触控检测方法和触控检测装置与流程

1.本技术实施例涉及触控技术领域，并且更具体地，涉及一种触控检测方法和触控检测装置。


背景技术：

2.随着时代的发展，在各种电子设备，例如：电脑，平板、手机、车载设备等用户终端设备中均配置有触控装置。该触控装置可以作为电子设备的输入设备，用于感知用户手指或者其它部件的按压，并基于该按压提供按压反馈和/或指示其所在电子设备执行相应的功能。
3.在车载领域中，触控装置的电磁干扰(electromagnetic interference，emi)要求比消费类电子设备高，触控装置应用在车载设备时，触控装置需通过较为严格的车载emi辐射干扰测试。
4.鉴于此，如何提供一种具有较佳的emi性能的触控检测方法和装置，是一项亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种触控检测方法和触控检测装置，能够具有较佳的emi性能。
6.第一方面，提供了一种触控检测方法，包括：向车载触控感应装置发送打码信号；接收车载触控感应装置基于打码信号产生的感应信号；基于感应信号执行触控检测；其中，打码信号的基波频率在预设频率范围之外，且打码信号的三次谐波频率以及五次谐波频率中的至少一者在预设频率范围之外，预设频率范围与车载触控感应装置的emi性能相关。
7.通过本技术实施例的技术方案，将打码信号的基波频率、以及打码信号的三次谐波频率和五次谐波频率中的至少一者设计在与车载触控感应装置的emi性能相关的预设频率范围之外，可以降低打码信号带来的emi影响，提升车载触控感应装置及其所在车载设备的emi性能。
8.在一些可能实施方式中，预设频率范围与emi测试标准中的测试频率范围相关，以使得车载触控感应装置的emi信号量满足emi测试标准。
9.在一些可能实施方式中，预设频率范围与车载触控感应装置所在的车载设备中其它装置的信号频率范围相关，以降低车载触控感应装置对其它装置的emi干扰。
10.通过该实施方式的技术方案，可以使得车载触控感应装置能够满足相关的车载emi测试标准，和/或，降低触控感应装置对其所在的车载设备中其它装置的emi，从而综合提升触控感应装置及其所在车载设备的整体性能。
11.在一些可能实施方式中，预设频率范围包括：150khz至300khz，和/或，530khz至1.8mhz。
12.通过该实施方式的技术方案，预设频率范围可以为车载领域涉及的emi测试标准
的频率范围，将打码信号的基波频率以及打码信号的三次谐波频率和五次谐波频率中的至少一者设计在该预设频率范围之外，可以使得车载触控感应装置满足车载领域的emi标准要求，使得车载触控感应装置在车载领域中得到良好的应用。
13.在一些可能实施方式中，打码信号的频率在以下任意一个频率范围内：30khz至50khz、60khz至106khz、100khz至150khz和360khz至530khz。
14.在一些可能实施方式中，在打码信号的三次谐波频率在预设频率范围以内的情况下，打码信号的零电平时间与打码信号的三次谐波相关，以降低打码信号的三次谐波；和/或，在打码信号的五次谐波频率在预设频率范围以内的情况下，打码信号的零电平时间与打码信号的五次谐波相关，以降低打码信号的五次谐波。
15.通过该实施方式的技术方案，在打码信号的三次谐波频率和/或打码信号的五次谐波频率在预设频率范围以内时，可以通过调整打码信号的零电平时间与打码周期之比，从而调整打码信号中三次谐波和/或五次谐波的信号量，从而进一步优化车载触控感应装置及其所在车载设备的emi性能。
16.在一些可能实施方式中，在打码信号的五次谐波频率在预设频率范围以外，且打码信号的三次谐波频率在预设频率范围以内的情况下，打码信号的零电平时间与打码周期的范围在0.25至0.42之间。
17.通过该实施方式的技术方案，将打码信号的零电平时间与打码周期之比设计为0.25至0.42之间，可以将打码信号的三次谐波抑制较小，降低三次谐波对于车载触控感应装置的emi性能的影响。
18.在一些可能实施方式中，打码信号的零电平时间与打码周期之比为0.34。
19.通过该实施方式的技术方案，将打码信号的零电平时间与打码周期之比设计为0.34，可以将打码信号的三次谐波抑制为零，避免三次谐波对于车载触控感应装置的emi性能的影响。
20.在一些可能实施方式中，在打码信号的三次谐波频率在预设频率范围以外，且打码信号的五次谐波频率在预设频率范围以内的情况下，打码信号的零电平时间与打码周期的范围在0.13至0.23之间或者0.5至0.7之间。
21.通过该实施方式的技术方案，将打码信号的零电平时间与打码周期之比设计为0.13至0.23之间或者0.5至0.7之间，可以将打码信号的五次谐波抑制较小，降低五次谐波对于车载触控感应装置的emi性能的影响。
22.在一些可能实施方式中，打码信号的零电平时间与打码周期之比为0.2或0.6。
23.通过该实施方式的技术方案，将打码信号的零电平时间与打码周期之比设计为0.2或0.6，可以将打码信号的五次谐波抑制为零，避免五次谐波对于车载触控感应装置的emi性能的影响。
24.在一些可能实施方式中，打码信号的电压与车载触控感应装置的emi性能相关，以降低车载触控感应装置产生的emi信号量。
25.通过该实施方式的技术方案，除了考虑打码信号的频率以外，还可以进一步考虑打码信号的电压，从而进一步提升车载触控感应装置的emi性能。
26.在一些可能实施方式中，打码信号的电压为目标电压值，以使得在打码信号的频率在150khz至300khz时，基于打码信号产生的emi信号满足：emi信号的峰值小于或等于
