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CN111837044A - 电容检测电路、触控芯片、触摸检测装置及电子设备 - Google Patents

电容检测电路、触控芯片、触摸检测装置及电子设备 Download PDF

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CN111837044A CN202080001613.0A CN202080001613A CN111837044A CN 111837044 A CN111837044 A CN 111837044A CN 202080001613 A CN202080001613 A CN 202080001613A CN 111837044 A CN111837044 A CN 111837044A
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Abstract

本申请提供一种电容检测电路、触控芯片、触摸检测装置及电子设备。本申请提供的电容检测电路，通过将运算放大器的第一输入端连配置为预设电压，利用运算放大器的两个输入端电压相同的特征，从而使得通过运算放大器的第二输入端将触控传感器中的输出电压配置为预设电压，通过改变打码电压驱动的位置，以用同样的电路实现互容与自容检测。此外，将运算放大器输出的单路电流信号复制成多路电流信号后，再利用电流减法电路确定相邻两个通道所输出的电流信号的差分信号，并将差分信号通过电荷放大电路转化为电压，以实现能够同时读取全通道互容差分信号，最后，在进行模数转化后，通过处理电路来确定触控传感器中各个电容器的电容值。

Description

电容检测电路、触控芯片、触摸检测装置及电子设备
技术领域
本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种电容检测电路、触控芯片、触摸检测装置及电子设备。
背景技术
随着电子技术的快速发展，电容式传感器在触控智能终端(例如：手机，平板，电脑等智能移动终端)中具有广泛的应用前景。
在电容式传感器中，电容值会随触摸而改变，通过电容检测电路，电容值的改变被读取出来，从而使得智能终端可以判断用户的操作，从而达到更好的人机交互体验。
然而，随着智能终端所应用的屏幕尺寸增加和屏体技术的更新，触摸屏幕电容值也在增大，在更大的电容值下，如何实现电容检测是当前亟需解决的问题。
发明内容
本申请提供一种电容检测电路、触控芯片、触摸检测装置及电子设备，以解决电容检测的问题。
第一方面，本申请提供一种电容检测电路，包括：运算放大器、电流信号复制电路、电流减法电路、电荷放大电路、模数转换电路以及处理电路；
所述运算放大器的第一输入端用于输入预设电压；
所述运算放大器的第二输入端用于将触控传感器中的输出电压配置为所述预设电压；
所述运算放大器的输出端与所述电流信号复制电路的输入端连接；
所述电流信号复制电路的输出端与所述电流减法电路的输入端连接，所述电流减法电路用于确定相邻两个通道所输出的电流信号的差分信号；
所述电流减法电路的输出端与所述电荷放大电路连接，所述电荷放大电路用于将所述差分信号转化为电压，并对所述电压进行放大后输入至所述模数转换电路，以在进行模数转化后，通过所述处理电路确定触摸位置。
在一种可能的设计中，当所述预设电压为固定电压时，所述运算放大器的第二输入端用于将所述的输出电压配置为所述固定电压，以使流经耦合电容的电流信号全部流入所述运算放大器的第二输入端，所述耦合电容为感应电极与驱动电极之间的电容；或者，
当所述预设电压为自容打码电压时，所述运算放大器的第二输入端用于将所述的输出电压配置为所述自容打码电压，以使流经感应电容的电流信号全部流入所述运算放大器的第二输入端。
在一种可能的设计中，所述运算放大器的第一输入端连接有第二开关；
当所述第二开关位于第一状态时，所述运算放大器的第一输入端与固定电压输入端连接；
当所述第二开关位于第二状态时，所述运算放大器的第一输入端与自容打码电压输入端连接。
在一种可能的设计中，所述的电容检测电路，还包括：第一开关；
所述第一开关用于选择驱动通道的检测打码电压；
当所述第一开关位于第一状态时，所述检测打码电压为互容打码电压，对应的，所述预设电压为所述固定电压；
当所述第一开关位于第二状态时，所述检测打码电压为自容打码电压，对应的，所述预设电压为所述自容打码电压。
在一种可能的设计中，当所述第一开关位于所述第二状态时，另一个运算放大器的第一输入端与所述自容打码电压输入端连接，所述另一个运算放大器的第二输入端用于向所述驱动通道输出所述自容打码电压。
在一种可能的设计中，所述电流信号复制电路为电流镜复制电路或PMOS管复制电路。
在一种可能的设计中，所述电流镜复制电路包括第一电流镜、第二电流镜以及第三电流镜；
所述第一电流镜的输入端与第一场效晶体管的集电极连接，所述第一场效晶体管的栅极与所述运算放大器的输出端连接，所述第一场效晶体管的源极与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地；
所述第一电流镜的输出端分别与所述第二电流镜以及所述第三电流镜的输入端连接，以使所述第二电流镜的输出端以及所述第三电流镜的输出端所输出的电流均与所述第一电流镜输入端的电流相同。
在一种可能的设计中，所述PMOS管复制电路包括第一PMOS管、第二PMOS管以及第三PMOS管；
所述第一PMOS管的栅极与所述运算放大器的输出端连接，所述第一PMOS管的集电极与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地；
所述第二PMOS管的栅极以及所述第三PMOS管的栅极分别与所述第一PMOS管的栅极连接，以使第二PMOS管的集电极以及所述第三PMOS管的集电极所输出的电流均与所述第一PMOS管输入栅极的电流相同。
在一种可能的设计中，所述电流减法电路为电流减法器电路或者输入共模控制电路。
在一种可能的设计中，所述电荷放大电路为可编程增益放大PGA电路或积分器电路连接。
第二方面，本申请还提供一种触控芯片，包括：第一方面中任一可选的电容检测电路。
第三方面，本申请还提供一种触摸检测装置，包括：第一方面中任一可选的电容检测电路，所述触摸检测装置根据所述电容检测电路所确定的各个电容器的电容值，以确定触发位置。
第四方面，本申请还提供一种电子设备，包括：如第三方面中所述的触摸检测装置。
