[發明專利]同時積分多個差動信號的電路、感測電路及其操作方法

有效

• 申請號: 201210506389.8
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103138734A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 張欽富;林光輝
• 申請（專利權）人: 禾瑞亞科技股份有限公司
• 主分類號: H03K19/00
• 分類號: H03K19/00;H03M1/12
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧

技術領域

本發明涉及一種感測電路模塊，特別是涉及一種多階的感測電路模塊。

背景技術

取樣保持電路常常用于檢測信號，特別是微弱電流的電信號。這些電信號由于太過微弱，因此需要一段時間的積分(integrate)，才能累積達到一定量。也正由于這些想要檢測的電信號特別微弱，因此很容易受到外界的電磁干擾，因而淹沒了原本想要檢測的電信號。

在現代的消費性電子產品當中，大量使用到觸控面板作為友善易用的人機接口。在觸控面板的技術當中，有一些正是使用檢測微小弱電流的技術。在這些觸控面板的處理芯片當中，就必須使用取樣保持電路對弱電流加以積分與檢測。在本申請當中，使用觸控面板作為方便的范例說明。但本領域的普通技術人員可以理解到，微弱電流的檢測技術不是僅能應用于觸控面板的處理芯片。比方說在許多檢測微小粒子的感應器、光感應器等等，都需要本申請所提到的元器件。

上面已經提到，現有習知的觸控面板的取樣保持電路可能會因為瞬間噪聲太大而過飽和，這瞬間噪聲可能是來自電源、傳導物質的觸碰或接近面板的人體等等，因而造成取樣保持電路所取樣保持的數值與觸控面板感測器的感測值有所差距。換句話說，取樣保持電路必須舍棄此次所取樣保持的數值，然后重新對觸控面板感測器的感測值再進行一次取樣保持操作，如此，不僅增加取樣保持電路的動作時間，并且再一次的取樣保持操作亦有可能無法量測得到原本觸控面板感測器的感測值(例如：假設取樣保持電路在前一次已經取樣量測得到觸控面板感測器的40%感測值，但是因為瞬間噪聲導致過飽和而舍棄，則取樣保持電路在此次的取樣量測就僅能得到觸控面板感測器剩余的60%感測值)。

再者，現有習知的觸控面板的取樣保持電路一般僅于正頻率或負頻率周期動作，因此浪費了50%的頻率周期。或者，有些取樣保持電路會利用反相器使得其等可以動作于正頻率與負頻率周期(例如：負頻率經由反相器轉變成正頻率后，則正頻率周期動作的取樣保持電路就可動作于原本的負頻率周期)，然而反相器的傳遞時間延遲在高速取樣保持電路中將會造成頻率重疊問題(例如：假設負頻率經反相器轉變成為正頻率后產生5%的傳遞時間延遲，則此正頻率波形末端5%的脈沖波時間將與下一正頻率波形前端5%的脈沖波時間重疊)，這種頻率重疊問題在高頻取樣保持電路或傳遞時間延遲較大的反相器中將會更加明顯及嚴重，進而使得取樣保持電路動作失序。或者是，有些取樣保持電路則是利用反相器將正頻率周期所取樣保持的結果直接進行相位轉換后再加以利用，但問題依舊是反相器的控制頻率與傳遞時間延遲仍然是個需要被解決的問題。

一般說來，上述的取樣保持電路接收了感測器所感應的電信號之后，為了要對感測到的信號做進一步的處理，都需要在取樣保持電路后方加上模擬數字轉換器。經過模擬數字轉換器之后，感測器所感應的數值才能被中央處理器或是數字信號處理器做進一步的處理。

在傳統的模擬數字轉換器當中，連續近似模擬數字轉換器(SAR-ADC)是常用的一種。在連續近似模擬數字轉換器的設計當中，可以使用電容元件的數組，形成一個二元樹的結構。通過比較器與控制邏輯電路，連續近似模擬數字轉換器可以輸出2的n次位的輸出值。前面已知，普通的取樣保持電路同樣地需要使用到電容元件，用于對輸入信號進行積分。

由于電容元件必須占用相當的芯片面積，如果能夠共享取樣保持電路與后面接續的連續近似模擬轉換器當中的電容，那么就可以節省下許多面積，進而減少芯片的制作成本。

發明內容

本發明的主要目的在于，克服上述技術缺陷，而提供一種同時積分多個差動信號的電路，所要解決的技術問題是消除現有技術中的取樣保持電路因為瞬間噪聲過大而導致過飽和的問題，以及一般僅于正頻率或負頻率周期動作、且使用反相器會造成延遲等問題。

發明的另一目的在于，提供一種感測電路模塊。

本發明的再一目的在于，提供適用于上述感測電路模塊的操作方法。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的同時積分多個差動信號的電路，其包括：連續排列的多個第一階積分電路，每一個第一階積分電路分別積分輸入信號，以同時輸出依據該輸入信號積分而產生的第一階正積分信號與相反于該第一階正積分信號的第一階負積分信號；以及連續排列的多個第二階積分電路，每一個第二階積分電路是積分所述的第一階積分電路之一的該第一階正積分信號與在前一個或在后一個的第一階積分電路的該第一階負積分信號的信號差，以輸出第二階積分信號。

本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。