46dbmv/m，emi信号的准峰值小于或等于33dbmv/m，且emi信号的均值小于或等于26dbmv/m；和/或，在打码信号的频率在530khz至1.8mhz时，基于打码信号产生的emi信号满足：emi信号的峰值小于或等于40dbmv/m，emi信号的准峰值小于或等于27dbmv/m，且emi信号的均值小于或等于20dbmv/m。
27.通过该实施方式的技术方案，可以考虑设计打码信号的电压值，以使得触控装置的emi性能能够满足相关的emi测试标准，例如满足车载领域中cispr 25class5标准，从而进一步提升车载触控感应装置的emi性能，使得该车载触控感应装置能够在车载等emi要求较为严苛的领域得到良好的应用。
28.在一些可能实施方式中，打码信号的目标电压值小于或等于5v。
29.在一些可能实施方式中，触控检测方法应用于车载触控检测装置，触控检测装置电连接于车载触控感应装置，且车载触控检测装置与车载触控感应装置之间具有驱动电阻，驱动电阻用于调整打码信号的边沿斜率。
30.通过该实施方式的技术方案，除了考虑打码信号的频率以外，还可考虑打码信号的边沿斜率，从而进一步提升车载触控感应装置的emi性能。
31.在一些可能实施方式中，驱动电阻与车载触控感应装置的电容负载形成滤波电路，滤波电路用于滤除打码信号中的谐波分量。
32.通过该实施方式的技术方案，车载触控感应装置的电容负载可与连接于车载触控感应装置的驱动电阻形成滤波电路，从而对打码信号中的谐波分量进行滤除，该技术方案易于实现且便于调整，能够有效提升车载触控感应装置的emi性能。
33.在一些可能实施方式中，滤波电路用于滤除打码信号的三次谐波和/或五次谐波。
34.通过该实施方式的技术方案，可将打码信号的三次谐波和/或五次谐波的频率设计为滤波电路的截止频率，以使得滤波电路对打码信号中的三次谐波和/或五次谐波起到可靠的截止滤除作用，从而有效降低该三次谐波和/或五次谐波对于车载触控感应装置的emi性能的影响，提升车载触控感应装置的整体性能。
35.在一些可能实施方式中，打码信号的上升沿和/或下降沿为阶梯波信号。
36.通过该实施方式的技术方案，将打码信号的上升沿和/或下降沿设计为阶梯波信号，可以降低打码信号的边沿斜率，从而可进一步提升车载触控感应装置的emi性能。
37.在一些可能实施方式中，打码信号为凹凸波信号，其中，凹凸波信号由正方波和负方波组成。
38.通过该实施方式的技术方案，打码信号同时具有正电平和负电平，可以减小触控检测过程中出现的噪声，提升触控检测的鲁棒性和准确性。
39.在一些可能实施方式中，在正方波中，由正电平变化至零电平的下降沿为阶梯波信号，由零电平变化至正电平的上升沿为平滑信号；在负方波中，由负电平变化至零电平的上升沿为阶梯波信号，由零电平变化至负电平的下降沿为平滑信号。
40.通过该实施方式的技术方案，打码信号同时具有正电平和负电平，与此同时，打码信号的正方波以及负方波中部分边沿为阶梯波信号，可以降低打码信号的边沿斜率，在减小触控检测过程中出现的噪声的同时，提升车载触控感应装置的emi性能。
41.第二方面，提供一种触控检测装置，用于执行第一方面或第一方面中任一可能的实施方式中的触控检测方法，该触控检测装置连接于车载触控感应装置。
附图说明
42.图1是根据本技术实施例提供一种触控系统的示意性结构图。
43.图2是根据本技术实施例提供的一种触控检测方法的示意性流程框图。
44.图3是根据本技术实施例提供的一种打码信号的示意性波形图。
45.图4是根据本技术实施例提供的一种打码信号的零电平时间与打码周期之比与打码信号中基波、三次谐波和五次谐波的关系图。
46.图5是根据本技术实施例提供的一种打码信号的零电平时间与打码周期之比与打码信号中三次谐波、七次谐波以及九次谐波的关系图。
47.图6是根据本技术实施例提供的一种打码信号的零电平时间与打码周期之比与打码信号中五次谐波、七次谐波以及九次谐波的关系图。
48.图7是根据本技术实施例提供的三种打码信号的示意性波形图。
49.图8是根据本技术实施例提供的一种触控感应装置和触控检测装置的示意性结构图。
具体实施方式
50.下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
51.本技术涉及触控装置(或者也称触控模组、触摸装置等)。具体地，该触控装置可以包括电容式触控感应装置。该触控感应装置中形成有触控电极，该触控电极与地之间可形成自电容，多个触控电极之间可形成互电容。在用户手指或触控笔等外部部件触摸或按压于该触控感应装置对应的界面时，外部部件会影响触控感应装置中自电容和/或互电容的变化，基于对该自电容和/或互电容的检测可用于实现对外部部件按压或触摸的触控检测。
52.在执行触控检测时，触控感应装置中的触控电极可接收驱动信号(或者也可以称为打码信号、激励信号等)并产生响应于该驱动信号的检测信号(或者也可以称为响应信号、感应信号等)，基于该检测信号的检测可以判断触控感应装置中自电容和/或互电容的变化，从而实现触控检测。
53.可选地，本技术提供的触控装置可以应用于任意一种人机交互设备，例如车载设备、笔记本电脑、平板电脑、手机、智能可穿戴装置、智能门锁、自动取款机(automated teller machine，atm)等等，本技术公开的实施例对此不做限定。
54.图1示出了本技术实施例提供一种触控系统100的示意性结构图。
55.如图1所示，该触控系统100可包括：触控感应装置110和触控检测装置120。该触控感应装置110和触控检测装置120相互电连接，且触控检测装置120可向触控感应装置110发送打码信号，以使得触控感应装置110基于该打码信号生成感应信号。
56.作为示例，图1中所示的触控感应装置110可以为自容式触控感应装置，其中包括触控电极111和地电极112。可选地，该触控电极111可以为块状电极，多个块状电极可用于形成按键式触控感应装置，即该按键式触控感应装置中每个按键可对应于一个块状电极。
