[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

相關申請的交叉引用

本申請要求2011年2月25日提交的、序列號為61/446,944的美國臨時專利申請的權益，該專利申請的內容通過參考引入于此。

技術領域

本公開總地涉及電容感測電路，并且更具體地涉及可以使針對電容感測器組的感測操作流水線化的電容感測電路。

背景技術

參照圖17A，示出了電容感測系統1700。電容感測系統1700包括電容元件1702-1至1702-n、感測通道1704-1至1704-n、多路復用器(MUX)1706以及模數轉換器(ADC)1708。電容元件(1702-1至1702-n)由發射電極(Tx)和接收電極(Rx1至Rxn)之間的互電容形成。這種電容可以響應于物體觸摸或者靠近含電極的表面而變化。

感測通道(1704-1至1704-n)每個都包括低噪聲放大器(LNA)(一個示出為1708)、混頻器(一個示出為1710)和積分器(一個示出為1712)。每個感測通道(1704-1至1704-n)生成與所感測的電容對應的電壓。MUX?1706將每個感測通道(1704-1至1704-n)的輸出順序連接到ADC?1708。ADC?1708將來自積分器(例如1710)的模擬輸出轉換成數字輸出值DOUT。

參照圖17B，在定時圖中示出了系統1700的電容感測操作。波形CHs示出了系統中的感測通道的操作。波形ADC示出了ADC?1708的操作。

在大約時刻t0，對應于Rx電極，可以生成信號。

在大約時刻t1，一旦對于感測通道(1704-1至1704-n)獲取模擬值過去了足夠的時間，則MUX?1706開始將每個通道順序連接到ADC?1708。來自通道CH1(1704-0)的模擬值是由ADC?1708轉換的第一值。一個接一個地，將每個通道連接到ADC?1708，并且將感測通道生成的模擬值轉換成數字值。

在時刻t2，MUX?1706可以將下一通道切換到ADC?1708，該ADC1708可以針對該行的下一通道(在本情況中為通道CH2)生成數字值。這可以繼續直到感測了行I的所有通道。

在大約時刻t3，對應于下一行(行II)的Rx電極，可以生成信號。可以以相同方式繼續針對該下一行的感測。

如從上面理解的，在所示方法中，針對一行(即行II)生成信號直到在ADC?1708已完成針對前一行(即行I)轉換值才開始。

發明內容

在本發明的一個方面中，提供了一種電容感測電路，其包括：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。

在本發明的另一方面中，提供了一種方法，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。

在本發明的又一方面中，提供了一種電容感測系統，包括：多個感測通道，每個都被配置為響應于電容感測信號來生成模擬電壓；采樣保持(S/H)電路，與每個感測通道對應；選擇電路，被配置為將所述S/H電路順序地耦合到同一模數轉換器(ADC)；以及控制器電路，將從所述ADC輸出的數字值與至少一個閾值相比較。

附圖說明

圖1是根據一個實施例的電容感測電路的方框示意圖。

圖2是示出根據一個實施例的如圖1那樣電路的操作的定時圖。

圖3是示出根據另一實施例的電容感測電路的操作的定時圖。

圖4是根據又一實施例的電容感測電路的方框示意圖。

圖5是示出根據一個實施例的如圖4那樣電路的操作的定時圖。

圖6A至圖6D是示出根據實施例的采樣保持電路和操作模式的一系列方框示意圖。

圖7是根據一個實施例的電容感測裝置的方框示意圖。

圖8是示出根據一個實施例的如圖7那樣裝置的操作的流程圖。

圖9是根據一個實施例的電容感測系統的方框示意圖。

圖10是根據另一實施例的電容感測系統的方框示意圖。

圖11A至圖11C示出了在實施例中可以包括的電容感測陣列。

圖12A至圖12C是示出了根據一些實施例的觸摸屏控制的系統的示圖。

圖13是根據一個實施例的電容感測方法的流程圖。

圖14是根據一個實施例的互電容感測方法的流程圖。