高靈敏度觸摸電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種高靈敏度觸摸電路，其特征在于，包含順次連接的信號發(fā)生電路、鑒相電路、信號放大整型電路、輸出電路。信號發(fā)生電路用于產生正弦波信號，并將該正弦波信號與反向后的正弦波信號加載到鑒相電路；鑒相電路用于當觸摸片感應到人體電容后，可變電容兩端電壓將發(fā)生變化；所述信號放大整型電路包括信號放大電路及與其連接的電壓比較電路；所述信號放大整型電路用于放大可變電容電壓變化量，并進行整型、調節(jié)檢測靈敏度；所述輸出電路用于輸出信號。本實用新型的鑒相電路只鑒別同頻同相波形，所以抗干擾強、工作穩(wěn)定。
【專利說明】高靈敏度觸摸電路【技術領域】
[0001]本實用新型涉及觸摸控制領域，尤其涉及一種高靈敏度觸摸電路。
【背景技術】
[0002]觸摸板是一種在平滑的觸控板上，利用手指的滑動操作來移動游標的輸入裝置。當使用者的手指接近觸摸板時會使電容量改變，觸摸板自身的控制主板會檢測出電容改變量，轉換成坐標。因而可方便的檢測人體觸摸感應開關信號。現(xiàn)在市面上的觸摸板傳感器往往靈敏度不高，穩(wěn)定性也不好，造成使用者極大的不便。

【發(fā)明內容】

[0003]為解決上述問題，本實用新型提供了一種高靈敏度觸摸電路，其特征在于，包含順次連接的信號發(fā)生電路、鑒相電路、信號放大整型電路、輸出電路；其中，
[0004]信號發(fā)生電路包括文式電橋振蕩電路及與其連接的反相器電路；所述信號發(fā)生電路用于產生正弦波信號，并將該正弦波信號與反向后的正弦波信號加載到鑒相電路；所述文式電橋振蕩電路由第一運算放大器及與外圍的負反饋支路、正反饋支路、穩(wěn)幅電路構成；
[0005]鑒相電路包含可變電容及一個用于感受人體感應信號的觸摸片輸入端，當觸摸片感應到人體電容后，可變電容兩端電壓將發(fā)生變化；
[0006]所述信號放大整型電路包括信號放大電路及與其連接的電壓比較電路，所述電壓比較電路包含一個可調電位器；所述信號放大整型電路用于放大可變電容電壓變化量，并進行整型、調節(jié)檢測靈敏度；
[0007]所述輸出電路包括光耦及穩(wěn)壓二極管，用于輸出信號。
[0008]具體的，所述信號發(fā)生器電路包括文式電橋振蕩電路及與其連接的反相器電路；
[0009]所述文式電橋振蕩電路由第一運算放大器、負反饋支路、正反饋支路、穩(wěn)幅電路構成；
[0010]反相器電路包括第二運算放大器及第六電阻、第七電阻、第八電阻；其中，第八電阻連接第二運算放大器的正向輸入端，第七電阻兩端分別連接反向輸入端和輸出端，第六電阻一端連接第二運算放大器反向輸入端和第七電阻，另一端連接第三電阻。
[0011]負反饋支路包括第一電阻、第四電阻、第五電阻。其中第四電阻、穩(wěn)幅電路串聯(lián)后與第五電阻并聯(lián)，其中一個并聯(lián)點連接第一電阻一端，且連接第一運算放大器反向輸入端;
[0012]正反饋支路包括第二電阻、第三電阻、第一電容、第二電容；其中，第一電容、第二電容、第三電阻順次連接；第二電阻一端與第一運算放大器的正向輸入端與連接，且連接第一電容、第二電容的連接點，另一端與第一電容、第一電阻連接，且連接第八電阻；
[0013]穩(wěn)幅電路是由第一二極管、第二二極管串聯(lián)連接而成的回路，其中一個連接點連接第四電阻，另一個連接點連接第五電阻，且連接第一運算放大器輸出端、第三電阻，第六電阻。
[0014]具體的，所述鑒相電路包括觸摸片、第一三極管、第三二極管、第四二極管、第九電阻、第十電容、第十一電阻、第十二電阻、第六可變電容、第十一可變電容；
[0015]第四電容與第五電容連接，觸摸片連接到第四電容與第五電容的連接點；