本申请提供的电容检测电路、触控芯片、触摸检测装置及电子设备，通过将运算放大器的第一输入端连配置为预设电压，利用运算放大器的两个输入端电压相同的特征，从而使得通过运算放大器的第二输入端将触控传感器中的输出电压配置为预设电压，以在进行互容检测时，将预设电压设置为固定电压，以固定感应电容上极板电压，从而使得流经耦合电容的电流信号全部流入所述运算放大器的第二输入端，以防止从耦合电容通过的电流信号在相应感应电容上的信号量损失。此外，当进行自容检测时，将预设电压设置为自容打码电压，以将感应电容上极板电压同步为自容打码电压，从而使得流经感应电容的电流信号全部流入所述运算放大器的第二输入端，以防止从感应电容通过的电流信号在相应耦合电容上的信号量损失。可见，本实施例提供的电容检测电路可以通过改变打码电压驱动的位置，以用同样的电路实现互容与自容检测。此外，通过运算放大器的输出端与电流信号复制电路的输入端连接，以将运算放大器输出的单路电流信号复制成多路电流信号后，再利用电流减法电路确定相邻两个通道所输出的电流信号的差分信号，并将差分信号通过电荷放大电路转化为电压，以及对该电压进行放大后供ADC采样输出，以实现能够同时读取全通道互容差分信号，并且不损失刷新率。最后，在进行模数转化后，通过处理电路来确定触摸位置。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A-1B为现有技术中提供的一种电容检测电路的结构示意图；
图2为现有技术中提供的另一种电容检测电路的结构示意图；
图3为本申请一实施例提供的电容检测电路的结构示意图；
图4为图3所示实施例的电容检测电路另一工作状态结构示意图；
图5为本申请另一实施例提供的电容检测电路的结构示意图；
图6为图5所示实施例的电容检测电路另一工作状态结构示意图；
图7为本申请再一实施例提供的电容检测电路的结构示意图；
图8为图7所示实施例的电容检测电路另一工作状态结构示意图。
通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
随着电子技术的快速发展，电容式传感器在触控智能终端(例如：手机，平板，电脑等智能移动终端)中具有广泛的应用前景。在电容式传感器中，电容值会随触摸而改变，通过电容检测电路，电容值的改变被读取出来，从而使得智能终端可以判断用户的操作，从而达到更好的人机交互体验。然而，随着智能终端所应用的屏幕尺寸增加和屏体技术的更新，触摸屏幕电容值也在增大，在更大的电容值下，如何实现电容检测是当前亟需解决的问题。
而为了加大电容变化量测量的灵敏度，输入到触摸屏电容的电压选取也往往需要更大。在电容变化量信号变大的同时，检测到的触摸屏本身的电容信号量也同样需要变大。同时，为了提高信噪比，在互容检测时往往是需要同时读取多路互容。在这种条件下，读取电路很容易饱和。而为防止读取电路饱和，则需要更高的电路动态范围，这将会导致功耗成倍的增加。
另一方面，由于触摸屏与显示屏距离越来越近，且触摸屏本身电容的增大会耦合更大的显示屏干扰，而这部分干扰也会使得前端电路饱和。若要避免前端电路饱和，同样需要更大的动态范围，这不但会增大成倍的功耗，而且也会使大部分读取并且存储的数据是对人机交互应用无用的干扰信号，或者是屏幕本身的大电容信号。而在现有技术中，为了达到更高的读取电路以及存储有效信息的效率，需要规避大动态范围的需求。
其中，图1A-1B为现有技术中提供的一种电容检测电路的结构示意图，如图1A-图1B所示，电容触控系统可以包括驱动通道层(TX层)以及感应通道层(RX层)。TX层包括多个TX通道，而TX通道对地的驱动电容，可以包括：CTX1、CTX2、CTX3等。RX层包括多个RX通道，而RX通道对地的感应电容，例如：CRX1、CRX2、CRX3等。在CTX1与CRX1之间存在有互容电容CM1、在CTX1与CRX2之间存在有互容电容CM2、在CTX1与CRX3之间存在有耦合电容CM3。
具体的，采用相邻读取通道全差分的电路前端，这种电路在差分的正负两端分别接相邻的触摸屏电容，通过差分的运放去放大两端差模的电流或者电荷，而抑制共模的信号、干扰以及噪声。其中，由于相邻通道受到显示器干扰是基本一样的，而且相邻通道所对应的触摸屏本身的电容相近，那么显示器的干扰和触摸屏本身的电容信号就会作为共模而得到有效的抑制，读取电路的动态范围的要求也就降低了很多。但是，由于这种差分电路要求相邻通道同时读取，但是，继续参照图1A-图1B，在Φ1状态下，RX2通道只能与一侧相邻的RX1通道做差分，而另一侧相邻的RX3通道，需要在Φ2状态下才能做差分，因此，该方法往往需要分时做两次差分(即Φ1状态和Φ2状态)以获得所有相邻通道的差，从而保存并且还原所有通道的电容变化量。但分时读取会损失一半触摸屏信号读取的刷新率，所以在高刷新率的智能设备中是不可接受的。
而为了保证刷新率不会降低，需要同时做所有通道的差分读取的方式，图2为现有技术中提供的另一种电容检测电路的结构示意图。如图2所示，这是一种检测互容信号量变化的电路。TX端打码产生的电流信号i＝VTXsCM通过电流镜被复制两路，并分别接到相邻的读取通道，其中，s为耦合电容的角频率，参照图2，CM可以为耦合电容CM1的电容值、或耦合电容CM2的电容值、或耦合电容CM3的电容值。然后，对于相邻通道的电流则可以同时相减，这样可以同时读取所有通道的差分信号，从而得到所有通道的差分信号用于每个通道单端信号量的还原或者触摸检测的定位。
但是，继续参照图2，这个电路检测到的信号量会远小于i＝VTXsCM，因为不同于传统的驱动电容CRX上极板接运放的结构，这里产生的总电流i＝VTXsCM会被分到驱动电容CRX上，而在越来越大的触摸屏上，CRX也越来越大，阻抗1/(sCRX)则越小，所以会有更多的电流从驱动电容CRX流走，而并没有进入到电流镜的通路，这样导致明显的信号量损失。
针对上述存在的各个问题，本发明实施例提供一种电容检测电路，以通过将运算放大器的第一输入端配置为预设电压，利用运算放大器的两个输入端电压相同的特征，从而使得通过运算放大器的第二输入端将触控传感器中的输出电压配置为预设电压，以在进行互容检测时，将预设电压设置为固定电压，以固定感应电容上极板电压，从而使得流经耦合电容的电流信号全部流入所述运算放大器的第二输入端，以防止从耦合电容通过的电流信号在相应感应电容上的信号量损失。此外，当进行自容检测时，将预设电压设置为自容打码电压，以将感应电容上极板电压同步为自容打码电压，从而使得流经感应电容的电流信号全部流入所述运算放大器的第二输入端，以防止从感应电容通过的电流信号在相应耦合电容上的信号量损失。可见，本实施例提供的电容检测电路可以通过改变打码电压驱动的位置，以用同样的电路实现互容与自容检测。此外，通过运算放大器的输出端与电流信号复制电路的输入端连接，以将运算放大器输出的单路电流信号复制成多路电流信号后，再利用电流减法电路确定相邻两个通道所输出的电流信号的差分信号(电流差信号)电流差信号，，并将差分信号电流差信号通过电荷放大电路转化为电压，以及对该电压进行放大后供ADC采样输出，以实现能够同时读取全通道互容差分信号，并且不损失刷新率。最后，在进行模数转化后，通过处理电路来确定触摸位置。