57.触控检测装置120可向触控感应装置110中的每个触控电极111发送打码信号，每个触控电极111可基于该打码信号产生感应信号，并将该感应信号再传输至触控检测装置120，以用于执行自电容触控检测。
58.可选地，为了提高触控检测效率，触控检测装置120可同时向触控感应装置110中
的每个触控电极111发送打码信号，以使得每个触控电极111同步产生感应信号，且触控检测装置120可基于该同步产生的多个感应信号执行触控检测。
59.在一些示例中，上述触控感应装置110和触控检测装置120可以为相互分立的两个装置。具体地，上述触控感应装置110例如可以为电容式传感器，触控感应装置110可以应用于按键、触摸屏、触摸板、滑条等场景。上述触控检测装置120例如可以为触控芯片。
60.可以理解的是，上文图1仅作为示意，示出了一种自容式的触控感应装置110的示意性结构图。在替代实施方式中，该触控感应装置110也可以为互容式触控感应装置。
61.还可以理解的是，上文图1仅作为示意，示出的触控感应装置110对应于按键式触控感应装置的形态。在替代实施方式中，该触控感应装置110还可以为其它触控感应装置形态，例如滑条式触控感应装置、触控板或触控屏等。在触控感应装置110为不同设计形态时，其中的触控电极111可以根据实际需求进行变换设计，本技术实施例对此不做具体限定。
62.在一些相关技术中，当触控装置(例如上文图1所示的触控感应装置110)应用于电子设备时，该触控装置会对电子设备中的其它装置产生emi，影响触控装置本身以及电子设备中其它装置的相关性能，从而影响电子设备的整体性能。尤其是在车载领域，车载电子设备的安全性能要求较高，因而对于整个系统的emi要求较为严格，因此，车载领域对于触控装置的emi要求相较于消费类电子设备(例如手机、电脑等)的emi要求更高。鉴于此，本技术提供一种新的触控检测方法和触控检测装置，能够满足较高的emi要求，以使得触控装置能够良好的应用于emi要求较为严苛的车载设备中。
63.图2示出了本技术实施例提供的一种触控检测方法200的示意性流程框图。
64.如图2所示，该触控检测方法200可包括如下步骤。
65.s210：向触控感应装置发送打码信号，其中，打码信号的基波频率在预设频率范围之外，且打码信号的三次谐波频率以及五次谐波频率中的至少一者在预设频率范围之外，预设频率范围与触控感应装置的emi性能相关。
66.s220：接收触控感应装置基于打码信号产生的感应信号。
67.s230：基于感应信号执行触控检测。
68.具体地，在本技术实施例中，该触控检测方法200的执行主体可以为一种触控检测装置，例如，上文图1中所示的触控检测装置120。另外，本技术实施例中的触控感应装置例如可以为图1中所示的触控感应装置110。
69.在本技术实施例中，在触控检测方法200应用于车载设备时，执行该触控检测方法200的触控检测装置可以称为车载触控检测装置，本技术实施例中的触控感应装置可以称为车载触控感应装置。
70.在步骤s210中，触控检测装置可向触控感应装置110发送打码信号，以使得触控感应装置110可基于该打码信号产生感应信号该打码信号可以基于实际应用需求进行设计。在一些实施方式中，该打码信号可以为方波，例如，幅值为正电平的正方波、幅值为负电平的负方波、或者幅值包括正电平和负电平的正负方波(或者也称凹凸方波)等等。在步骤s220至步骤s230中，触控检测装置可以接收触控感应装置发送的感应信号，并基于该感应信号执行触控检测。具体地，参见上文相关描述，触控感应装置可包括触控电极形成的自电容或互电容，在外部部件(例如用户手指等)接近或按压触控感应装置时，会影响其中的自电容或互电容变化，在触控电极接收打码信号后，其基于自电容或互电容产生的感应信号
会同步发生变化，因而触控检测装置可基于该感应信号的变化从而执行触控检测。
71.在本技术实施例中，打码信号的设计不仅会影响触控检测的结果，还会影响触控感应装置的emi性能。一方面，触控感应装置获取的打码信号会对其所在的电子设备中的其它装置造成一定的emi，另一方面，触控感应装置中不同触控电极获取的打码信号也会在不同触控电极之间造成emi。通过设计打码信号，可以优化触控感应装置的emi性能，降低触控感应装置对其所在的电子设备中其它装置的emi，且降低触控感应装置中不同触控电极之间的emi，综合提升触控感应装置的整体性能。
72.具体地，在本技术实施例中，打码信号的设计满足如下要求：打码信号的基波频率在预设频率范围之外，且该打码信号的三次谐波频率以及五次谐波频率中的至少一者在预设频率范围之外，其中，该预设频率范围与触控感应装置的emi性能相关。
73.作为一种示例，上述预设频率范围与emi测试标准中的测试频率范围相关，以使得触控感应装置的emi信号量满足该emi测试标准。例如，预设频率范围与emi测试标准中的至少部分测试频率范围相同。
74.或者，作为另一种示例，上述预设频率范围与触控感应装置所在的电子设备中其它装置的信号频率范围相关，以降低触控感应装置对其它装置的emi干扰。例如，预设频率范围在触控感应装置所在的电子设备中其它装置的信号频率范围以内。
75.对于打码信号而言，其可通过傅里叶级数分解得到基波和多次谐波，其中，谐波的频率为基波频率的整数倍，例如，频率为基波频率3倍的谐波为三次谐波，频率为基波频率5倍的谐波为五次谐波。一般而言，谐波频率越高，则幅值较小。对于方波信号的打码信号而言，主要由基波和奇数次谐波叠加组成。因此，在本技术实施例中，对于打码信号影响较大的主要为该打码信号的基波信号、三次谐波信号以及五次谐波信号。
