利用電感反電動勢的觸摸檢測電路的製作方法
2023-05-08 21:09:11 1
專利名稱：利用電感反電動勢的觸摸檢測電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及檢測電路，更具體地說，涉及一種觸摸檢測電路。
背景技術：
如圖1所示為現有技術的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路原理圖，包括
PNP三極體TR1、 TR3、 TR4、電感Ll、電阻Rl、 R3、 R4、 R6、 R7; TR4 的基極構成觸摸點，TR4的發射極接地，TR4的集電極通過R4連接到直流電 源，TR4的集電極輸出觸摸檢測電路；TR1發射極連接直流電源，TR1的基極 通過R1連接脈衝信號源，TR1的集電極通過電感L1接地，TR1的集電極通 過R3連接到TR4的基極；TR3的發射極通過R6連接直流電源，TR3的基極 接地，TR3的集電極通過電阻R7連接到TR1的集電極。
現有技術的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路，在觸摸點形成的反電動勢 有較多毛刺，易受外界環境幹擾；同時TR4集電極輸出的檢測信號不易準確 地轉換為數字量，TR4集電極電勢是-5V至5V之間的某一值，此值隨TR4的 BE結的導通程度不同而不同。
實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題在於，針對現有技術的抗外界環境幹擾能力 較弱、提供的檢測信號不是數位訊號的不足，提供一種利用電感反電動勢的觸 摸檢測電路。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:提供一種利用電感反電 動勢的觸摸檢測電路，包括用於產生反電動勢的脈衝產生電路，用於檢測觸摸 信號，並輸出模擬檢測信號的觸摸檢測電路，其特徵在於，還包括用於對所述 脈衝產生電路輸出的反電動勢進行濾波的濾波電路。
在本實用新型所述的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路中，還包括用於將 觸摸檢測電路輸出的模擬檢測信號轉換為數位訊號的轉換電路。
在本實用新型所述的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路中，所述濾波電路 為濾波二極體。
在本實用新型所述的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路中，所述脈衝產生
電路包括PNP三極體TR1、電感Ll和電阻Rl， TR1發射極連接直流電源， TR1的基極通過R1連接脈衝信號源，TR1的集電極通過電感L1接地，所述 濾波二極體的負端和TR1的集電極相連。
在本實用新型所述的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路中，所述觸摸檢測 電路包括檢測PN結、電阻R3、 R6、 R7、 PNP三極體TR3;所述檢測PN結 的正端構成觸摸檢測點，所述檢測PN結的負端和TR3的集電極相連，電阻 R3 —端連接觸摸監測點，另一端通過電阻R7連接到TR3的集電極，TR3的 發射極通過R6連接直流電源，TR3的基極接地；所述濾波二極體正端和電阻 R3、 R7的連接點相連。
在本實用新型所述的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路中，所述檢測PN 結為NPN三級管TR4的BE結，所述轉換電路包括TR4和PNP三極體TR2， TR4的集電極通過電阻連接到TR2的基極，TR2的發射極連接直流電源，TR2 的集電極通過電阻接地，TR2的集電極輸出所述觸摸檢測信號。
在本實用新型所述的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路中，所述檢測PN結為光耦U1的輸入發光二極體，所述轉換電路包括U1的輸出級NPN結構，
所述NPN結構的集電極連接直流電源，所述NPN結構的發射極通過電阻接地， 所述NPN結構的發射極輸出所述觸摸檢測信號。
在本實用新型所述的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路中，所述電阻R3 阻值大於所述檢測PN結的內阻和R7電阻之和。
在本實用新型所述的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路中，所述直流電源 為5V。
實施本實用新型的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路，具有以下有益效 果利用二極體D1對反電動勢進行濾波，提高電路可靠性，同時可實現觸摸 檢測信號為標準的數位訊號。
圖1是現有技術利用電感反電動勢的觸摸檢測電路的原理圖2是本實用新型現有技術利用電感反電動勢的觸摸檢測電路的原理框
圖3是本實用新型現有技術利用電感反電動勢的觸摸檢測電路的第一實 施例的原理圖4是本實用新型現有技術利用電感反電動勢的觸摸檢測電路初始反電 動勢的波形圖5是本實用新型現有技術利用電感反電動勢的觸摸檢測電路經過濾波 之後的反電動勢的波形圖;
圖6是本實用新型現有技術利用電感反電動勢的觸摸檢測電路在無觸摸 狀態下檢測PN結的波形圖；圖7是本實用新型現有技術利用電感反電動勢的觸摸檢測電路在觸摸狀 態下檢測PN結的波形圖8是本實用新型現有技術利用電感反電動勢的觸摸檢測電路的第二實 施例的原理圖。
具體實施方式
下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
如圖2所示為是本實用新型現有技術利用電感反電動勢的觸摸檢測電路 的原理框圖，包括用於產生反電動勢的脈衝產生電路、用於檢測觸摸信號，並 輸出模擬檢測信號的觸摸檢測電路、用於對所述脈衝產生電路輸出的反電動勢 進行濾波的濾波電路和用於將觸摸檢測電路輸出的模擬檢測信號轉換為數字 信號的轉換電路。