图3为本申请一实施例提供的电容检测电路的结构示意图。如图3所示，本实施例提供的电容检测电路，包括：运算放大器、电流信号复制电路、电流减法电路、电荷放大电路、模数转换电路以及处理电路。其中，运算放大器的第一输入端用于输入预设电压，其中，预设电压为固定电压或者自容打码电压。运算放大器的第二输入端用于将触控传感器中的输出电压配置为预设电压，以使流经耦合电容或者感应电容的电流信号全部流入运算放大器的第二输入端，耦合电容为感应电极与驱动电极之间的电容。
而运算放大器的输出端与电流信号复制电路的输入端连接，电流信号复制电路用于将运算放大器输出的单路电流信号复制成多路电流信号。而电流信号复制电路的其中一个输出端与电流减法电路的输入端连接，电流减法电路用于确定相邻两个通道所输出的电流信号的差分信号。此外，电流减法电路的输出端与电荷放大电路连接，电荷放大电路用于将差分信号转化为电压，并对电压进行放大后输入至模数转换电路，以在进行模数转化后，通过处理电路确定所述触控传感器中各个电容器的电容值。
在本实施例中，通过将运算放大器的第一输入端连配置为预设电压，利用运算放大器的两个输入端电压相同的特征，从而使得通过运算放大器的第二输入端将触控传感器中的输出电压配置为预设电压，以在进行互容检测时，将预设电压设置为固定电压，以固定感应电容上极板电压，从而使得流经耦合电容的电流信号全部流入所述运算放大器的第二输入端，以防止从耦合电容通过的电流信号在相应感应电容上的信号量损失。此外，当进行自容检测时，将预设电压设置为自容打码电压，以将感应电容上极板电压同步为自容打码电压，从而使得流经感应电容的电流信号全部流入所述运算放大器的第二输入端，以防止从感应电容通过的电流信号在相应耦合电容上的信号量损失。可见，本实施例提供的电容检测电路可以通过改变打码电压驱动的位置，以用同样的电路实现互容与自容检测。此外，通过运算放大器的输出端与电流信号复制电路的输入端连接，以将运算放大器输出的单路电流信号复制成多路电流信号后，再利用电流减法电路确定相邻两个通道所输出的电流信号的差分信号，并将差分信号通过电荷放大电路转化为电压，以及对该电压进行放大后供ADC采样输出，以实现能够同时读取全通道互容差分信号，并且不损失刷新率。最后，在进行模数转化后，通过处理电路来确定物体在触摸屏上的触摸位置。
其中，在触控传感器中，驱动通道对地的驱动电容，可以包括：第一驱动电容CTX1、第二驱动电容CTX2(图中未示出)、第三驱动电容CTX3(图中未示出)等。感应通道对地的感应电容，可以包括：第一感应电容CRX1、第二感应电容CRX2、第三感应电容CRX3等。而在驱动电极和感应电极之间耦合有的耦合电容，，可以包括：耦合在第一驱动电极与第一感应电极之间的第一耦合电容CM1、耦合在第一驱动电极与第二感应电极之间的第二耦合电容CM2、耦合在第一驱动电极与第三感应电极之间的第一耦合电容CM3等。
其中，为了实现同时做所有通道的差分读取，需要对任意相邻的两个通道做差分处理。为了能够对本实施例提供的电容检测电路的互容检测原理进行说明，可以选取一个驱动电容(例如：第一驱动电容CTX1，所有第一驱动电容CTX1并联后形成一个TX通道的电容)以及三个感应电容(第一感应电容CRX1、第二感应电容CRX2、第三感应电容CRX3)的检测电路进行示例性说明。
具体的，参照图3所示，在触摸传感器的驱动通道，例如：第一驱动电容CTX1与第一耦合电容CM1之间的位置与互容打码电压输入端VTX连接，第一驱动电容CTX1与第二耦合电容CM2之间与互容打码电压输入端VTX连接，第一驱动电容CTX1与第三耦合电容CM3之间与互容打码电压输入端VTX连接。
第一感应电容CRX1与第一耦合电容CM1之间的位置与第一运算放大器A1的第二输入端(例如：负极输入端)连接，第一运算放大器A1的第一输入端(例如：正极输入端)与固定电压输入端VCM连接，由于第一运算放大器A1的两个输入端电压相同，则第一感应电容CRX1与第一耦合电容CM1之间的电压VRX1为VCM。其中，值得说明的，固定电压输入端VCM的电压大小可以根据电流信号复制电路中的器件特性以及输出的电流大小进行确定，通常可以为触控芯片驱动电压的一半左右。
第二感应电容CRX2与第二耦合电容CM2之间的位置与第二运算放大器A2的第二输入端(例如：负极输入端)连接，第二运算放大器A2的第一输入端(例如：正极输入端)与固定电压输入端VCM连接，由于第二运算放大器A2的两个输入端电压相同，则第二感应电容CRX2与第二耦合电容CM2之间的电压VRX2为VCM。
第三感应电容CRX3与第三耦合电容CM3之间与第三运算放大器A3的第二输入端(例如：负极输入端)连接，第三运算放大器A3的第三输入端(例如：正极输入端)与固定电压输入端VCM连接，由于第三运算放大器A3的两个输入端电压相同，则第三感应电容CRX3与第三耦合电容CM3之间的电压VRX3为VCM。
可见，第一感应电容CRX1、第二感应电容CRX2以及第三感应电容CRX3的极板电压均固定为VCM。因此，第一感应电容CRX1不会分第一耦合电容CM1过来的电流，第二感应电容CRX2不会分第二耦合电容CM2过来的电流，第三感应电容CRX3不会分第三耦合电容CM3过来的电流。
而第一运算放大器A1的输出端与第一电流信号复制电路101的输入端连接，第一电流信号复制电路101用于将第一运算放大器A1输出的单路电流信号复制成多路电流信号。第二运算放大器A2的输出端与第二电流信号复制电路102的输入端连接，第二电流信号复制电路102用于将第二运算放大器A2输出的单路电流信号复制成多路电流信号。第三运算放大器A3的输出端与第三电流信号复制电路103的输入端连接，第三电流信号复制电路103用于将第三运算放大器A3输出的单路电流信号复制成多路电流信号。
然后，相邻两个通道对应的电流信号复制电路的输出端与电流减法电路的输入端连接，例如：将第一电流信号复制电路101的输出端输出的其中一路电流信号与第二电流信号复制电路102的输出端输出的其中一路电流信号输入至第一电流减法电路104中，以确定第一耦合电容CM1所在通道所输出的电流信号与第二耦合电容CM2所在通道所输出的电流信号的差分信号。
同理，第二电流信号复制电路102的输出端输出的其中一路电流信号与第三电流信号复制电路103的输出端输出的其中一路电流信号输入至第二电流减法电路105中，以确定第二耦合电容CM2所在通道所输出的电流信号与第三耦合电容CM3所在通道所输出的电流信号的差分信号。