76.触控感应装置基于打码信号产生的emi信号的频率与该打码信号的频率相关。例如，在低频范围(频率小于等于1.8mhz)内，触控感应装置基于打码信号产生的emi信号的频率与该打码信号的频率相同。emi信号也可通过傅里叶级数分解得到基波和多次谐波，emi信号的信号量包括基波的信号量以及多次谐波的信号量。在打码信号的基波频率、以及三次谐波频率和五次谐波频率中的至少一者设计在与触控感应装置的emi性能相关的预设频率范围之外时，基于打码信号产生的emi信号的基波频率、以及三次谐波频率和五次谐波频率中的至少一者也在预设频率范围之外。
77.通过本技术实施例的技术方案，将打码信号的基波频率、以及打码信号的三次谐波频率和五次谐波频率中的至少一者设计在与触控感应装置的emi性能相关的预设频率范围之外，可以使得基于打码信号产生的emi信号的基波频率、以及打码信号的三次谐波频率和五次谐波频率中的至少一者也在预设频率范围之外，从而降低打码信号带来的emi影响，提升触控感应装置及其所在电子设备的emi性能。
78.在一些实施方式中，上述预设频率范围可以包括：150khz至300khz，和/或，530khz至1.8mhz。该预设频率范围可以为车载领域的emi测试标准中涉及的测试频率范围，或者，该预设频率范围也可以为车载设备中其它装置的信号频率范围。
79.作为一种示例，该预设频率范围可以为车载领域中对于车载触控装置的emi测试标准的频率范围，该emi测试标准例如可以为cispr 25(gb/t18655-2018)中class 5标准。或者，该预设频率范围还可以根据其它emi测试标准进行设定，本技术实施例对该emi测试
的具体标准类型不做限定。
80.通过该实施方式的技术方案，预设频率范围可以为车载领域涉及的emi测试标准中的频率范围，将打码信号的基波频率以及打码信号的三次谐波频率和五次谐波频率中的至少一者设计在该预设频率范围之外，可以使得触控感应装置满足车载领域的emi要求，使得触控感应装置在车载领域中得到良好的应用。
81.在预设频率范围同时包括：150khz至300khz以及530khz至1.8mhz的情况下，本技术实施例提供的打码信号的频率可以在以下任意一个频率范围内：30khz至50khz，60khz至106khz、100khz至150khz和360khz至530khz。
82.为了便于说明，下面表1示出了不同实施例下打码信号的频率范围。
83.表1
[0084][0085]
通过上述表1内容可知，将打码信号的频率设计为30khz至50khz，60khz至106khz、100khz至150khz或360khz至530khz中任意一个频率范围内，均能满足打码信号的基波频率、以及打码信号的三次谐波频率和五次谐波频率中的至少一者在预设频率范围之外。
[0086]
可以理解的是，上文仅作为示例示出了打码信号的几个较为宽泛的频率范围，在实际应用过程中，可以根据需求在上述设计的频率范围内再进行进一步的筛选，以确定较佳的打码频率。例如，可将打码信号的频率设计为60khz至100khz、105khz至150khz、360khz至400khz之间等等。
[0087]
除了上述对打码信号的频率进行设计以提升触控感应装置的emi性能的基础上，还可以进一步的考虑打码信号的占空比，以进一步提升触控感应装置的emi性能。
[0088]
图3示出了本技术实施例提供的一种打码信号的示意性波形图。
[0089]
如图3所示，该打码信号可以为具有正电平、零电平以及负电平的凹凸波信号。从另一个角度来讲，该凹凸波信号由正方波和负方波组成，该正方波与负方波之间具有预设时间的零电平。具体地，在一个打码周期t内，凹凸波信号可依次出现正电平、零电平、负电平以及零电平，每个电平可保持一定时间。可选地，该正电平和负电平的保持时间可相等，两个零电平的保持时间可相同。
[0090]
通过该实施方式的技术方案，打码信号同时具有正电平和负电平，正电平打码信号产生的正电平噪声与负电平打码信号产生的负电平噪声可以相互抵消，从而可以整体减小触控检测过程中出现的噪声量，提升触控检测的鲁棒性和准确性。
[0091]
除了上述图3所示的凹凸波以外，在一些替代实施方式中，本技术实施例提供的打码信号也可以为具有正电平的正方波或者具有负电平的负方波。
[0092]
在图3所示的打码信号中，打码信号的零电平时间为2t，打码周期为t，通过调整该打码信号的零电平时间2t与打码周期t之比p(p＝2t/t)，可以降低打码信号中的三次谐波信号和/或五次谐波信号的信号量。在正方波或者负方波组成的打码信号中，也可以通过调整该打码信号的零电平时间与打码周期之比，从而降低打码信号中的三次谐波信号和/或五次谐波信号的信号量。
[0093]
图4示出了本技术实施例提供的一种打码信号的零电平时间与打码周期之比p与打码信号中基波、三次谐波和五次谐波的关系图。
[0094]
如图4所示，随着打码信号的零电平时间与打码周期之比p变化，打码信号中三次谐波和五次谐波的信号量会随之发生变化，且二者的变化趋势不同。
[0095]
在p＝0.34的情况下，打码信号中的三次谐波可衰减为零。在p＝0.2或0.6的情况下，打码信号中的五次谐波可衰减为零。
[0096]
综上，可根据打码信号中三次谐波或五次谐波是否在预设频率范围以内，确定是否通过调整打码信号的零电平时间与打码周期之比p从而调整三次谐波和/或五次谐波的衰减。换言之，在本技术实施例中，打码信号的零电平时间与打码周期t之比与打码信号的三次谐波频率和/或打码信号的五次谐波频率相关。
[0097]
具体地，在打码信号的三次谐波频率在预设频率范围以内的情况下，打码信号的零电平时间与所述打码信号的三次谐波相关，以降低打码信号的三次谐波；和/或，在打码信号的五次谐波频率在预设频率范围以内的情况下，打码信号的零电平时间与打码信号的五次谐波相关，以降低打码信号的五次谐波。
[0098]