如圖3所示為是本實用新型現有技術利用電感反電動勢的觸摸檢測電路 的第一實施例的原理圖，電路包括PNP三極體TR1、 TR2、 TR3、 NPN三極 管TR4、電感L1、電阻R1、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 二極體D1;
TR1發射極連接直流5V電源，TR1的基極通過R1連接脈衝信號源單片 機的1/01， TR1的集電極通過電感Ll接地；
Dl的正端通過電阻R3連接TR4的基極，Dl的負端連接TR1的集電極；
TR4的集電極直接連接TR2的基極，TR4的發射極直接連接TR3的集電
極；
TR3的發射極通過電阻R6連接直流5V電源，TR3的基極接地；
TR2的發射極連接直流5V電源，TR2的集電極通過電阻R5接地，TR2TR4的基極為觸摸點，TR4的BE級為檢測PN結，TR4、 TR2及其外圍 電阻構成轉換電路。
單片機的1/01 口定時輸出短時電壓負脈衝。負脈衝時間很短，保證電感 Ll不會飽和。負脈衝期間，TR1導通。在電感L1作用下，電流不會激增，而 是逐漸增大，此時TR1集電極的電勢接近5V。負脈衝後，1/01變為高電平， TR1關斷，電感中電流迅速減小，從而產生反電動勢，即TR1的集電極點產 生負電勢。TR1的集電極對地電壓波形如圖4所示。經二極體D1濾波後，二 極管的正端的信號對地波形如圖5所示。無觸摸時，二極體的正端產生負脈衝 期間，TR4的基極和發射極的電勢均隨二極體的正端電勢的降低而迅速降低， TR4的BE結兩端的電壓波形如圖6，此電壓不會使TR4導通此電壓值很小， 不會使PN結導通。觸摸時，相當於在觸摸點增加一電容，見虛線框部分；二 極管的正端產生負脈衝期間，TR4發射極電勢隨二極體的正端電勢的降低而迅 速降低，但觸摸點因電容作用電勢不能迅速降低，導致TR4的BE結電壓升高 到可使TR4導通，TR4的BE結波形如圖7所示。TR4導通使TR2亦導通， 通過I/02檢測邏輯電平，判斷是否有觸摸信號，102處的電勢是0V或4.8V， 可準確地轉換為數字量。TR3部分的作用是給C1充電，R7作用是C1放電時 對TR4的BE結限流。R3是一個阻值較大的電阻，以便使Cl放電時電流主 要流經TR4的BE結。
如圖8所示為本實用新型現有技術利用電感反電動勢的觸摸檢測電路的 另第二實施例的原理圖，採用光耦U1代替三極體TR2和TR4， Ul的輸入發 光二極體構成檢測PN結，輸出NPN結構和電阻R5構成轉換電路，其中NPN 的集電極連接直流5V電源，發射極通過電阻R5接地，發射極輸出觸摸檢測 信號。Ul光耦應該具有高速且驅動電流小的特點。電路的工作原理和第一實施例類權利要求1、一種利用電感反電動勢的觸摸檢測電路，包括用於產生反電動勢的脈衝產生電路，用於檢測觸摸信號並輸出模擬檢測信號的觸摸檢測電路，其特徵在於，還包括用於對所述脈衝產生電路輸出的反電動勢進行濾波的濾波電路。
2、 根據權利要求l所述的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路，其特徵在於，還包括用於將所述觸摸檢測電路輸出的模擬檢測信號轉換為數位訊號的轉 換電路。
3、 根據權利要求l所述的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路，其特徵在 於，所述濾波電路為濾波二極體。
4、 根據權利要求3所述的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路，其特徵在 於，所述脈衝產生電路包括PNP三極體TR1、電感L1和電阻R1， TR1發射 極連接直流電源，TR1的基極通過R1連接脈衝信號源，TR1的集電極通過電 感Ll接地，所述濾波二極體的負端和TR1的集電極相連。
5、 根據權利要求3所述的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路，其特徵在 於，所述觸摸檢測電路包括檢測PN結、電阻R3、 R6、 R7、 PNP三極體TR3; 所述檢測PN結的正端構成觸摸檢測點，所述檢測PN結的負端和TR3的集電 極相連，電阻R3 —端連接觸摸監測點，另一端通過電阻R7連接到TR3的集 電極，TR3的發射極通過R6連接直流電源，TR3的基極接地；所述濾波二極 管正端和電阻R3、 R7的連接點相連。
6、 根據權利要求5所述的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路，其特徵在 於，所述檢測PN結為NPN三級管TR4的BE結，所述轉換電路包括TR4和 PNP三極體TR2， TR4的集電極通過電阻連接到TR2的基極，TR2的發射極連接直流電源，TR2的集電極通過電阻接地，TR2的集電極輸出所述觸摸檢測 信號。
7、 根據權利要求5所述的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路，其特徵在 於，所述檢測PN結為光耦Ul的輸入發光二極體，所述轉換電路包括U1的 輸出級NPN結構，所述NPN結構的集電極連接直流電源，所述NPN結構的 發射極通過電阻接地，所述NPN結構的發射極輸出所述觸摸檢測信號。
8、 根據權利要求5所述的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路，其特徵在 於，所述電阻R3阻值大於所述檢測PN結的內阻和R7電阻之和。
9、 根據權利要求8所述的利用電感反電動勢的觸摸檢測電路，其特徵在 於，所述直流電源為5V。
專利摘要本實用新型涉及一種利用電感反電動勢的觸摸檢測電路，包括用於產生反電動勢的脈衝產生電路，用於檢測觸摸信號，並輸出模擬檢測信號的觸摸檢測電路，還包括用於對所述脈衝產生電路輸出的反電動勢進行濾波的濾波電路。由於本實用新型利用電感反電動勢的觸摸檢測電路利用濾波電路對反電動勢進行濾波，可以提高電路可靠性。
文檔編號G06F3/041GK201233588SQ200820095010
公開日2009年5月6日 申請日期2008年6月20日 優先權日2008年6月20日
發明者劉建偉, 姜西輝, 林家沛, 首召兵 申請人:深圳和而泰智能控制股份有限公司