在电流减法电路的输出端输出相邻通道之间差分信号之后，将差分信号输入至电荷放大电路106，以使电荷放大电路106将差分信号转化为电压，并对电压进行放大，以供模拟/数字转换器(Analog-to-Digital Converter，简称ADC)107采样输出。其中，电荷放大电路106可以为可编程增益放大(Programmable Gain Amplifier，简称PGA)电路或积分器电路。在进行模数转化后，通过处理电路108确定触控传感器中各个电容器的电容值，从而根据确定的各个电容器的电容值，以确定触发位置。
可见，通过将驱动电容与耦合电容之间与互容打码电压输入端进行连接，感应电容与耦合电容之间与运算放大器的第二输入端存在连接，并将运算放大器的第一输入端与固定电压输入端建立连接，利用运算放大器的两个输入端电压相同的特征，以固定感应电容上极板电压，从而防止从耦合电容通过的电流信号在相应感应电容上的信号量损失。此外，通过运算放大器的输出端与电流信号复制电路的输入端连接，以将运算放大器输出的单路电流信号复制成多路电流信号后，再利用电流减法电路确定相邻两个通道所输出的电流信号的差分信号，并将差分信号通过电荷放大电路转化为电压，以及对该电压进行放大后供ADC采样输出，以实现能够同时读取全通道互容差分信号，并且不损失刷新率。
继续参照图3，第一驱动电容CTX1与第一耦合电容CM1之间的位置还可以连接有第一开关S1，第一开关用于选择驱动通道的检测打码电压。在互容检测时，第一开关S1位于第一状态，此时，第一驱动电容CTX1与第一耦合电容CM1之间的位置与互容打码电压输入端VTX连接，第一驱动电容CTX1与第二耦合电容CM2之间的位置与互容打码电压输入端VTX连接，第一驱动电容CTX1与第三耦合电容CM3之间的位置与互容打码电压输入端VTX连接。则加在第一驱动电容CTX1电极上的互容打码电压VTX产生通过第一耦合电容CM1、第二耦合电容CM2、第三耦合电容CM3的电流分别是i1＝VTXs CM1，i2＝VTXs CM2，i3＝VTXs CM3。
而第一运算放大器A1的第一输入端连接有第二开关S2，当第二开关S2位于第一状态时，第一运算放大器A1的第一输入端与固定电压输入端VCM连接。第二运算放大器A2的第一输入端连接有第二开关S2，当第二开关S2位于第一状态时，第二运算放大器A2的第一输入端与固定电压输入端VCM连接。第三运算放大器A3的第一输入端连接有第二开关S2，当第二开关S2位于第一状态时，第三运算放大器A3的第一输入端与固定电压输入端VCM连接。
由于运算放大器的两个输入端电压相同，则第一感应电容CRX1、第二感应电容CRX2以及第三感应电容CRX3的极板电压均固定为VCM。因此，第一感应电容CRX1不会分第一耦合电容CM1过来的电流，第二感应电容CRX2不会分第二耦合电容CM2过来的电流，第三感应电容CRX3不会分第三耦合电容CM3过来的电流。
而上述的电流信号复制电路可以为电流镜复制电路，具体的，每个电流镜复制电路包括第一电流镜、第二电流镜以及第三电流镜。其中，第一电流镜的输入端与第一场效晶体管的集电极连接，第一场效晶体管的栅极与第一运算放大器A1的输出端连接，第一场效晶体管的源极与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端接地，并且，第一电流镜的驱动端连接芯片的驱动电压。第一电流镜的输出端分别与第二电流镜以及第三电流镜的输入端连接，以使第二电流镜的输出端以及第三电流镜的输出端所输出的电流均与第一电流镜输入端的电流相同。
所以流过第一电流信号复制电路101的电流为ICM1＝VCM/R1-VTXsCM1。同理，流过第二电流信号复制电路102的电流为ICM2＝VCM/R2-VTXsCM2，流过第三电流信号复制电路103的电流为ICM3＝VCM/R3-VTXsCM3。
电流镜上的电流被分别复制1倍或者可调的N倍数后，两个差分通道(例如：第一耦合电容CM1所在通道与第二耦合电容CM2所在通道)的电流通过电流减法电路(例如：NMOS管)相减后为：ICM1-ICM2＝N(VTXsCM2-VTXsCM1)。另外两个差分通道(例如：第二耦合电容CM2所在通道与第三耦合电容CM3所在通道)的电流通过电流减法电路相减后为：ICM2-ICM3＝N(VTXsCM3-VTXsCM2)。
由于第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3相同，并且，通常情况下手指无触摸时各个通道的耦合电容(例如：第一耦合电容CM1、第二耦合电容CM2、第三耦合电容CM3)相同。则ICM1-ICM2＝N(VTXsCM2-VTXsCM1)＝0，ICM2-ICM3＝N(VTXsCM3-VTXsCM2)＝0。
但是，若手指触摸在第一驱动电容CTX1所在通道TX1与第二感应电容CRX2所在通道RX2的交界处，则第二耦合电容CM2会变小ΔCM，但是，其他通道对应的耦合电容保持不变。则此时，ICM1-ICM2＝-NVTXsΔCM，相应的，ICM2-ICM3＝NVTXsΔCM。差分信号ICM1-ICM2，ICM2-ICM3进入电荷放大电路转成电压，并放大以供ADC采样输出。
此外，由于触摸屏所匹配的第一耦合电容CM1、第二耦合电容CM2、第三耦合电容CM3也可能会有略微不同，此时，可通过调节第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3来微调电流，以实现在没有手指触摸时将差分电流校准到0。但是，在实际电路中，由于电阻的调节不可连续性，较难将在没有手指触摸时将差分电流校准到0，也可以是将在没有手指触摸时将差分电流校准预设的要求范围之内即可。
图4为图3所示实施例的电容检测电路另一工作状态结构示意图。如图4所示，在自容检测时，第一开关S1位于第二状态时，第一开关S1打到另一电压输入端VTX1，此时，第一驱动电容CTX1与第一耦合电容CM1之间的位置与自容打码电压输入端VDRV连接，第一驱动电容CTX1与第二耦合电容CM2之间的位置与自容打码电压输入端VDRV连接，第一驱动电容CTX1与第三耦合电容CM3之间的位置与自容打码电压输入端VDRV连接。可选的，当第一开关S1位于第二状态时，第一驱动电容CTX1与第一耦合电容CM1之间的位置与第四运算放大器A4的第二输入端连接，第四运算放大器A4的第一输入端与自容打码电压输入端VDRV连接。
并且，第一运算放大器A1的第一输入端的第二开关S2也打到第二状态，此时，第一运算放大器A1的第一输入端与自容打码电压输入端VDRV连接。第二运算放大器A2的第一输入端的第二开关S2也打到第二状态，此时，第二运算放大器A2的第一输入端与自容打码电压输入端VDRV连接。第三运算放大器A3的第一输入端的第二开关S2也打到第二状态，此时，第三运算放大器A3的第一输入端与自容打码电压输入端VDRV连接。