通过本技术实施例的技术方案，在打码信号的三次谐波频率和/或打码信号的五次谐波频率在预设频率范围以内时，可以通过调整打码信号的零电平时间与打码周期之比p，从而调整打码信号中三次谐波和/或五次谐波的信号量，从而进一步优化触控感应装置及其所在电子设备的emi性能。在打码信号的基波频率以及五次谐波频率在预设频率范围以外，且打码信号的三次谐波频率在预设频率范围以内的情况下，图5示出了本技术实施例提供的一种打码信号的零电平时间与打码周期之比p与打码信号中三次谐波、七次谐波以及九次谐波的关系图。
[0099]
如图5所示，在p＝0.34的情况下，打码信号中的三次谐波可衰减为零，此时七次谐波的信号量最高，记为q1，在0.25≤p≤0.42的情况下，打码信号的三次谐波、七次谐波以及九次谐波的信号量均不会超过q1。
[0100]
因此，在打码信号的基波频率以及五次谐波频率在预设频率范围以外，且打码信号的三次谐波频率在预设频率范围以内的情况下，打码信号的零电平时间与打码周期之比p的范围可以为0.25至0.42，例如p可以为0.34。通过该技术方案，可以将打码信号的三次谐波抑制较小乃至为零，从而降低三次谐波对于触控感应装置的emi性能的影响。
[0101]
在打码信号的基波频率以及三次谐波频率在预设频率范围以外，且打码信号的五次谐波频率在预设频率范围以内的情况下，图6示出了本技术实施例提供的一种打码信号的零电平时间与打码周期之比p与打码信号中五次谐波、七次谐波以及九次谐波的关系图。
[0102]
如图6所示，在p＝0.2的情况下，打码信号中的五次谐波可衰减为零，此时九次谐波的信号量最高，记为q2，在0.12≤p≤0.22的情况下，打码信号的五次谐波、七次谐波以及九次谐波的信号量均不会超过q2。
[0103]
另外，在p＝0.6的情况下，打码信号中的五次谐波也可衰减为零，此时七次谐波的信号量最高，记为q3，在0.5≤p≤0.7的情况下，打码信号的五次谐波、七次谐波以及九次谐波的信号量均不会超过q3。
[0104]
因此，在打码信号的五次谐波频率在预设频率范围以内的情况下，打码信号的零电平时间与打码周期之比p的范围可以为0.12至0.22之间或者可以为0.5至0.7之间，例如p可以为0.2或0.6。通过该技术方案，可以将打码信号的五次谐波抑制较小乃至为零，从而降低五次谐波对于触控感应装置的emi性能的影响。
[0105]
为了便于说明，在上文表1的基础上，下面表2示出了不同实施例下打码信号的频率范围以及零电平时间与打码周期之比。
[0106]
表2
[0107]
[0108]
通过上述表2可以看出，在实施例1和实施例3中，打码信号的基波频率(即打码频率)、打码信号的三次谐波频率均在预设频率范围之外，而打码信号的五次谐波频率在预设频率范围之内，此时需要调整的为打码信号的五次谐波。在该情况下，可以控制打码信号的零电平时间与打码周期之比在0.12至0.22之间或者在0.5至0.7之间，例如可以为0.2或0.6，将打码信号的五次谐波抑制的较小乃至为零。此时，打码信号的基波、三次谐波以及五次谐波均不会对触控感应装置的emi性能造成影响。
[0109]
在实施例2和实施例4中，打码信号的基波频率、打码信号的五次谐波频率均在预设频率范围之外，而打码信号的三次谐波频率在预设频率范围之内，此时需要调整的为打码信号的三次谐波。在该情况下，可以控制打码信号的零电平时间与打码周期之比在0.25至0.42之间，例如可以为0.34，将打码信号的三次谐波抑制的较小乃至为零。此时，打码信号的基波、三次谐波以及五次谐波均不会对触控感应装置的emi性能造成影响。
[0110]
综上，通过上述表2所示的各实施例，可以使得打码信号的基波、三次谐波以及五次谐波均不会对触控感应装置的emi性能造成影响，综合提升触控感应装置的emi性能，使得该触控感应装置能够良好的应用于车载等emi要求较为严苛的领域。
[0111]
在上文实施例中，对打码信号的频率以及占空比结合设计可改善触控感应装置emi的性能，可选地，还可考虑打码信号的电压，也可提升触控感应装置的emi性能。
[0112]
即在本技术实施例提供的一些实施方式中，打码信号的电压与触控感应装置的emi性能相关，以降低触控感应装置产生的emi信号量。
[0113]
作为示例，触控检测的emi性能可通过emi测试进行表征。例如，在车载领域中，该emi测试例如可以遵循cispr 25(gb/t 18655-2018)中class 5标准。
[0114]
下面表3示出了cispr 25中class 5标准的示意表。
[0115]
表3
[0116][0117]
在该表3中，pk表示emi信号的峰值(peak)大小，qp表示emi信号的准峰值(quasi-peak)大小，av表示emi信号的均值(average limits)大小。
[0118]
目前，大多数商业标准使用cispr 16-1定义的三种主要检测方法：峰值(pk)、准峰值(qp)和均值(av)。许多供应商的频谱分析仪以及emi接收器都具有这种测量能力。
[0119]
峰值(pk)检测可以保留emi信号中每个谐波的峰值，指示最坏情况。均值(av)检测提供每个信号分量在其周期内的平均幅度。准峰值(qp)检测根据其重复率对每个成分进行加权，重复率越快，赋予该成分的权重就越高。
[0120]
可选地，在本技术中，emi信号的信号量可以包括emi信号的pk、qp和av中的至少一种。
[0121]
在一些实施方式中，可以将打码信号的电压设计为目标电压值，以使得打码信号
能够满足上述cispr 25class5标准。
[0122]
具体地，打码信号的电压设计为目标电压值，可以使得在打码信号的频率在150khz至300khz时，基于该打码信号产生的emi信号满足：emi信号的峰值小于或等于46dbmv/m，该emi信号的准峰值小于或等于33dbmv/m，且该emi信号的均值小于或等于26dbmv/m。
[0123]
