电容触控屏组件及其驱动电路的制作方法

本实用新型涉及电容触控屏组件及其驱动电路。

背景技术：

电容触控屏分为基于表面电容式触摸技术(即Surface Capacitive Touch，简称SCT)的表面电容触控屏和基于投射电容式触摸技术(即Projected Capacitive Touch，简称PCT)的投射式电容触控屏。由于投射式电容触控屏比表面电容触控屏具有更优越的性能以及更长的使用寿命，因此，投射式电容触控屏广泛应用于生活中。射式电容触控屏可分成自电容触控屏与互电容触控屏。自电容触控屏是X,Y电极的Touch panel本身已存在一寄生电容,形成一个均匀平面的多个感应单元电容,当手指接触时检测每个感应单元的电容变化,取得座标；互电容触控屏是检测X,Y交叉处的藕合电容变化,所以其二者都是本身就存在多个感应单元的电容,而是透过手指造成的电容变化来定位,所以亦可以分辨手指与面板的距,即提供Z轴资讯,当手指仅是靠近屏的表面而不接触时,就已经可以造成X,Y轴上原有的电容产生变化取得座标。与表面电容触控屏相比，由于基于PCT技术的投射式电容触控屏的TOUCH PANEL元是高压驱动的，能有效消除噪声的干扰(例如激励信号和感应信号相互干扰)，因此具有信噪比高，稳定性好等优点。

但是，目前高压驱动透射式电容触控屏，功耗较高，信号处理IC升压增加了IC成本，这是电容触控屏的最大缺点。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种激励信号和感应信号之间相互干扰较小的电容触控屏组件及其驱动电路。

一种电容触控屏的驱动电路，包括第一激励接收信号电路、第二激励接收信号电路和中央处理器，所述第一激励接收信号电路与所述中央处理器通过第一差分信号线连接，所述第二激励接收信号电路与所述中央处理器通过第二差分信号线连接。

在一个实施例中，所述的驱动电路还包括相互分离的第一PCB板和第二PCB板，所述第一激励接收信号电路设置在所述第一PCB板上，所述第二激励接收信号电路设置在所述第二PCB板上。

在一个实施例中，所述的驱动电路还包括柔性电路板，所述第二差分信号线附着在所述柔性电路板上。

所述第一PCB板设置在所述电容触控屏的一侧，所述第二PCB板设置在所述电容触控屏的另一侧；所述中央处理器设置在所述第一PCB板或第二PCB板上。

所述第一PCB板设置于所述电容触控屏的短边侧，所述第二PCB板设置于所述电容屏的长边侧；所述中央处理器设置在所述第一PCB板上。

所述第一激励接收信号电路和第二激励接收信号电路都包括输入模拟前端电路、输出模拟前端电路、电路处理器、差分输入电路、差分输出电路、数模转换电路、模数转换电路、第一开关、第二开关；所述差分输入电路用于接收差分信号并输出解码后的数据给所述电路处理器，所述差分输出电路用于接收所述电路处理器发送的数据并输出差分信号；所述电路处理器用于将所述解码后的数据发送给所述数模转换电路，或者从模数转换电路接收数据；所述数模转换电路用于将所述解码后的数据转换为模拟信号并输出给所述输出模拟前端电路；所述模数转换电路用于从所述输入模拟前端电路接收模拟信号并输出所述数据给所述电路处理器；所述电容触控屏的第一电极与所述输入模拟前端电路之间串接所述第一开关，所述第一电极与所述输出模拟前端电路之间串接所述第二开关。

所述第一激励接收信号电路和第二激励接收信号电路还包括：第一电压转换单元、第二电压转换单元；所述第一电压转换单元用于降低所述输入模拟前端电路输出数据的电压并输出给所述电路处理器；所述第二电压转换单元用于升高所述电路处理器输出解码后的数据的电压并输出给所述输出模拟前端电路。

所述第一激励接收信号电路和第二激励接收信号电路还包括寄存器；所述寄存器接收所述差分输入电路输出的解码后的指令数据；所述第二电压转换单元用于升高将所述指令数据的电压并输出控制所述第一开关和第二开关的信号。

所述第一激励接收信号电路和第二激励接收信号电路还包括缓存器；所述缓存器用于缓存所述电路处理器输出的数据并输出所述数据给所述差分输出电路。

所述差分输入电路包括依次连接的差分接收电路、串并转换电路和差分解码电路，所述差分解码电路与所述电路处理器和寄存器电连接；所述差分输出电路包括依次连接的差分编码电路、并串转换电路和差分发送电路，所述差分编码电路与缓存器电连接。

