减弱无线干扰的触摸按键芯片封装结构及信号处理方法

摘要

本发明公开一种减弱无线干扰的触摸按键芯片封装结构及信号处理方法，所述封装结构包括封装壳、封装壳内封装的触摸按键芯片、及封装壳上设置的触摸按键连接PIN脚；所述触摸按键连接PIN脚与所述触摸按键芯片预设的按键IO口连接；封装壳内还设置有用于感应无线干扰信号的感应器件，感应器件与所述触摸按键芯片预设的无线干扰信号采集IO口连接。本发明通过在封装结构内设置一个感应无线干扰信号的内部通道，以此单纯地获取环境内的无线干扰信号，再通过将按键IO口采集的复合信号减去该单纯的无线干扰信号，得到更准确、更真实的按键信号，有效地减弱了触摸按键芯片的无线干扰。

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路及信号处理技术领域，具体涉及一种能够减弱无线干扰的触摸按键芯片封装结构及信号处理方法。

背景技术

触摸按键是在实际按键检测实现中，采用检测手指电容的方式来判断是否有手指触摸了按键实体；按键的实际实现形式可以是触摸盘、触摸滑条或者触摸弹簧等，参见图1所示。在某些应用领域中，触摸按键实际的应用产品需要测试射频干扰的可靠性；也就是在干扰实际测试中，触摸按键不能出现错误判断，也不能出现漏判断(也就是触摸无反应)。对于较强的射频干扰，需要通过应用处理或者硬件处理实现干扰屏蔽，目前较多的实现方式是通过，应用算法针对射频干扰的频率特征，对应在触摸按键采样的数据处理中，做滤波或者做其他的检测方式。这些软件或者应用处理的方式，需要消耗一定的软件资源，并且在较强的干扰中，有应用不能处理的可能。

参见图2所示，在测试无线射频设备干扰过程中，无线设备可以是手机，对讲机等，无线设备发出较强无线电波，无线电波的电磁场在空间传播，会与按键弹簧等触摸按键进行串扰，经过印刷电路板走线，通过IO进入触摸按键芯片内部，芯片内部触摸按键模块的采样数据会受无线干扰的影响，进而数据有明显波动，波动的概率和无线电信号本身有一定的较强的频率相关性。

发明内容

本发明的目的是提供一种触摸按键芯片的封装结构及相关信号处理方法，能够减弱触摸按键芯片的无线干扰。本发明由以下技术方案实现：

一种减弱无线干扰的触摸按键芯片封装结构，包括封装壳、封装壳内封装的触摸按键芯片、及封装壳上设置的触摸按键连接PIN脚；所述触摸按键连接PIN脚与所述触摸按键芯片预设的按键IO口连接；其特征在于：所述封装壳内还设置有用于感应无线干扰信号的感应器件，所述感应器件与所述触摸按键芯片预设的无线干扰信号采集IO口连接。

作为具体的技术方案，所述触摸按键连接PIN脚与所述触摸按键芯片预设的按键IO口通过金属或者合金导电体的绑定线连接。

作为具体的技术方案，所述感应器件与所述触摸按键芯片预设的无线干扰信号采集IO口通过金属或者合金导电体的绑定线连接。

作为具体的技术方案，所述感应器件为金属线圈，是使用所述触摸按键芯片物理设计的顶层金属实现。

作为具体的技术方案，所述无线干扰信号采集IO口为所述触摸按键芯片的内部IO口。

作为具体的技术方案，所述感应器件为金属线圈，独立于所述触摸按键芯片设置于所述封装壳内。

作为具体的技术方案，所述触摸按键芯片内设置有对所述按键IO口采集的信号以及所述无线干扰信号采集IO口采集的信号进行处理的微电路。

一种基于上述封装结构的信号处理方法，包括：所述触摸按键芯片获取所述按键IO口采集的信号以及所述无线干扰信号采集IO口采集的信号；所述触摸按键芯片对各所述按键IO口采集的信号分别与所述无线干扰信号采集IO口采集的信号进行减操作，获取按键信号。

作为具体的技术方案，所述触摸按键芯片通过其内设置的微电路或者其内集成的信号处理算法对各所述按键IO口采集的信号分别与所述无线干扰信号采集IO口采集的信号进行所述减操作，获取所述按键信号。