进一步地，打码信号的电压设计为目标电压值，可以使得在打码信号的频率在530khz至1.8mhz时，基于该打码信号产生的emi信号满足：emi信号的峰值小于或等于40dbmv/m，该emi信号的准峰值小于或等于27dbmv/m，且该emi信号的均值小于或等于20dbmv/m。
[0124]
可选地，该打码信号的目标电压值小于或等于5v。在一些实施方式中，该打码信号的目标电压值小于或等于3v。更进一步地，该打码信号的目标电压值可小于或等于1.5v。在打码信号的目标电压值设计的较小的情况下，有利于降低触控感应装置基于该打码信号产生的emi信号量。
[0125]
通过本技术实施例的技术方案，可以考虑设计打码信号的电压，以使得触控感应装置的emi性能能够满足相关的emi测试标准，例如满足车载领域中cispr 25class5标准，从而进一步提升触控感应装置的emi性能，使得该触控感应装置能够在车载等emi要求较为严苛的领域得到良好的应用。
[0126]
在一些实施方式中，可以通过测试以及公式计算的方式得到上述打码信号的目标电压值。
[0127]
具体地，触控感应装置可在打码信号的设计测试过程中接收参考打码信号，该参考打码信号的电压为参考测试电压值v
ref
，此时通过emi测试仪器测量得到对应于参考打码信号的emi信号的峰值为pk
ref
。
[0128]
可通过如下公式计算得到打码信号的目标电压值：
[0129][0130]
其中，pk
target
即为满足emi测试标准的pk值，例如，满足上文表3中测试标准的pk值，v
target
即为打码信号的目标电压值。
[0131]
可选地，可进一步根据如下公式以及上述pk
target
计算准峰值qp以及均值av：
[0132]
qp≈pk-1；
[0133][0134]
其中，t为总打码时间，t
rate
为刷新率对应周期时间，即相邻两次打码之间的周期时间。基于pk
target
计算得到的准峰值qp以及均值av同样可满足emi测试要求。换言之，打码信号的目标电压值v
target
可同时使得emi信号的pk、qp以及av满足emi测试标准。
[0135]
在上文实施例中，对打码信号的电压设计可改善触控感应装置emi的性能，可选地，还可考虑打码信号的边沿斜率，同样可提升触控感应装置的emi性能。
[0136]
在打码信号为方波信号的情况下，其上升沿和下降沿的斜率为无穷大，此时打码信号的谐波分量也较高，例如，打码信号的三次谐波以及五次谐波的信号量均较高。在一些
实施方式中，通过降低打码信号的谐波分量，也即降低打码信号的上升沿和下降沿的斜率，可以提升触控感应装置的emi性能。
[0137]
可选地，除了通过降低打码信号的谐波分量以降低打码信号的边沿斜率从而提升触控感应装置的emi性能以外，还可以将打码信号设计为阶梯波信号以降低打码信号的边沿斜率，从而提升触控感应装置的emi性能，其中，阶梯波信号的低电平与高电平之间具有至少一个中间电平。
[0138]
图7示出了本技术实施例提供的四种打码信号的示意性波形图。
[0139]
如图7中的(a)图所示，打码信号的边沿可以为平滑边沿，且具有一定的斜率。
[0140]
如图7中的(b)图所示，打码信号的边沿并非平滑边沿，而是阶梯形边沿，打码信号由低电平变化至高电平的上升沿或者由高电平变化至低电平的下降沿中，可设置有至少一个中间电平，该中间电平可具有一定保持时间，该保持时间大于0。
[0141]
通过将打码信号设计为图7中(b)图所示的阶梯波信号，其实也是降低了打码信号的边沿斜率，降低打码信号的谐波分量，且降低触控感应装置的瞬态电流，从而提升触控感应装置的emi性能以及触控检测性能。
[0142]
可选地，作为示例，图7中(a)图和(b)图所示的打码信号的高电平为正电平，低电平为零电平。在其它替代实施方式中，打码信号的高电平还可以为零电平，低电平为负电平；或者，打码信号的高电平为正电平，低电平为负电平等等。
[0143]
继续参见图7中的(c)图所示，该打码信号可以为凹凸波信号，且该凹凸波信号的边沿均为阶梯形边沿。具体的，该打码信号的正电平(即高电平)与零电平之间的边沿可设置有至少一个中间正电平，该中间正电平可具有大于0的预设保持时间。该打码信号的负电平(即低电平)与零电平之间的边沿可设置有至少一个中间负电平，该中间负电平可具有大于0的预设保持时间。
[0144]
基于该图7中(c)图所示的打码信号，在通过正负电平保障触控感应装置的触控检测性能的同时，还能进一步通过阶梯边沿提升触控感应装置的emi性能，从而使得触控感应装置整体具有较佳的综合性能。
[0145]
可以理解的是，图7中(c)图所示的凹凸波除了可具有阶梯形边沿以外，还可以同时具有平滑边沿，该平滑边沿可具有一定的斜率。
[0146]
如图7中的(d)图所示，在凹凸波的正方波中，由正电平变化至零电平的下降沿为阶梯波信号，由零电平变化至正电平的上升沿为平滑信号。在凹凸波的负方波中，由负电平变化至零电平的上升沿为阶梯波信号，由零电平变化至负电平的下降沿为平滑信号。通过该实施方式的技术方案，凹凸波易于实现和控制，且也可以使得触控感应装置整体具有较佳的综合性能。
[0147]
图8示出了本技术实施例提供的一种触控感应装置300和触控检测装置400的示意性结构图。
[0148]
如图8所示，在本技术实施例中，触控感应装置300可以为上文任一触控检测方法中的触控感应装置，且该触控感应装置300可电连接于触控检测装置400，该触控检测装置400可用于执行上文任一实施例中的触控检测方法。
[0149]
触控感应装置300可接收该触控检测装置400发送的打码信号。触控检测装置400与触控感应装置300之间连接有驱动电阻r，该驱动电阻r的大小会影响触控检测装置400输
出的打码信号的幅值与波形，可选地，该驱动电阻r可用于调整打码信号的边沿斜率。
