[發明專利]具有流水線化的電容感測的電路、裝置和方法

有效

• 申請號: 201210048676.9
• 申請日: 2012-02-27
• 公開（公告）號: CN102721893A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: O·E·厄多甘;沈國忠;S·T·穆哈默德;J·C·X·勒
• 申請（專利權）人: 馬克西姆綜合產品公司
• 主分類號: G01R31/01
• 分類號: G01R31/01;G01R27/26
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;邊海梅

1.一種電容感測電路，包括：

多個采樣保持(S/H)電路，每個都被配置為對與對應的感測通道感測的電容對應的模擬值進行采樣和存儲；以及

多路復用器(MUX)電路，具有耦合到每個S/H電路的不同輸入以及耦合到模數轉換器(ADC)的輸出。

2.根據權利要求1所述的電容感測電路，其中：

每個S/H電路包括：

采樣放大器，以及

采樣電容器，具有耦合到所述采樣放大器的輸入的第一端子。

3.根據權利要求2所述的電容感測電路，其中：

每個S/H電路進一步包括：

輸入切換元件，將S/H輸入耦合到所述采樣電容器的第二端子，以及

反饋切換元件，耦合在所述放大器的輸入和輸出之間。

4.根據權利要求2所述的電容感測電路，其中：

每個S/H電路進一步包括：

保持切換元件，耦合在所述采樣電容器的第一端子與參考節點之間，以及

放電切換元件，耦合在所述采樣電容器的第二端子與所述參考節點之間。

5.根據權利要求1所述的電容感測電路，其中：

每個感測通道包括信號放大器，所述信號放大器被配置為對利用電容感測器生成的信號進行放大。

6.根據權利要求1所述的電容感測電路，其中：

每個感測通道包括混頻器電路，所述混頻器電路將周期性參考信號與所述感測通道對應的電容輸入信號進行混頻。

7.根據權利要求1所述的電容感測電路，其中：

每個感測通道包括積分器電路，所述積分器電路被配置為對響應于感測電容而生成的周期性信號進行積分，以在耦合到對應的S/H電路的積分器輸出上生成模擬電壓。

8.根據權利要求7所述的電容感測電路，其中：

每個感測通道進一步包括混頻器電路，所述混頻器電路具有第一混頻器輸入、第二混頻器輸入和混頻器輸出，所述第一混頻器輸入耦合為接收周期性感測信號，所述第二混頻器輸入耦合為接收周期性參考信號，所述混頻器輸出耦合到對應的積分器電路。

9.根據權利要求1所述的電容感測電路，進一步包括：

數字控制器，包括至少一個處理器，所述至少一個處理器耦合為接收從所述ADC輸出的數字感測電容值。

10.根據權利要求9所述的電容感測電路，進一步包括：

電容感測陣列，耦合到所述感測通道；并且

所述處理器包括指令存儲器，所述指令存儲器配置所述處理器以響應于數字感測電容值確定所述感測陣列中的觸摸發生。

11.一種方法，包括：

從第一電容感測器生成第一模擬信號；

對第一模擬信號進行采樣；以及

將所述第一模擬信號順序地轉換成數字值，同時從第二電容感測器生成第二模擬信號。

12.根據權利要求11所述的方法，進一步包括：

對所述第一模擬信號基本上同時地進行采樣；

對所述第二模擬信號基本上同時地進行采樣；以及

將所述第二模擬信號順序地轉換成數字值，同時從第三電容感測器生成第三模擬信號。

13.根據權利要求11所述的方法，其中：

對第一模擬信號進行采樣包括：將采樣電容器的第一端子耦合為接收所述第一模擬信號而將所述采樣電容器的第二端子連接到參考電壓；以及

順序地轉換所述第一模擬信號包括：

將所選擇的采樣電容器的所述第二端子耦合到所選擇的放大器的輸入，而將所述所選擇的采樣電容器的所述第一端子耦合到所述所選擇的放大器的反饋回路，以及

將未選擇的采樣電容器的第二端子保持為所述參考電壓，而所述未選擇的采樣電容器的第一端子被電隔離。

14.根據權利要求11所述的方法，其中：

對第一模擬信號進行采樣包括：將采樣電容器的第一端子耦合為接收所述第一模擬信號而對應的放大器處于低功率狀態；以及

順序地轉換所述第一模擬信號包括：將一個所選擇的放大器順序地置于激活功率狀態，而將未選擇的放大器維持在低功率狀態。