[發(fā)明專利]連續(xù)時(shí)間相關(guān)器結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210131159.8
• 申請(qǐng)日: 2012-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102928674A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: O·E·厄爾多甘;沈國(guó)重;R·阿南撒拉曼;A·塔帕里阿;B·賈維德;S·T·穆哈默德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 馬克西姆綜合產(chǎn)品公司
• 主分類號(hào): G01R27/26
• 分類號(hào): G01R27/26;G06F3/044
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 鄔少俊;王英

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2011年2月25號(hào)提交的、名稱為“Mutual?Capacitance?Touch-Screen?Controller?IIC?Interface”、具有相同發(fā)明人的、序列號(hào)為61/446,944的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。本申請(qǐng)通過(guò)引用并入序列號(hào)為61/446,944的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于將所測(cè)量的電容轉(zhuǎn)換為電壓的模擬前端電路。更具體地，本發(fā)明涉及具有用于從激勵(lì)信號(hào)中解調(diào)所測(cè)量的電容的相關(guān)器的模擬前端電路。

背景技術(shù)

許多電子設(shè)備并入了觸摸屏型的顯示器。觸摸屏是檢測(cè)在顯示區(qū)域內(nèi)的觸摸的存在、位置以及壓力的顯示器，觸摸通常由手指、手、觸針或其他定點(diǎn)設(shè)備引起。觸摸屏使得用戶能夠在不需要任何中間設(shè)備的情況下直接與顯示器面板交互，而不是利用鼠標(biāo)或觸摸板間接地與其交互。觸摸屏可以在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)或作為用于訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的終端。觸摸屏在銷售點(diǎn)系統(tǒng)、自動(dòng)柜員機(jī)(ATM)、移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、便攜式游戲控制臺(tái)、衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備以及信息裝置中普遍使用。

存在許多類型的觸摸屏技術(shù)。電阻式觸摸屏面板由若干層組成，包括由薄空間分離的兩個(gè)薄金屬導(dǎo)電層和電阻層。當(dāng)某一物體觸摸到觸摸屏面板時(shí)，這些層在某一點(diǎn)連接。響應(yīng)于物體接觸，面板與具有連接的輸出的兩個(gè)分壓器在電學(xué)上類似地起作用。這引起電流改變，該電流改變被登記為觸摸事件并且被發(fā)送到控制器以用于處理。

電容式觸摸屏面板由跨傳感器傳導(dǎo)連續(xù)電流的材料涂覆、部分涂覆或者圖形化。傳感器在水平軸和豎直軸兩者上均表現(xiàn)所存儲(chǔ)的電子的精確受控場(chǎng)以實(shí)現(xiàn)電容。人體是導(dǎo)電的；因此影響存儲(chǔ)在電容中的電場(chǎng)。當(dāng)傳感器的參考電容被另一電容場(chǎng)如手指更改時(shí)，位于面板的每個(gè)拐角處的電子電路測(cè)量參考電容的所得失真。與觸摸事件有關(guān)的測(cè)量信息被發(fā)送到控制器來(lái)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理。可以用裸手指或者用裸手持有的傳導(dǎo)設(shè)備來(lái)觸摸電容式傳感器。電容式傳感器也基于接近來(lái)工作，而無(wú)需直接觸摸以被觸發(fā)。在多數(shù)情況下，并不發(fā)生與傳導(dǎo)金屬表面的直接接觸，而是由絕緣玻璃或者塑料層將傳導(dǎo)傳感器與用戶的身體隔離。經(jīng)常可以通過(guò)靠近表面快速揮動(dòng)手掌而不是觸摸來(lái)觸發(fā)具有旨在用于讓手指觸摸的電容式按鈕的設(shè)備。

圖1示出了用于電容式觸摸屏面板的示例性傳統(tǒng)電容式觸摸傳感器。這種傳感器通常使用被形成為層的透明導(dǎo)體，例如ITO(銦錫氧化物)導(dǎo)體來(lái)形成。在圖1的示例性配置中，底部導(dǎo)體形成驅(qū)動(dòng)電極X0、X1、X2、X3，也稱為驅(qū)動(dòng)線，頂部導(dǎo)體形成感測(cè)電極Y0、Y1、Y2、Y3，也稱為感測(cè)線。驅(qū)動(dòng)線和感測(cè)線的每個(gè)交叉點(diǎn)形成具有所測(cè)量的電容Cm的電容器。目標(biāo)在于確定電容式觸摸傳感器上的觸摸位置的估計(jì)。當(dāng)手指或其他接地的物體被定位在傳感器的交叉點(diǎn)處或者其附近時(shí)，在該交叉點(diǎn)處的所測(cè)量的電容Cm存在改變。所測(cè)量的電容Cm是在該交叉點(diǎn)處的感測(cè)線和驅(qū)動(dòng)線之間的電容。當(dāng)在交叉點(diǎn)處發(fā)生觸摸事件時(shí)，感測(cè)線和驅(qū)動(dòng)線之間的一部分場(chǎng)線被轉(zhuǎn)向到在感測(cè)線和手指之間。這樣，所測(cè)量的電容Cm在觸摸事件期間減小。

模擬前端(AFE)電路對(duì)模擬信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理，并且通常執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。模擬前端電路可以用在多種應(yīng)用中，包括測(cè)量并將電容轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓值。圖2A和圖2B示出了用于測(cè)量外部電容器的電容并將所測(cè)量的電容轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓的傳統(tǒng)的模擬前端電路的簡(jiǎn)化示意框圖。在示例性應(yīng)用中，外部電容是存儲(chǔ)在圖1的電容器Cm中的電荷。圖2A示出了電路的第一階段，而圖2B示出了電路的第二階段。在階段1期間，待測(cè)量的電荷被收集在電容器Cm上。在階段2期間，存儲(chǔ)在電容器Cm上的電荷被轉(zhuǎn)移到電容器Cf，并輸出對(duì)應(yīng)的電壓Vout。

參考圖2A，電路包括電容器Cm、運(yùn)算放大器2、開(kāi)關(guān)4、反饋電容器Cf和開(kāi)關(guān)6。在放大器2的負(fù)輸入端的電壓，并且因此也是在電容器Cm的第一端的電壓，是虛擬接地Vvg。在階段1期間，開(kāi)關(guān)4連接到參考電壓Vref，并且開(kāi)關(guān)6閉合。使開(kāi)關(guān)6閉合允許電容器Cf完全放電到已知的零狀態(tài)。跨電容器Cm的電荷是Vvg-Vref乘以電容Cm。