[0150]
可选地，触控检测装置400与触控感应装置300的多个触控电极之间一一对应的具有多个驱动电阻，或者，触控检测装置400与触控感应装置300的多个触控电极之间共用同一个驱动电阻。
[0151]
在一些实施方式中，触控检测装置400与触控感应装置300的多个触控电极之间具有控制开关，通过该控制开关，可以控制触控感应装置300是否接收触控检测装置400发送的打码信号。该控制开关可具有开关电阻，该开关电阻可复用为上述驱动电阻，即通过调整该控制开关的开关电阻从而调整打码信号的边沿斜率。或者，在控制开关的基础上，还可以额外新增驱动电阻，该驱动电阻与控制开关的开关电阻共同用于调整打码信号的边沿斜率。
[0152]
可选地，触控检测装置400与触控感应装置300的多个触控电极之间一一对应的具有多个控制开关，或者，触控检测装置400与触控感应装置300的多个触控电极之间共用同一个控制开关。
[0153]
继续参见图8所示，在本技术实施例的一些实施方式中，驱动电阻r与触控感应装置300的电容负载c形成滤波电路，该滤波电路用于滤除打码信号中的谐波分量。
[0154]
通过该实施方式的技术方案，触控感应装置300的电容负载可与连接于触控感应装置300的驱动电阻形成滤波电路，从而对打码信号中的谐波分量进行滤除，该技术方案易于实现且便于调整，能够有效提升触控感应装置300的emi性能。
[0155]
具体地，触控感应装置300中不同触控电极之间、触控电极与地之间以及触控感应装置300的其它信号线之间会形成多个电容，该多个电容会形成触控感应装置300整体的电容负载c。在触控感应装置300通过驱动电阻r连接于触控检测装置400的情况下，该驱动电阻r与触控感应装置300的电容负载c会形成一阶滤波电路，通过设计该驱动电阻r的阻值与电容负载c的容值，可以设计该一阶滤波电路的截止频率，从而实现对打码信号中目标频率的信号进行截止滤除。
[0156]
可选地，该驱动电阻r与触控感应装置300的电容负载c形成的滤波电路可用于滤除打码信号的三次谐波和/或五次谐波。
[0157]
具体地，可将打码信号的三次谐波和/或五次谐波的频率设计为滤波电路的截止频率，以使得滤波电路对打码信号中的三次谐波和/或五次谐波起到可靠的截止滤除作用，从而有效降低该三次谐波和/或五次谐波对于触控感应装置300的emi性能的影响，提升触控感应装置300的整体性能。
[0158]
可选地，在本技术提供的触控感应装置中，该触控感应装置可以为自容式触控检测装置或者互容式触控检测装置。作为示例，在触控感应装置为自容式触控检测装置的情况下，该触控感应装置可以为图1中所示的触控感应装置110。
[0159]
可选地，该触控感应装置可以为按键式触控感应装置、滑条式触控感应装置、触控板或者触控屏。
[0160]
在触控感应装置为按键式触控感应装置的情况下，该触控感应装置中可包括多个块状的触控电极，每个触控电极可对应于一个按键。
[0161]
在触控感应装置为滑条式触控感应装置的情况下，该触控感应装置中可包括连续排列且距离较近的多个触控电极，多个触控电极可对应于同一滑条式触控界面。
[0162]
在触控感应装置为触控板或者触控屏的情况下，该触控感应装置可包括多个触控电极形成的电极阵列，通过触控感应装置和触控检测装置的触控检测，可以实现对外部部件(例如用户手指等)在触控板或触控屏上的触摸位置检测。
[0163]
在上述多个类型的触控感应装置中，均可以应用本技术实施例提供的触控检测方法，即触控感应装置接收触控检测装置根据目标要求设计得到的优化的打码信号，触控感应装置和触控检测装置可基于该优化的打码信号进行触控检测，从而使得该多个类型的触控感应装置均具有较优的emi性能，提升触控感应装置在各个领域中的应用前景，尤其是在车载领域中的应用前景。
[0164]
可选地，本技术实施例提供的触控感应装置和触控检测装置可应用于车载设备中。例如，可应用于车载中控设备中，作为用户操作车载中控设备的输入装置。
[0165]
本技术实施例还提供一种电子设备，可以包括上文任一实施例提供的触控感应装置和触控检测装置，其中，该触控感应装置用于作为电子设备的输入装置。例如，如上文所述，该电子设备可以为车载设备。或者，在替代实施方式中，该电子设备还可以为终端设备、手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机电脑、游戏设备、或穿戴式智能设备等便携式或移动计算设备，以及电子数据库、汽车、atm等其他电子设备。
[0166]
可选地，在一些示例中，上述触控感应装置和触控检测装置可以为相互分立的两个芯片。具体地，上述触控感应装置可以为触控感应芯片，例如电容式传感器芯片等。上述触控检测装置可以为触控检测芯片，例如用于触控检测的处理器芯片等。
[0167]
通过在电子设备中设置本技术实施例提供的触控感应装置和触控检测装置，可以优化电子设备整体的emi性能，便于提升电子设备的使用可靠性，提升用户对于电子设备的使用体验。
[0168]
需要说明的是，在不冲突的前提下，本技术描述的各个实施例和/或各个实施例中的技术特征可以任意的相互组合，组合之后得到的技术方案也应落入本技术的保护范围。
[0169]
为便于说明，在本技术的各实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。
[0170]
除非另有说明，本技术实施例所使用的所有技术和科学术语与本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本技术中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本技术的范围。本技术所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任意的和所有的组合。