由于运算放大器的两个输入端电压相同，第一运算放大器A1、第二运算放大器A2、第三运算放大器A3的第二输入端均选择自容打码电压VDRV，第一运算放大器A1、第二运算放大器A2、第三运算放大器A3的第一输入端的电压VRX1，VRX2，VRX3会跟随自容打码电压VDRV。因此，第一感应电容CRX1、第二感应电容CRX2以及第三感应电容CRX3上的电流分别为i1＝VDRVsCRX1，i2＝VDRVsCRX2，i3＝VDRVsCRX3。由于TX1电极切换到VTX1，且与RX1一样跟随自容打码电压VDRV的电压变化，那么第一耦合电容CM1的两端电极电压一样，从而不会产生流过第一感应电容CRX1上的电流，以影响电流镜上的信号。同理，第二耦合电容CM2的两端电极电压一样，从而不会产生流过第二感应电容CRX2上的电流，第三耦合电容CM3的两端电极电压一样，不会产生流过第三感应电容CRX3上的电流。
电流镜上的电流被分别复制1倍或者可调的N倍数后，两个差分通道(例如：第一感应电容CRX1所在通道与第二感应电容CRX2所在通道)的电流通过电流减法电路相减后为：ICM1-ICM2＝N(VDRVs CRX1-VDRVs CRX2)。另外两个差分通道(例如：第二感应电容CRX2所在通道与第三感应电容CRX3所在通道)的电流通过电流减法电路相减后为：ICM2-ICM3＝N(VDRVsC RX2-VDRVsC RX3)。
在没有手指触摸时，ICM1-ICM2＝0，ICM2-ICM3＝0。但是，若手指触摸到通道RX2，则第二感应电容CRX2变大ΔCS,那么ICM1-ICM2＝-NVDRVsΔCS，相应的，ICM2-ICM3＝NVDRVsΔCS。电流差ICM1-ICM2，ICM2-ICM3进入电荷放大电路转成电压，并放大以供ADC采样输出。
可见，在本实施例中，通过在驱动电容与耦合电容之间的位置连接第一开关，在第一运算放大器的第一输入端连接第二开关，通过切换第一开关以及第二开关的开关状态，以使得开关在处于第一状态时，驱动电容与耦合电容之间与互容打码电压输入端连接，而运算放大器的第一输入端与固定电压输入端连接，从而实现电路互容检测，并且在开关在处于第二状态时，驱动电容与耦合电容之间与自容打码电压输入端连接，运算放大器的第一输入端也与自容打码电压输入端连接，从而实现电路自容检测，简而言之，本实施提供的电容检测电路通过改变开关的位置，从而改变打码电压驱动的位置，以用同样的电路实现互容与自容检测。
图5为本申请另一实施例提供的电容检测电路的结构示意图。如图5所示，在本实施例提供的电容检测电路中，可以选取一个驱动电容(第一驱动电容CTX1)以及三个感应电容(第一感应电容CRX1、第二感应电容CRX2、第三感应电容CRX3)的检测电路进行示例性说明。
具体的，参照图5所示，第一驱动电容CTX1与第一耦合电容CM1之间的位置与互容打码电压输入端VTX连接，第一驱动电容CTX1与第二耦合电容CM2之间的位置与互容打码电压输入端VTX连接，第一驱动电容CTX1与第三耦合电容CM3之间的位置与互容打码电压输入端VTX连接。
第一感应电容CRX1与第一耦合电容CM1之间的位置与第一运算放大器A1的第二输入端(例如：负极输入端)连接，第一运算放大器A1的第一输入端(例如：正极输入端)与固定电压输入端VCM连接，由于第一运算放大器A1的两个输入端电压相同，则第一感应电容CRX1与第一耦合电容CM1之间的电压VRX1为VCM。
第二感应电容CRX2与第二耦合电容CM2之间的位置与第二运算放大器A2的第二输入端(例如：负极输入端)连接，第二运算放大器A2的第一输入端(例如：正极输入端)与固定电压输入端VCM连接，由于第二运算放大器A2的两个输入端电压相同，则第二感应电容CRX2与第二耦合电容CM2之间的电压VRX2为VCM。
第三感应电容CRX3与第三耦合电容CM3之间与第三运算放大器A3的第二输入端(例如：负极输入端)连接，第三运算放大器A3的第三输入端(例如：正极输入端)与固定电压输入端VCM连接，由于第三运算放大器A3的两个输入端电压相同，则第三感应电容CRX3与第三耦合电容CM3之间的电压VRX3为VCM。
第一驱动电容CTX1与第一耦合电容CM1之间连接有第一开关S1，在互容检测时，第一开关S1位于第一状态，此时，第一驱动电容CTX1与第一耦合电容CM1之间与互容打码电压输入端VTX连接，第一驱动电容CTX1与第二耦合电容CM2之间与互容打码电压输入端VTX连接，第一驱动电容CTX1与第三耦合电容CM3之间与互容打码电压输入端VTX连接。则加在第一驱动电容CTX1电极上的互容打码电压VTX产生通过第一耦合电容CM1、第二耦合电容CM2、第三耦合电容CM3的电流分别是i1＝VTXs CM1，i2＝VTXs CM2，i3＝VTXs CM3。
而第一运算放大器A1的第一输入端连接有第二开关S2，当第二开关S2位于第一状态时，第一运算放大器A1的第一输入端与固定电压输入端VCM连接。第二运算放大器A2的第一输入端连接有第二开关S2，当第二开关S2位于第一状态时，第二运算放大器A2的第一输入端与固定电压输入端VCM连接。第三运算放大器A3的第一输入端连接有第二开关S2，当第二开关S2位于第一状态时，第三运算放大器A3的第一输入端与固定电压输入端VCM连接。
由于运算放大器的两个输入端电压相同，则第一感应电容CRX1、第二感应电容CRX2以及第三感应电容CRX3的极板电压均固定为VCM。因此，第一感应电容CRX1不会分第一耦合电容CM1过来的电流，第二感应电容CRX2不会分第二耦合电容CM2过来的电流，第三感应电容CRX3不会分第三耦合电容CM3过来的电流。
而上述的电流信号复制电路可以为电流镜复制电路，具体的，每个电流镜复制电路包括第一电流镜、第二电流镜以及第三电流镜。其中，第一电流镜的输入端与第一场效晶体管的集电极连接，第一场效晶体管的栅极与第一运算放大器A1的输出端连接，第一场效晶体管的源极与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端接地，并且，第一电流镜的驱动端连接芯片的驱动电压。第一电流镜的输出端分别与第二电流镜以及第三电流镜的输入端连接，以使第二电流镜的输出端以及第三电流镜的输出端所输出的电流均与第一电流镜输入端的电流相同。
所以流过第一电流信号复制电路101的电流为ICM1＝VCM/R1-VTXsCM1。同理，流过第二电流信号复制电路102的电流为ICM2＝VCM/R2-VTXsCM2，流过第三电流信号复制电路103的电流为ICM3＝VCM/R3-VTXsCM3。