[0016]第H^一電阻與第十二電阻連接，第十一可變電容的正極端與第六可變電容正極端連接，第十一電阻與第十二電阻連接支路和第十一可變電容與第六可變電容連接支路并聯(lián)，第四電容與第十一電阻之間連接有第三二極管，第五電容與第十二電阻之間連接有第四二極管，第四電容與第五電容連接點連接觸摸片；
[0017]第一三極管的基極通過第九電阻連接到源極，并通過第十電阻連接到第四電容與第五電容連接連接點；發(fā)射極與第十一電阻與第十二電阻的連接點連接后再連接第十一可變電容與第六可變電容的連接點；源極與第九電阻的連接點與信號發(fā)生電路中第一電容與第八電阻的連接點連接。
[0018]具體的，所述信號放大整型電路包含信號放大電路及與其連接的電壓比較電路，信號放大電路輸出端連接電壓比較器的輸入端；
[0019]信號放 大電路包含第三運算放大器及其外圍器件；第^^一可變電容、第六可變電容的負極端分別通過電阻連接到第三運算放大器的反向輸入端和正向輸入端；
[0020]電壓比較電路包含第四運算放大器，所述第四運算放大器的正向輸入端連接可調電位器。
[0021]具體的，所述輸出回路包括包含第一電感、第二電感、第二十三電阻、一個光f禹、第二三極管，穩(wěn)壓二極管、狀態(tài)指示電路。
[0022]所述狀態(tài)指示電路用于指示電路狀態(tài)，由發(fā)光二極管與一個電阻串聯(lián)組成，所述狀態(tài)指示電路與穩(wěn)壓二極管并聯(lián)。
[0023]所述第一電感、第二電感用于與電源隔離；所述第一電感端與信號放大與整型電路連接，另一端與光耦連接；
[0024]第二電感一端與信號放大與整型電路連接，另一端通過電阻與第二三極管的基極連接；
[0025]光耦的輸入端與電壓比較電路連接；
[0026]第二三極管的基極通過電阻連接到光耦輸出端，且通過第二十三電阻連接到第二電感；源極連接到狀態(tài)輸出電路與穩(wěn)壓二極管的一個并聯(lián)點后連接到引腳插座的第二引腳，且通過一個電阻連接到光耦與第一電感的連接點以及引腳插座的第一引腳；發(fā)射極連接到第二十三電阻與第二電感的連接點，且在連接狀態(tài)輸出電路與穩(wěn)壓二極管的另一個并聯(lián)點后連接到引腳插座的第三引腳。
[0027]具體的，引腳插座的第一引腳、第二引腳、第三引腳分別為電源、信號輸出端、0V。
[0028]具體的，所述觸摸片尺寸為IOOmmX 100mm。
[0029]本實用新型的鑒相電路只鑒別同頻同相波形，所以抗干擾強、工作穩(wěn)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本實用新型的電路圖?！揪唧w實施方式】
[0031]本實用新型所述觸摸電路包括順次連接的信號發(fā)生器電路、鑒相電路、信號放大整型電路、輸出電路。
[0032]其中，信號發(fā)生電路包括文式電橋振蕩電路及與其連接的反相器電路，用于產生正弦波信號，并將該正弦波信號反向后的正弦波信號加載到鑒相電路；所述文式電橋振蕩電路由第一運算放大器及與外圍的負反饋支路、正反饋支路、穩(wěn)幅電路構成。
[0033]鑒相電路包含可變電容及一個用于感受人體感應信號的觸摸片輸入端，當觸摸片感應到人體電容后，可變電容兩端電壓將發(fā)生變化。
[0034]所述信號放大整型電路包括信號放大電路及與其連接的電壓比較電路，所述電壓比較器包含一個可調電位器；所述信號放大整型電路用于放大可變電容電壓變化量，并進行整型、調節(jié)檢測靈敏度。
[0035]所述輸出電路包括光I禹及穩(wěn)壓二極管，用于輸出有效信號。
[0036]下面對各個電路進行詳細說明。
[0037]1.信號發(fā)生電路