作为具体的技术方案，所述触摸按键芯片内设置的微电路或者其内集成的信号处理算法在进行所述减操作之前，先对所述按键IO口采集的信号以及所述无线干扰信号采集IO口采集的信号进行滤波处理及适应的加权缩放处理。

本发明通过在封装结构内设置一个感应无线干扰信号的内部通道，以此单纯地获取环境内的无线干扰信号，再通过将按键IO口采集的复合信号减去该单纯的无线干扰信号，得到更准确、更真实的按键信号，有效地减弱了触摸按键芯片的无线干扰。此外，本发明的设计还可以在不增加外部引脚使用消耗的情况下，实现提高抵抗空间电磁波干扰的能力。

〖附图说明〗

图1为现有触摸弹簧形式的触摸按键与触摸按键芯片(图中MCU)连接的电路图。

图2为图1所示电路存在无线发射类干扰时的示意图。

图3为本发明实施例提供的触摸芯片封装结构中芯片IO口与封装壳上的PIN脚连接的示意图。

图4为图3基础上在触摸芯片封装结构中设置感应器件并将感应器件与芯片IO口连接的示意图。

图5为本发明实施例提供的触摸芯片封装结构存在无线发射类干扰时的示意图。

〖具体实施方式〗

结合图3所示，本实施例提供的触摸按键芯片封装结构，包括封装壳10、触摸按键芯片(图中标示为Die)及若干PIN脚。触摸按键芯片具有若干IO口及其他功能接口，触摸按键芯片封装于封装壳内，若干PIN脚设置于封装壳10上，分别与所述触摸按键芯片预设的按键IO口对应连接。

结合图4所示，触摸按键芯片封装结构还包括感应器件20，感应器件20为用于感应无线干扰信号的金属线圈，且感应器件20与触摸按键芯片预设的无线干扰信号采集IO口连接，本实施例中无线干扰信号采集IO口为触摸按键芯片的内部IO口。

具体地，触摸按键连接PIN脚与触摸按键芯片预设的按键IO口通过金属或者合金导电体的绑定线连接；为了内部通道和外部按键通道更加接近一致，内部通道也需要一个绑定线连接，及感应器件20与触摸按键芯片预设的无线干扰信号采集IO口也通过金属或者合金导电体的绑定线连接。此外，感应器件20采用金属线圈的方式时，该金属线圈是使用触摸按键芯片物理设计的顶层金属实现。当然，所述金属线圈也可以是独立于所述触摸按键芯片而设置于封装壳10内。而且，金属线圈根据封装结构具体应用环境及或封装结构内部空间，采用合适的圈数、圈形状及线长。

按键IO口采集的信号以及无线干扰信号采集IO口采集的信号还需经触摸按键芯片进行处理，主要是对各所述按键IO口采集的信号分别与所述无线干扰信号采集IO口采集的信号进行减操作，获取更准确真实的按键信号。

本实施例中，触摸按键芯片内设置有对所述按键IO口采集的信号以及所述无线干扰信号采集IO口采集的信号进行处理的微电路，用于执行减操作以及在进行所述减操作之前，先对所述按键IO口采集的信号以及所述无线干扰信号采集IO口采集的信号进行滤波处理及适应的加权缩放处理。当然，不设置硬件上的所述微电路，还可以由触摸按键芯片内集成的相关信号处理算法对各所述按键IO口采集的信号分别与所述无线干扰信号采集IO口采集的信号进行减操作及在进行所述减操作之前，先对所述按键IO口采集的信号以及所述无线干扰信号采集IO口采集的信号进行滤波处理及适应的加权缩放处理。

结合图5所示，本发明通过增加一个内部的通道，检测或者接收外部无线电相关的干扰，这个内部通道上的数据就代表了一部分的无线电干扰信息。实际的使用时，每个外部对应的触摸通道数据都与内部通道的数据进行相应的减操作，对应干扰被相减而最终数据部分的干扰被减小。其中，滤波后进行加权缩放后与外部通道进行相减操作，近似认为在一定的加权缩放后，内部通道和外部通道接收的干扰特性一致，类似属于共模信号，通过做差实现差分效果消除共模干扰。

以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，凡基于本发明的创作主旨、无需经过创造性劳动即可等到的等效技术特征的替换，应当视为本申请揭露的范围。