PMOS管上的电流被分别复制1倍或者可调的N倍数后，两个差分通道(例如：第一耦合电容CM1所在通道与第二耦合电容CM2所在通道)的电流通过电流减法电路相减后为：ICM1-ICM2＝N(VTXsCM2-VTXsCM1)。另外两个差分通道(例如：第二耦合电容CM2所在通道与第三耦合电容CM3所在通道)的电流通过电流减法电路相减后为：ICM2-ICM3＝N(VTXsCM3-VTXsCM2)。
其中，上述的电流减法电路可以为输入共模控制电路CCA，其中，共模控制电路CCA可用于吸收共模电流，余下的差模电流通过差分的电荷放大器，在本实施例中，可以采用全差分的电荷放大器，两个差分通道的电流从全差分电荷放大器的正、负两端流入。
由于第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3相同，并且，通常情况下手指无触摸时各个通道的耦合电容(例如：第一耦合电容CM1、第二耦合电容CM2、第三耦合电容CM3)相同。则ICM1-ICM2＝N(VTXsCM2-VTXsCM1)＝0，ICM2-ICM3＝N(VTXsCM3-VTXsCM2)＝0。
但是，若手指触摸在第一驱动电容CTX1所在通道TX1与第二感应电容CRX2所在通道RX2的交界处，则第二耦合电容CM2会变小ΔCM，但是，其他通道对应的耦合电容保持不变。则此时，ICM1-ICM2＝-NVTXsΔCM，相应的，ICM2-ICM3＝NVTXsΔCM。差分信号ICM1-ICM2，ICM2-ICM3进入电荷放大电路转成电压，并放大以供ADC采样输出。在进行模数转化后，通过处理电路确定触控传感器中各个电容器的电容值，从而根据确定的各个电容器的电容值，以确定触发位置。
此外，由于触摸屏所匹配的第一耦合电容CM1、第二耦合电容CM2、第三耦合电容CM3也可能会略微不同，此时，可通过调节第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3来微调电流，以实现在没有手指触摸时将差分电流校准到0。
图6为图5所示实施例的电容检测电路另一工作状态结构示意图。如图6所示，在自容检测时，第一开关S1位于第二状态时，第一开关S1打到另一电压输入端VTX1，此时，第一驱动电容CTX1与第一耦合电容CM1之间与自容打码电压输入端VDRV连接，第一驱动电容CTX1与第二耦合电容CM2之间与自容打码电压输入端VDRV连接，第一驱动电容CTX1与第三耦合电容CM3之间与自容打码电压输入端VDRV连接。可选的，当第一开关位于第二状态S1时，第一驱动电容CTX1与第一耦合电容CM1之间与第四运算放大器A4的第二输入端连接，第四运算放大器A4的第一输入端与自容打码电压输入端VDRV连接。
并且，第一运算放大器A1的第一输入端的第二开关S2也打到第二状态，此时，第一运算放大器A1的第一输入端与自容打码电压输入端VDRV连接。第二运算放大器A2的第一输入端的第二开关S2也打到第二状态，此时，第二运算放大器A2的第一输入端与自容打码电压输入端VDRV连接。第三运算放大器A3的第一输入端的第二开关S2也打到第二状态，此时，第三运算放大器A3的第一输入端与自容打码电压输入端VDRV连接。
由于运算放大器的两个输入端电压相同，第一运算放大器A1、第二运算放大器A2、第三运算放大器A3的第二输入端均选择自容打码电压VDRV，第一运算放大器A1、第二运算放大器A2、第三运算放大器A3的第一输入端的电压VRX1，VRX2，VRX3会跟随自容打码电压VDRV。因此，第一感应电容CRX1、第二感应电容CRX2以及第三感应电容CRX3上的电流分别为i1＝VDRVsCRX1，i2＝VDRVsCRX2，i3＝VDRVsCRX3。由于TX1电极切换到VTX1，且与RX1一样跟随自容打码电压VDRV的电压变化，那么第一耦合电容CM1的两端电极电压一样，不会产生流过第一感应电容CRX1上的电流，以影响电流镜上的信号。同理，第二耦合电容CM2的两端电极电压一样，不会产生流过第二感应电容CRX2上的电流，第三耦合电容CM3的两端电极电压一样，不会产生流过第三感应电容CRX3上的电流。
电流镜上的电流被分别复制1倍或者可调的N倍数后，两个差分通道(例如：第一感应电容CRX1所在通道与第二感应电容CRX2所在通道)的电流通过共模控制电路CCA吸收共模电流后为：ICM1-ICM2＝N(VDRVs CRX1-VDRVs CRX2)。另外两个差分通道(例如：第二感应电容CRX2所在通道与第三感应电容CRX3所在通道)的电流通过共模控制电路CCA吸收共模电流后为：ICM2-ICM3＝N(VDRVsC RX2-VDRVsC RX3)。其中，图6所示的共模控制电路CCA在吸收共模电流后输出的差分信号相比于图4所示的电流减法器电路直接对两路电流相减所输出的差分信号具有更低噪声。
在没有手指触摸时，ICM1-ICM2＝0，ICM2-ICM3＝0。但是，若手指触摸到通道RX2，则第二感应电容CRX2变大ΔCS,那么ICM1-ICM2＝-NVDRVsΔCS，相应的，ICM2-ICM3＝NVDRVsΔCS。电流差ICM1-ICM2，ICM2-ICM3进入电荷放大电路转成电压，并放大以供ADC采样输出。
图7为本申请再一实施例提供的电容检测电路的结构示意图。如图7所示，在本实施例提供的电容检测电路中，可以选取一个驱动电容(第一驱动电容CTX1)以及三个感应电容(第一感应电容CRX1、第二感应电容CRX2、第三感应电容CRX3)的检测电路进行示例性说明。
其中，为了实现同时做所有通道的差分读取，需要对任意相邻的两个通道做差分处理。为了能够对本实施例提供的电容检测电路的互容检测原理进行说明，可以选取一个驱动电容(第一驱动电容CTX1)以及三个感应电容(第一感应电容CRX1、第二感应电容CRX2、第三感应电容CRX3)的检测电路进行示例性说明。
具体的，参照图7所示，第一驱动电容CTX1与第一耦合电容CM1之间的位置与互容打码电压输入端VTX连接，第二驱动电容CTX2与第二耦合电容CM2之间的位置与互容打码电压输入端VTX连接，第三驱动电容CTX3与第三耦合电容CM3之间的位置与互容打码电压输入端VTX连接。其中，第一驱动电容CTX1为第一电容集合中的任一电容，第一感应电容CRX1为第二电容集合中的任一电容，第二感应电容CRX2为第一感应电容CRX1对应的相邻通道的感应电容，第三感应电容CRX3为第二感应电容CRX2对应的相邻通道的感应电容。
第一感应电容CRX1与第一耦合电容CM1之间的位置与第一运算放大器A1的第二输入端(例如：负极输入端)连接，第一运算放大器A1的第一输入端(例如：正极输入端)与固定电压输入端VCM连接，由于第一运算放大器A1的两个输入端电压相同，则第一感应电容CRX1与第一耦合电容CM1之间的电压VRX1为VCM。