所述第一差分信号线与第二差分信号线不交叉。

本实用新型还提供了一种电容触控屏组件，包括电容触控屏，还包括任一所述的驱动电路，所述驱动电路用于驱动所述电容触控屏。

有益效果：

由于所述第一激励接收信号电路与所述中央处理器通过第一差分信号线连接，所述第二激励接收信号电路与所述中央处理器通过第二差分信号线连接，可以有效降低激励信号和感应信号之间的相互干扰。

另外，所述第一激励接收信号电路设置在所述第一PCB板上，所述第二激励接收信号电路设置在所述第二PCB板上，第一PCB板和第二PCB板相互分离，从而进一步降低激励信号和感应信号之间的相互干扰。

本驱动电路可以有效降低激励信号和感应信号之间的相互干扰，因此可以提供较小电压值的激励信号，即本电容触控屏可以是低压驱动的功耗较低的电容触控屏。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是电容触控屏组件一种实施例的结构示意图；

图2是第一激励接收信号电路和第二激励接收信号电路一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

图1是电容触控屏组件一种实施例的结构示意图。该电容触控屏组件包括电容触控屏100和用于驱动电容触控屏的驱动电路。驱动电路包括第一激励接收信号电路10、第二激励接收信号电路20、中央处理器50、第一差分信号线30、第二差分信号线40，所述第一激励接收信号电路10与所述中央处理器50通过第一差分信号线30连接，所述第二激励接收信号电路20与所述中央处理器50通过第二差分信号线40连接。

第一激励接收信号电路10用于发送激励信号至电容触控屏100的一电极(例如X方向电极)，或者接收该电极的感应信号，也就是说，第一激励接收信号电路10可在发送激励信号和接收感应信号之间进行切换。

第二激励接收信号电路20用于发送激励信号至电容触控屏100的另一电极(例如Y方向电极)，或者接收该电极的感应信号，即，第二激励接收信号电路20可在发送激励信号和接收感应信号这两个工作模式之间进行切换。

第一激励接收信号电路10和第二激励接收信号电路20分别可以封装成一个集成电路IC，第一激励接收信号电路10和第二激励接收信号电路20可以相同。

中央处理器50用于控制第一激励接收信号电路10和第二激励接收信号电路20协调工作：控制第一激励接收电路工作于发送激励信号的模式时，控制第二激励接收电路工作于接收感应信号的模式。另外，中央处理器50还用于接收第一激励接收电路或第二激励接收电路发送的感应信号，计算电容触控屏100被触控的位置。可见，中央处理器50的控制地位是相对于第一激励接收信号电路10和第二激励接收信号电路20而言的。

所述第一激励接收信号电路10与所述中央处理器50通过第一差分信号线30连接，所述第二激励接收信号电路20与所述中央处理器50通过第二差分信号线40连接，这样可以提高信号在传输过程中的抗干扰能力。而由于中央处理器50往往设置在远离第一激励接收信号电路10或第二激励接收信号电路20的位置，在信号从中央处理器50传输至第一激励接收信号电路10或第二激励接收信号电路20过程中受到的干扰尤其严重，因此通过差分信号线的连接，可以有效提高电路的抗干扰能力。

在一个更具体的实施例中，驱动电路还包括相互分离的第一PCB板60和第二PCB板70，所述第一激励接收信号电路10设置在所述第一PCB板60上，所述第二激励接收信号电路20设置在所述第二PCB板70上。通过将第一激励接收信号电路10和第二激励接收信号电路20分别设置在不同的PCB板上，可以降低激励信号和感应信号的相互干扰。例如，当第一激励接收信号电路10工作于发送激励信号的模式时，激励信号在第一PCB板60上，而接收的感应信号在第二PCB板70上，激励信号和感应信号相互干扰的几率大幅降低。在一个实施例中，第一差分信号线30与第二差分信号线40不交叉，这样可以进一步降低激励信号和感应信号相互干扰的几率。

在一个更佳的实施例中，所述第一PCB板60设置在所述电容触控屏100的一侧，所述第二PCB板70设置在所述电容触控屏100的另一侧；所述中央处理器50设置在所述第一PCB板60或第二PCB板70上。在一个实施例中，所述第一PCB板60设置于所述电容触控屏100的短边侧，所述第二PCB板70设置于所述电容屏的长边侧；所述中央处理器50设置在所述第一PCB板60上。由于长边侧比短边侧设有更多的电极，因此在第二PCB板70上需设置更多的第二激励接收信号电路20，与第二PCB板70相比，第一PCB板60具有更多的空间以设置中央处理器50。