[0038]包括文式電橋振蕩電路及與其連接的反相器電路。所述文式電橋振蕩電路由第一運算放大器及與外圍的負反饋支路、正反饋支路、穩(wěn)幅電路構成。下面分別予以介紹。 [0039]反相器電路包括第二運算放大器及第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8。其中，第八電阻R8連接第二運算放大器的正向輸入端，第七電阻R7兩端分別連接反向輸入端和輸出端，第六電阻R6 —端連接第二運算放大器反向輸入端和第七電阻R7，另一端連接第三電阻R3。
[0040]負反饋支路包括第一電阻R1、第四電阻R4、第五電阻R5。其中第四電阻R4、穩(wěn)幅電路串聯(lián)后與第五電阻R5并聯(lián)，其中一個并聯(lián)點連接第一電阻Rl—端，且連接第一運算放大器反向輸入端。
[0041]正反饋支路包括第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容Cl、第二電容C2。其中，第一電容Cl、第二電容C2、第三電阻R3順次連接；第二電阻R2 —端與第一運算放大器的正向輸入端與連接，且連接第一電容Cl與第二電容C2的連接點，另一端與第一電容Cl、第一電阻Rl連接，且連接第八電阻R8。所述正反饋支路兼作選頻網絡。
[0042]穩(wěn)幅電路是由第一二極管D1、第二二極管D2串聯(lián)連接而成的回路，其中一個連接點連接第四電阻R4，另一個連接點與第五電阻R5連接，且連接第一運算放大器輸出端、第三電阻R3，第六電阻R6。
[0043]2.鑒相電路
[0044]所述鑒相電路由觸摸片、第一三極管BG1、第三二極管D3、第四二極管D4、第九電阻R9、第十電容R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第六可變電容C6、第十一可變電容Cll等構成。
[0045]觸摸片、第四電容C4、第五電容C5、第一三極管BGl等組成輸入回路。
[0046]第四電容C4與第五電容C5連接，觸摸片連接到第四電容C4與第五電容C5的連接點。
[0047]第H^一電阻Rll與第十二電阻R12連接，第十一可變電容Cll的正極端與第六可變電容C6正極端連接，第十一電阻Rll與第十二電阻R12連接支路和第十一可變電容Cll與第六可變電容C6連接支路并聯(lián)，第四電容C4與第十一電阻Rll之間連接有第三二極管D3，第五電容C5與第十二電阻R12之間連接有第四二極管D4。
[0048]第一三極管BGl的基極通過第九電阻R9電阻連接到源極，并通過第十電阻RlO連接到第四電容C4與第五電容C5的連接點；發(fā)射極與第十一電阻Rll與第十二電阻R12的連接點連接后再連接第十一可變電容Cll與第六可變電容C6的連接點；源極及第九電阻R9的連接點與信號發(fā)生電路中第一電容及第八電阻R8的連接點連接。
[0049]其中，第四電容C4、第五電容C5為5PF，第九電阻R9為IM歐姆，第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12均為IOK歐姆，第十一可變電容Cll與第六可變電容C6均為luf/16V0
[0050]3.信號放大與整型電路
[0051 ] 包含信號放大電路及與其連接的電壓比較電路，信號放大電路輸出端連接電壓比較器的輸入端。
[0052]采用現(xiàn)有的信號放大電路，包含第三運算放大器及其外圍器件。第十一可變電容Ciu第六可變電容ce的負極端分別通過電阻連接到第三運算放大器的反向輸入端和正向輸入端。
[0053]電壓比較電路包含第四運算放大器，其正向輸入端連接可調電位器Wl。
[0054]5.輸出回路
[0055]包含第一電感L1 、第二電感L2、一個光稱、第二三極管BG2、穩(wěn)壓二極管D5、第二十三電阻R23、狀態(tài)指示電路。