第二感应电容CRX2与第二耦合电容CM2之间的位置与第二运算放大器A2的第二输入端(例如：负极输入端)连接，第二运算放大器A2的第一输入端(例如：正极输入端)与固定电压输入端VCM连接，由于第二运算放大器A2的两个输入端电压相同，则第二感应电容CRX2与第二耦合电容CM2之间的电压VRX2为VCM。
第三感应电容CRX3与第三耦合电容CM3之间的位置与第三运算放大器A3的第二输入端(例如：负极输入端)连接，第三运算放大器A3的第三输入端(例如：正极输入端)与固定电压输入端VCM连接，由于第三运算放大器A3的两个输入端电压相同，则第三感应电容CRX3与第三耦合电容CM3之间的电压VRX3为VCM。
第一驱动电容CTX1与第一耦合电容CM1之间的位置连接有第一开关S1，在互容检测时，第一开关S1位于第一状态，此时，第一驱动电容CTX1与第一耦合电容CM1之间与互容打码电压输入端VTX连接，第一驱动电容CTX1与第二耦合电容CM2之间与互容打码电压输入端VTX连接，第一驱动电容CTX1与第三耦合电容CM3之间与互容打码电压输入端VTX连接。则加在第一驱动电容CTX1电极上的互容打码电压VTX产生通过第一耦合电容CM1、第二耦合电容CM2、第三耦合电容CM3的电流分别是i1＝VTXs CM1，i2＝VTXs CM2，i3＝VTXs CM3。
而第一运算放大器A1的第一输入端连接有第二开关S2，当第二开关S2位于第一状态时，第一运算放大器A1的第一输入端与固定电压输入端VCM连接。第二运算放大器A2的第一输入端连接有第二开关S2，当第二开关S2位于第一状态时，第二运算放大器A2的第一输入端与固定电压输入端VCM连接。第三运算放大器A3的第一输入端连接有第二开关S2，当第二开关S2位于第一状态时，第三运算放大器A3的第一输入端与固定电压输入端VCM连接。
由于运算放大器的两个输入端电压相同，则第一感应电容CRX1、第二感应电容CRX2以及第三感应电容CRX3的极板电压均固定为VCM。因此，第一感应电容CRX1不会分第一耦合电容CM1过来的电流，第二感应电容CRX2不会分第二耦合电容CM2过来的电流，第三感应电容CRX3不会分第三耦合电容CM3过来的电流。
而上述的电流信号复制电路可以为PMOS管复制电路，具体的，每个PMOS管制电路包括第一PMOS管、第二PMOS管以及第三PMOS管。具体的，第一PMOS管的栅极与第一运算放大器的输出端连接，第一PMOS管的集电极与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端接地。第二PMOS管的栅极以及第三PMOS管的栅极分别与第一PMOS管的栅极连接，以使第二PMOS管的集电极以及第三PMOS管的集电极所输出的电流均与第一PMOS管输入栅极的电流相同。
所以流过第一电流信号复制电路101的电流为ICM1＝VCM/R1-VTXsCM1。同理，流过第二电流信号复制电路102的电流为ICM2＝VCM/R2-VTXsCM2，流过第三电流信号复制电路103的电流为ICM3＝VCM/R3-VTXsCM3。
PMOS管上的电流被分别复制1倍或者可调的N倍数后，两个差分通道(例如：第一耦合电容CM1所在通道与第二耦合电容CM2所在通道)的电流通过电流减法电路相减后为：ICM1-ICM2＝N(VTXsCM2-VTXsCM1)。另外两个差分通道(例如：第二耦合电容CM2所在通道与第三耦合电容CM3所在通道)的电流通过电流减法电路相减后为：ICM2-ICM3＝N(VTXsCM3-VTXsCM2)。
由于第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3相同，并且，通常情况下手指无触摸时各个通道的耦合电容(例如：第一耦合电容CM1、第二耦合电容CM2、第三耦合电容CM3)相同。则ICM1-ICM2＝N(VTXsCM2-VTXsCM1)＝0，ICM2-ICM3＝N(VTXsCM3-VTXsCM2)＝0。
但是，若手指触摸在第一驱动电容CTX1所在通道TX1与第二感应电容CRX2所在通道RX2的交界处，则第二耦合电容CM2会变小ΔCM，但是，其他通道对应的耦合电容保持不变。则此时，ICM1-ICM2＝-NVTXsΔCM，相应的，ICM2-ICM3＝NVTXsΔCM。差分信号ICM1-ICM2，ICM2-ICM3进入电荷放大电路转成电压，并放大以供ADC采样输出。
此外，由于触摸屏所匹配的第一耦合电容CM1、第二耦合电容CM2、第三耦合电容CM3也可能会略微不同，此时，可通过调节第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3来微调电流，以实现在没有手指触摸时将差分电流校准到0。
图8为图7所示实施例的电容检测电路另一工作状态结构示意图。如图8所示，在自容检测时，第一开关S1位于第二状态时，第一开关S1打到另一电压输入端VTX1，此时，第一驱动电容CTX1与第一耦合电容CM1之间的位置与自容打码电压输入端VDRV连接，第一驱动电容CTX1与第二耦合电容CM2之间的位置与自容打码电压输入端VDRV连接，第一驱动电容CTX1与第三耦合电容CM3之间的位置与自容打码电压输入端VDRV连接。可选的，当第一开关位于第二状态S1时，第一驱动电容CTX1与第一耦合电容CM1之间的位置与第四运算放大器A4的第二输入端连接，第四运算放大器A4的第一输入端与自容打码电压输入端VDRV连接。
并且，第一运算放大器A1的第一输入端的第二开关S2也打到第二状态，此时，第一运算放大器A1的第一输入端与自容打码电压输入端VDRV连接。第二运算放大器A2的第一输入端的第二开关S2也打到第二状态，此时，第二运算放大器A2的第一输入端与自容打码电压输入端VDRV连接。第三运算放大器A3的第一输入端的第二开关S2也打到第二状态，此时，第三运算放大器A3的第一输入端与自容打码电压输入端VDRV连接。
由于运算放大器的两个输入端电压相同，第一运算放大器A1、第二运算放大器A2、第三运算放大器A3的第二输入端均选择自容打码电压VDRV，第一运算放大器A1、第二运算放大器A2、第三运算放大器A3的第一输入端的电压VRX1，VRX2，VRX3会跟随自容打码电压VDRV。因此，第一感应电容CRX1、第二感应电容CRX2以及第三感应电容CRX3上的电流分别为i1＝VDRVsCRX1，i2＝VDRVsCRX2，i3＝VDRVsCRX3。由于TX1电极切换到VTX1，且与RX1一样跟随自容打码电压VDRV的电压变化，那么第一耦合电容CM1的两端电极电压一样，不会产生流过第一感应电容CRX1上的电流，以影响电流镜上的信号。同理，第二耦合电容CM2的两端电极电压一样，不会产生流过第二感应电容CRX2上的电流，第三耦合电容CM3的两端电极电压一样，不会产生流过第三感应电容CRX3上的电流。