[0171]
应理解，本技术实施例中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本技术实施例，而非限制本技术实施例的范围，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形均落在本技术的保护范围内。
[0172]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种触控检测方法，其特征在于，包括：向车载触控感应装置发送打码信号；接收所述车载触控感应装置基于所述打码信号产生的感应信号；基于所述感应信号执行触控检测；其中，所述打码信号的基波频率在预设频率范围之外，且所述打码信号的三次谐波频率以及五次谐波频率中的至少一者在所述预设频率范围之外，所述预设频率范围与所述车载触控感应装置的emi性能相关。2.根据权利要求1所述的触控检测方法，其特征在于，所述预设频率范围与车载emi测试标准中的测试频率范围相关，以使得所述车载触控感应装置的emi信号量满足所述车载emi测试标准。3.根据权利要求1所述的触控检测方法，其特征在于，所述预设频率范围与所述车载触控感应装置所在的车载设备中其它装置的信号频率范围相关，以降低所述车载触控感应装置对所述其它装置的emi干扰。4.根据权利要求1至3中任一项所述的触控检测方法，其特征在于，所述预设频率范围包括：150khz至300khz，和/或，530khz至1.8mhz。5.根据权利要求1至3中任一项所述的触控检测方法，其特征在于，所述打码信号的频率在以下任意一个频率范围内：30khz至50khz，60khz至106khz、100khz至150khz和360khz至530khz。6.根据权利要求1至3中任一项所述的触控检测方法，其特征在于，在所述打码信号的三次谐波频率在所述预设频率范围以内的情况下，所述打码信号的零电平时间与所述打码信号的三次谐波相关，以降低所述打码信号的三次谐波；和/或，在所述打码信号的五次谐波频率在所述预设频率范围以内的情况下，所述打码信号的零电平时间与所述打码信号的五次谐波相关，以降低所述打码信号的五次谐波。7.根据权利要求1至3中任一项所述的触控检测方法，其特征在于，在所述打码信号的五次谐波频率在所述预设频率范围以外，且所述打码信号的三次谐波频率在所述预设频率范围以内的情况下，所述打码信号的零电平时间与打码周期之比的范围在0.25至0.42之间。8.根据权利要求7所述的触控检测方法，其特征在于，所述打码信号的零电平时间与打码周期之比为0.34。9.根据权利要求1至3中任一项所述的触控检测方法，其特征在于，在所述打码信号的三次谐波频率在所述预设频率范围以外，且所述打码信号的五次谐波频率在所述预设频率范围以内的情况下，所述打码信号的零电平时间与打码周期之比的范围在0.12至0.22之间或者0.5至0.7之间。10.根据权利要求9所述的触控检测方法，其特征在于，所述打码信号的零电平时间与打码周期之比为0.2或0.6。11.根据权利要求1至3中任一项所述的触控检测方法，其特征在于，所述打码信号的电压与所述车载触控感应装置的emi性能相关，所述打码信号的电压为目标电压值，以使得在所述打码信号的频率在150khz至300khz时，基于所述打码信号产生的emi信号满足：所述emi信号的峰值小于或等于46dbmv/m，所述emi信号的准峰值小于或等于33dbmv/m，且所述
emi信号的均值小于或等于26dbmv/m；和/或，在所述打码信号的频率在530khz至1.8mhz时，基于所述打码信号产生的emi信号满足：所述emi信号的峰值小于或等于40dbmv/m，所述emi信号的准峰值小于或等于27dbmv/m，且所述emi信号的均值小于或等于20dbmv/m。12.根据权利要求11所述的触控检测方法，其特征在于，所述打码信号的目标电压值小于或等于5v。13.根据权利要求1至3中任一项所述的触控检测方法，其特征在于，所述触控检测方法应用于车载触控检测装置，所述车载触控检测装置电连接于所述车载触控感应装置，所述车载触控检测装置与所述车载触控感应装置之间具有驱动电阻，所述驱动电阻用于调整所述打码信号的边沿斜率。14.根据权利要求1至3中任一项所述的触控检测方法，其特征在于，所述打码信号为凹凸波信号，其中，所述凹凸波信号由正方波和负方波组成，在所述正方波中，由正电平变化至零电平的下降沿为阶梯波信号，由零电平变化至正电平的上升沿为平滑信号；在所述负方波中，由负电平变化至零电平的上升沿为阶梯波信号，由零电平变化至负电平的下降沿为平滑信号。15.一种触控检测装置，其特征在于，用于执行如权利要求1至14中任一项所述的触控检测方法，所述触控检测装置连接于所述车载触控感应装置。

技术总结
本申请实施例提供了一种触控检测方法和触控检测装置。该触控检测方法，包括：向车载触控感应装置打码信号；接收车载触控感应装置基于打码信号产生的感应信号；基于感应信号执行触控检测；其中，打码信号的基波频率在预设频率范围之外，且打码信号的三次谐波频率以及五次谐波频率中的至少一者在预设频率范围之外，预设频率范围与车载触控感应装置的EMI性能相关。通过该技术方案，将打码信号的基波频率、以及打码信号的三次谐波频率和五次谐波频率中的至少一者设计在与触控感应装置的EMI性能相关的预设频率范围之外，可以降低打码信号带来的EMI影响，提升车载触控感应装置及其所在车载设备的EMI性能。载设备的EMI性能。载设备的EMI性能。


技术研发人员：凌莉 肖瑜
受保护的技术使用者：深圳市汇顶科技股份有限公司
技术研发日：2023.04.04
技术公布日：2023/7/12