[0056]所述狀態(tài)指示電路用于指示電路狀態(tài)，由發(fā)光二極管D6與一個電阻串聯(lián)組成，所述狀態(tài)指示電路與穩(wěn)壓二極管并聯(lián)。
[0057]所述第一電感L1、第二電感L2用于與電源隔離。其中,第一電感LI 一端與信號放大與整型電路連接，另一端與光耦連接；第二電感L2 —端與信號放大與整型電路連接，另一端通過電阻與第二三極管BG2的基極連接。
[0058]光耦的輸入端與電壓比較電路連接。
[0059]第二三極管的基極通過電阻連接到光耦輸出端，且通過第二十三電阻R23連接到第二電感L2 ;源極連接到狀態(tài)輸出電路與穩(wěn)壓二極管D5的一個并聯(lián)點后連接到引腳插座的第二引腳，且通過一個電阻連接到光耦與第一電感LI的連接點以及引腳插座的第一引腳；發(fā)射極連接到第二十三電阻R23與第二電感L2的連接點，且在連接狀態(tài)輸出電路與穩(wěn)壓二極管D5的另一個并聯(lián)點后連接到引腳插座的第三引腳。
[0060]引腳插座的第一引腳、第二引腳、第三引腳分別為電源、信號輸出端、0V。
[0061]本實用新型的工作過程為:
[0062]文氏電橋振蕩電路產生的信號在第一三極管BG1、第^ 電阻R11、第三二極管D3之間形成一個正弦波信號，該信號經反相器電路反相后在第一三極管BG1、第十二電阻R12、第四二極管D4之間形成一個波形相反的信號。
[0063]當觸摸片沒有被觸摸時，鑒相電路無人體感應信號輸入，第十一電阻Rll上的電平高于第十二電阻R12電平，經第一運算放大器反饋輸出低電平，信號再經反相器電路反向后輸出高電平，開通路光耦輸入端，輸出端導通，第二三極管BG2導通，引腳插座的信號輸出端輸出低電平。[0064]觸摸片被觸摸時，鑒相電路有人體感應信號輸入，該人體感應信號加載到第一三極管BGl基極，然后在鑒相電路中與反相器電路輸出的波形疊加，使第十二電阻R12，第十二電阻R12上的電平大于第十一電阻Rll電平，第一運算放大器輸出高電平，再經第二運算放大器輸出端輸出低電平，光I禹截止，輸出端閉合，第二三極管BG2截止,引腳插座的信號輸出端輸出高電平。
[0065]觸摸片尺寸為IOOmmX IOOmm左右，改變第四電容C4容量和可調電位器Wl阻值，可使觸摸靈敏度范圍控制在Omm至150mm之間。
[0066]本電路與普通的觸摸電路的優(yōu)勢在于，鑒相電路只鑒別同頻同相波形，所以抗干擾強、工作穩(wěn)定。
【權利要求】
1.高靈敏度觸摸電路，其特征在于，包含順次連接的信號發(fā)生電路、鑒相電路、信號放大整型電路、輸出電路；其中， 信號發(fā)生電路包括文式電橋振蕩電路及與其連接的反相器電路；所述信號發(fā)生電路用于產生正弦波信號，并將該正弦波信號與反向后的正弦波信號加載到鑒相電路；所述文式電橋振蕩電路由第一運算放大器及與外圍的負反饋支路、正反饋支路、穩(wěn)幅電路構成；鑒相電路包含可變電容及一個用于感受人體感應信號的觸摸片輸入端，當觸摸片感應到人體電容后，可變電容兩端電壓將發(fā)生變化； 所述信號放大整型電路包括信號放大電路及與其連接的電壓比較電路，所述電壓比較電路包含一個可調電位器；所述信號放大整型電路用于放大可變電容電壓變化量，并進行整型、調節(jié)檢測靈敏度； 所述輸出電路包括光I禹及穩(wěn)壓二極管，用于輸出信號。