PMOS管上的电流被分别复制1倍或者可调的N倍数后，两个差分通道(例如：第一感应电容CRX1所在通道与第二感应电容CRX2所在通道)的电流通过电流减法电路相减后为：ICM1-ICM2＝N(VDRVs CRX1-VDRVs CRX2)。另外两个差分通道(例如：第二感应电容CRX2所在通道与第三感应电容CRX3所在通道)的电流通过电流减法电路相减后为：ICM2-ICM3＝N(VDRVsC RX2-VDRVsC RX3)。
在没有手指触摸时，ICM1-ICM2＝0，ICM2-ICM3＝0。但是，若手指触摸到通道RX2，则第二感应电容CRX2变大ΔCS,那么ICM1-ICM2＝-NVDRVsΔCS，相应的，ICM2-ICM3＝NVDRVsΔCS。电流差ICM1-ICM2，ICM2-ICM3进入电荷放大电路转成电压，并放大以供ADC采样输出。
在本实施例中，通过在驱动电容与耦合电容之间连接第一开关，在第一运算放大器的第一输入端连接第二开关，通过切换第一开关以及第二开关的开关状态，以使得开关在处于第一状态时，驱动电容与耦合电容之间与互容打码电压输入端连接，而运算放大器的第一输入端与固定电压输入端连接，从而实现电路互容检测，并且在开关在处于第二状态时，驱动电容与耦合电容之间与自容打码电压输入端连接，运算放大器的第一输入端也与自容打码电压输入端连接，从而实现电路自容检测，简而言之，本实施提供的电容检测电路通过改变开关的位置，从而改变打码电压驱动的位置，以用同样的电路实现互容与自容检测。此外，由于本实施例中所采用的PMOS管的压降要小于电流镜，因此，本实施提供的电容检测电路可以通过更低的驱动电压进行驱动。
此外，本申请一实施例还提供一种触摸芯片，包括上述任意实施例中所提供的电容检测电路。
本申请一实施例还提供一种触摸检测装置，包括上述任意实施例中所提供的电容检测电路，其中，触摸检测装置根据电容检测电路所确定的各个电容器的电容值，以确定触发位置。
并且，本申请一实施例还提供一种电子设备，上述任意实施例中所提供的触摸检测装置。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (13)

1.一种电容检测电路，其特征在于，包括：运算放大器、电流信号复制电路、电流减法电路、电荷放大电路、模数转换电路以及处理电路；
所述运算放大器的第一输入端用于输入预设电压；
所述运算放大器的第二输入端用于将触控传感器中的输出电压配置为所述预设电压；
所述运算放大器的输出端与所述电流信号复制电路的输入端连接；
所述电流信号复制电路的输出端与所述电流减法电路的输入端连接，所述电流减法电路用于确定相邻两个通道所输出的电流信号的差分信号；
所述电流减法电路的输出端与所述电荷放大电路连接，所述电荷放大电路用于将所述差分信号转化为电压，并对所述电压进行放大后输入至所述模数转换电路，以在进行模数转化后，通过所述处理电路确定触摸位置。
2.根据权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于，在进行互容检测时，所述预设电压为固定电压，所述运算放大器的第二输入端用于将所述的输出电压配置为所述固定电压，以使流经耦合电容的电流信号全部流入所述运算放大器的第二输入端，所述耦合电容为感应电极与驱动电极之间的电容；或者，
在进行自容检测时，所述预设电压为自容打码电压，所述运算放大器的第二输入端用于将所述的输出电压配置为所述自容打码电压，以使流经感应电容的电流信号全部流入所述运算放大器的第二输入端。
3.根据权利要求2所述的电容检测电路，其特征在于，所述运算放大器的第一输入端连接有第二开关；
当所述第二开关位于第一状态时，所述运算放大器的第一输入端与固定电压输入端连接；
当所述第二开关位于第二状态时，所述运算放大器的第一输入端与自容打码电压输入端连接。
4.根据权利要求2所述的电容检测电路，其特征在于，还包括：第一开关；
所述第一开关用于选择驱动通道的检测打码电压；
当所述第一开关位于第一状态时，所述检测打码电压为互容打码电压，对应的，所述预设电压为所述固定电压；
当所述第一开关位于第二状态时，所述检测打码电压为自容打码电压，对应的，所述预设电压为所述自容打码电压。
5.根据权利要求4所述的电容检测电路，其特征在于，当所述第一开关位于所述第二状态时，另一个运算放大器的第一输入端与所述自容打码电压输入端连接，所述另一个运算放大器的第二输入端用于向所述驱动通道输出所述自容打码电压。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的电容检测电路，其特征在于，所述电流信号复制电路为电流镜复制电路或PMOS管复制电路。
7.根据权利要求6所述的电容检测电路，其特征在于，所述电流镜复制电路包括第一电流镜、第二电流镜以及第三电流镜；
所述第一电流镜的输入端与第一场效晶体管的集电极连接，所述第一场效晶体管的栅极与所述运算放大器的输出端连接，所述第一场效晶体管的源极与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地；
所述第一电流镜的输出端分别与所述第二电流镜以及所述第三电流镜的输入端连接，以使所述第二电流镜的输出端以及所述第三电流镜的输出端所输出的电流均与所述第一电流镜输入端的电流相同。
8.根据权利要求6所述的电容检测电路，其特征在于，所述PMOS管复制电路包括第一PMOS管、第二PMOS管以及第三PMOS管；
所述第一PMOS管的栅极与所述运算放大器的输出端连接，所述第一PMOS管的集电极与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地；
所述第二PMOS管的栅极以及所述第三PMOS管的栅极分别与所述第一PMOS管的栅极连接，以使第二PMOS管的集电极以及所述第三PMOS管的集电极所输出的电流均与所述第一PMOS管输入栅极的电流相同。
9.根据权利要求1-5中任意一项所述的电容检测电路，其特征在于，所述电流减法电路为电流减法器电路或者输入共模控制电路。
10.根据权利要求1-5中任意一项所述的电容检测电路，其特征在于，所述电荷放大电路为可编程增益放大PGA电路或积分器电路连接。
11.一种触控芯片，其特征在于，包括如权利要求1-10中任意一项所述的电容检测电路。
12.一种触摸检测装置，其特征在于，包括如权利要求11所述的触控芯片，所述触摸检测装置根据所述触控芯片所确定的各个电容器的电容值，以确定触发位置。
13.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求12所述的触摸检测装置。
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