在一个更具体的实施例中，驱动电路还包括柔性电路板80，所述第二差分信号线40附着在柔性电路板80上。

图2是第一激励接收信号电路10和第二激励接收信号电路20一种实施例的电路原理图。

所述第一激励接收信号电路10和第二激励接收信号电路20都包括输入模拟前端电路(输入AFE)、输出模拟前端电路(输出AFE)、电路处理器、差分输入电路201、差分输出电路202、数模转换电路(DAC)、模数转换电路(ADC)、第一开关K1、第二开关K2。

所述差分输入电路用于接收差分信号，并对该差分信号进行解码，输出解码后的数据给所述电路处理器；所述差分输出电路202用于接收所述电路处理器发送的数据，对该数据进行编码，输出差分信号。

所述电容触控屏100的第一电极(例如X电极)与所述输入模拟前端电路之间串接所述第一开关，第一电极与所述输出模拟前端电路之间串接所述第二开关。

当第二开关K2闭合，第一开关K1断开时，所述电路处理器用于将所述解码后的数据发送给所述数模转换电路，所述数模转换电路用于将所述解码后的数据转换为模拟信号并输出给所述输出模拟前端电路，输出模拟前端电路最终输出激励信号经由第二开关K2至X电极，从而实现对电容屏X电极的驱动。当第二开关K2断开，第一开关K1闭合时，感应信号经由第一开关K1输入至输入模拟前端电路，所述模数转换电路用于从所述输入模拟前端电路接收模拟信号并输出所述数据给所述电路处理器，电路处理器从模数转换电路接收数据，所述差分输出电路202接收所述电路处理器发送的数据，对该数据进行编码，输出差分信号，该差分信号被中央处理器50接收，中央处理器50根据该差分信号计算电容触控屏100被触摸的位置。

在一个更具体的实施例中，所述第一激励接收信号电路10和第二激励接收信号电路20还包括：第一电压转换单元、第二电压转换单元；所述第一电压转换单元用于降低所述输入模拟前端电路输出数据的电压并输出给所述电路处理器；所述第二电压转换单元用于升高所述电路处理器输出解码后的数据的电压并输出给所述输出模拟前端电路。为了节省功耗，电路处理器、寄存器等部件的工作电压抵于模数转换电路、数模转换电路等部件的电压，因此需要采用第一电压转换单元和第二电压转换单元进行电压转换。例如，第一电压转换单元实现3.3V转1.8V，第二电压转换单元实现1.8V转3.3V。

在一个更具体的实施例中，所述第一激励接收信号电路10和第二激励接收信号电路20还包括寄存器；所述寄存器接收所述差分输入电路输出的解码后的指令数据(即中央处理器50发送的指令)，以控制第一激励接收信号电路10与第二激励接收信号电路20协调工作。电路处理器可以从寄存器中读取中央处理器50发送的指令，从而被中央处理器50控制而动作。寄存器还存储用于控制第一开关K1、第二开关K2的指令，由于寄存器输出的信号电压较低，所述第二电压转换单元用于升高将所述指令数据的电压并输出控制所述第一开关K1和第二开关K2的信号，以控制第一开关K1和第二开关K2的协同工作。

所述第一激励接收信号电路10和第二激励接收信号电路20还包括缓存器；所述缓存器用于缓存所述电路处理器输出的数据并输出所述数据给所述差分输出电路202。这样，采集的感应信号数据可以缓存与缓存器中，以便该数据按序被差分信号输出电路发送出去。

所述差分输入电路201包括依次连接的差分接收电路、串并转换电路和差分解码电路(LVDS解码电路)，所述差分解码电路与所述电路处理器和寄存器电连接。差分信号接收电路接收差分信号，串并转换电路用于将串行的差分信号转换为并行信号，差分解码电路用于对串并转换电路输出的信号进行解码得到对应的数据或指令，其中数据被输送到电路处理器，指令被输送到寄存器中进行暂存。

所述差分输出电路202包括依次连接的差分编码电路(LVDS编码电路)、并串转换电路和差分发送电路，所述差分编码电路与缓存器电连接。同理，差分编码电路将从缓存器获得的数据进行编码，编码后的并行信号经过并串转换电路后得到串行的差分信号，并由差分发送电路发送出去。

在一个实施例中，第一开关、第二开关、输入模拟前端电路、模数转换电路、输出模拟前端电路和数模转换电路可以在一个模块204内，而电路处理器、第一电压转换单元、第二电压转换单元、寄存器、SRAM、差分输入电路201、差分输出电路202可以在一个模块203内，而整个第一激励接收信号电路10或第二激励接收信号电路20可以封装在一个芯片内，如图1所示。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。