征在于所述電容通路設置與觸摸按鍵與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣電路之間，把觸摸按鍵的電容作為數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣電容。3.如權利要求1所述的用于電容檢測的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和多路選擇器，其特征在于所述電容通路，可以具有復數(shù)路，以支持多路觸摸按鍵。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于電容檢測的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和多路選擇器，所述多路選擇器的電壓通路中并聯(lián)有電容通路。本發(fā)明增加了專門用來測量電容量的電容通路，通過電容通路可利用芯片內(nèi)已有的數(shù)模轉(zhuǎn)換器完成電容的測量，僅僅增加了少許電子器件，能夠有效地以節(jié)省芯片面積和成本。
【IPC分類】H03K17/975
【公開號】CN105007069
【申請?zhí)枴緾N201510362438
【發(fā)明人】李弦
【申請人】深圳市芯?？萍加邢薰?br>【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年6月26日