具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图3所示，本发明提供一种基于互电容触摸屏的电荷放大器，包括：前置放大器、反馈电容C_f、第一反馈电阻Rf1、第二反馈电阻Rf2和开关S1，前置放大器的负相输入端连接屏体组件，正相输入端接收参考电压，第一反馈电阻Rf1与第二反馈电阻Rf2串联，并连接在前置放大器的负相输入端和正相输入端之间，反馈电容C_f并联在串联的第一反馈电阻Rf1和第二反馈电阻Rf2之间，开关S1并联在所述第二反馈电阻Rf2两端，第二反馈电阻Rf1阻值小于所述第二反馈电阻Rf2的阻值。

通过前置放大器产生的输出信号，在检测电中路对所述的输出信号进行检测处理，以判断是否有触摸发生，在上述的脉冲信号的边沿变化之前将上述检测电路的输出信号复位到参考电平，上述的检测电路的相位时钟与所述发送端的相位时钟保持同步。

前置放大器电路实际上是积分电路的一种具体应用。前置放大器电路可以对接收到的电荷信号进行积分处理，产生相应的电压信号。前置放大器电路的积分电容的电容值越小，输出电压越大，增益越大，反之，积分电容的电容值越大，输出电压越小，增益越小且能远远小于输入。

反馈电阻设定了闭环动态范围，并且会同时影响带宽和稳定度，增大反馈电阻的值，可以达到稳定的偏置电流。基于反馈电阻的应用，有很高的压摆率和可调带宽，电流反馈的一个最大优点就是有很好的大信号带宽，使器件的大信号带宽非常接近于小信号带宽。并且，由于固有的线性度，高频大信号时也可以获得低的失真。

基于上述，本发明的主要改进之处在于：通过开关控制接入电路的反馈电阻的阻值，先接入一个小的反馈电阻，在电路启动之后，前置放大器输出结果会快速稳定下来，上述输出结果会出现明显的削顶失真，然后打开控制开关，串联进去一个阻值较大的反馈电阻，上述串联增大反馈电阻可以改善输出波形，使放大器工作稳定，工作频率加宽。

其中，屏体组件包括屏体电容C_s和屏体电阻R_s，屏体电容C_s一端连接信号发射端，输入方波信号，另一端与屏体电阻R_s相连，屏体电阻R_s与前置放大器的负相输入端连接。

且第一反馈电阻Rf1和第二反馈电阻Rf2的阻值之和R_f根据使用者需求和电路结构可计算得到，即将反馈电阻R_f分为两个，分别是反馈电阻Rf1和反馈电阻Rf2，先接入一个小反馈电阻Rf1，此时将反馈电阻Rf2与闭合的开关并联，让前置放大器的输出快速稳定下来，在上述结果稳定之后断开开关，串联进去一个大反馈电阻Rf2，由于之前输出已经稳定下来，那么串联反馈电阻Rf2之后，前置放大器输出也会很快稳定下来，并且还能改善输出波形，提高带宽。

首先，依据使用者需求确定屏体电容C_s的值；确定与上述屏体电容相关的屏体电阻R_s的值；确定反馈电容C_f的值：由于在触摸系统中，前置放大器的输出结果需要小于输入端发射的信号，在此情况下，在确定反馈电容的时候，可以根据具体的输出需求，忽略输入电阻R_s和反馈电阻R_f进行粗略计算。根据公式由此可以初步估算出反馈电容C_f的容值，即：

其中，Vout为前置放大器的输出电压，Vin为输入电压值。

其次，确定第一反馈电阻Rf1和第二反馈电阻Rf2的阻值之和R_f的值：

可采用方法：(1)根据设计需求确定前置放大器输出时，充放电的变化量，由上述变化量和输入信号周期可以计算出充放电的时间，在通过电容充放电的计算方式，计算出反馈电阻R_f的阻值。在输出达到稳定装的时间和变化量都满足需求的情况下，可以通过仿真来验证计算出来的反馈电阻R_f的阻值。

也可采用方法(2)：根据公式且屏体电阻R_s，屏体电容C_s，反馈电容C_f都属于已知量，进而，

其中，Vout为前置放大器的输出电压，Vin为输入电压值，||为并联符号。且该阻值可以通过仿真进行验证。

将R_f分为n份，因此每份的阻值为其中，n≥3且n为正整数，根据需求划分第一反馈电阻的阻值为：

则第二反馈电阻的阻值为：

其中，i＜n/2且i为正整数。

在电路启动的时候，根据设计者需求划分电阻，初始阶段只接入其中划分好的相对较小的反馈电阻Rf1，让电路快速启动并达到稳定状态，然后在接入另外一份反馈电阻Rf2，由于设计者需求不同，因此对具体第一反馈电阻的阻值有所不同，可在其设定范围内进行仿真，达到输出最优的波形，如图3所示。

在该电路的基础上，本发明还提供一种基于互电容触摸屏的电荷放大器实现的稳定波形输出方法，包括：

步骤1、确定屏体电容C_s电容值和屏体电阻R_s的阻值；

步骤2、确定反馈电容C_f的值和反馈电阻R_f的阻值；

步骤3、启动电路，闭合开关S1，待反馈电容C_f充放电完毕。

将开关S1闭合，此时反馈电阻Rf2被屏蔽，反馈电容C_f的充放电速度极快，故而会在极快的时间内稳定下来。

步骤4、断开开关S1，待前置放大器输出稳定，得到对应的输出波形。

在第一阶段完成后，如图4中在输入方波信号的某上升沿断开开关S1，此时反馈电阻Rf1和反馈电阻Rf2串联，由于电路已经启动且稳定，那么在此情况下，电荷放大器的输出很快就能稳定下来，且稳定后保持电容上的电荷由于反馈电阻较大，不容易被放掉，且放电斜率K’较小，达到设计者需求的状态。因此，本发明能够快速的让电荷放大器输出波形稳定下来。且本电路适用范围广，本技术能适用于任何电容式触摸屏或与之相关的前置放大器。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。