2.如權 利要求1所述的高靈敏度觸摸電路，其特征在于，所述信號發(fā)生器電路包括文式電橋振蕩電路及與其連接的反相器電路； 所述文式電橋振蕩電路由第一運算放大器、負反饋支路、正反饋支路、穩(wěn)幅電路構成；反相器電路包括第二運算放大器及第六電阻、第七電阻、第八電阻；其中，第八電阻連接第二運算放大器的正向輸入端，第七電阻兩端分別連接反向輸入端和輸出端，第六電阻一端連接第二運算放大器反向輸入端和第七電阻，另一端連接第三電阻； 負反饋支路包括第一電阻、第四電阻、第五電阻；其中第四電阻、穩(wěn)幅電路串聯(lián)后與第五電阻并聯(lián)，其中一個并聯(lián)點連接第一電阻一端，且連接第一運算放大器反向輸入端； 正反饋支路包括第二電阻、第三電阻、第一電容、第二電容；其中，第一電容、第二電容、第三電阻順次連接；第二電阻一端與第一運算放大器的正向輸入端與連接，且連接第一電容、第二電容的連接點，另一端與第一電容、第一電阻連接，且連接第八電阻； 穩(wěn)幅電路是由第一二極管、第二二極管串聯(lián)連接而成的回路，其中一個連接點連接第四電阻，另一個連接點連接第五電阻，且連接第一運算放大器輸出端、第三電阻，第六電阻。
3.如權利要求2所述的高靈敏度觸摸電路，其特征在于，所述鑒相電路包括觸摸片、第一三極管、第三二極管、第四二極管、第九電阻、第十電容、第十一電阻、第十二電阻、第六可變電容、第十一可變電容； 第四電容與第五電容連接，觸摸片連接到第四電容與第五電容的連接點； 第H^一電阻與第十二電阻連接，第十一可變電容的正極端與第六可變電容正極端連接，第十一電阻與第十二電阻連接支路和第十一可變電容與第六可變電容連接支路并聯(lián)，第四電容與第十一電阻之間連接有第三二極管，第五電容與第十二電阻之間連接有第四二極管，第四電容與第五電容連接點連接觸摸片； 第一三極管的基極通過第九電阻連接到源極，并通過第十電阻連接到第四電容與第五電容連接連接點；發(fā)射極與第十一電阻與第十二電阻的連接點連接后再連接第十一可變電容與第六可變電容的連接點；源極與第九電阻的連接點與信號發(fā)生電路中第一電容與第八電阻的連接點連接。
4.如權利要求3所述的高靈敏度觸摸電路，其特征在于，所述信號放大整型電路包含信號放大電路及與其連接的電壓比較電路，信號放大電路輸出端連接電壓比較器的輸入端;信號放大電路包含第三運算放大器及其外圍器件；第十一可變電容、第六可變電容的負極端分別通過電阻連接到第三運算放大器的反向輸入端和正向輸入端； 電壓比較電路包含第四運算放大器，所述第四運算放大器的正向輸入端連接可調電位器。
5.如權利要求4所述的高靈敏度觸摸電路，其特征在于，所述輸出回路包括包含第一電感、第二電感、第二十三電阻、一個光耦、第二三極管，穩(wěn)壓二極管、狀態(tài)指示電路； 所述狀態(tài)指示電路用于指示電路狀態(tài)，由發(fā)光二極管D6與一個電阻串聯(lián)組成，所述狀態(tài)指示電路與穩(wěn)壓二極管并聯(lián)； 所述第一電感、第二電感用于與電源隔離；所述第一電感端與信號放大與整型電路連接，另一端與光耦連接； 第二電感一端與信號放大與整型電路連接，另一端通過電阻與第二三極管的基極連接; 光耦的輸入端與電壓比較電路連接； 第二三極管的基極通過電阻連接到光耦輸出端，且通過第二十三電阻連接到第二電感；源極連接到狀態(tài)輸出電路與穩(wěn)壓二極管的一個并聯(lián)點后連接到引腳插座的第二引腳，且通過一個電阻連 接到光耦與第一電感的連接點以及引腳插座的第一引腳；發(fā)射極連接到第二十三電阻與第二電感的連接點，且在連接狀態(tài)輸出電路與穩(wěn)壓二極管的另一個并聯(lián)點后連接到引腳插座的第三引腳。
6.如權利要求5所述的高靈敏度觸摸電路，其特征在于，引腳插座的第一引腳、第二引腳、第三引腳分別為電源、信號輸出端、0V。
7.如權利要求1所述的高靈敏度觸摸電路，其特征在于，所述觸摸片尺寸為IOOmmX IOOmm0
【文檔編號】H03K17/96GK203691372SQ201420031807
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權日:2014年1月20日
【發(fā)明者】孫傳倫, 陳濤 申請人:自貢市摯誠科技有限公司