[發明專利]用于具有噪聲穩健性的電容傳感器系統的信號處理

有效

• 申請號: 201380049557.8
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN104662393B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 阿克塞爾·海姆;馬丁·霍赫
• 申請（專利權）人: 微晶片科技德國公司
• 主分類號: G01D5/24
• 分類號: G01D5/24;H03K17/96;G06F3/044
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287
• 代理人: 沈錦華

1.一種電容傳感器，其包括：

發射電極，其經配置以為所述電容傳感器提供交流電場；

振蕩器，其用于生成載波信號；

一個或多個接收電極，其經配置以檢測所述交流電場的變動；

自適應頻率調整單元，其與所述振蕩器耦合且其經配置以響應于噪聲的檢測而調整所述交流電場的操作頻率；

其中所述載波信號是由進入所述交流電場的物體使用振幅調制來調制的；及

模數轉換器，其經配置以對自所述一個或多個接收電極接收的信號采樣，其中該采樣與所述振蕩器同步。

2.根據權利要求1所述的電容傳感器，其中所述自適應頻率調整單元經配置以執行潛在操作頻率下的多個噪聲量度且選擇新操作頻率。

3.根據權利要求2所述的電容傳感器，其中所述新操作頻率對應于所述多個噪聲量度的最小值或最大值。

4.根據權利要求2所述的電容傳感器，其中所述新操作頻率對應于所述多個噪聲量度的足夠高或足夠低的噪聲量度。

5.根據權利要求2所述的電容傳感器，其中所述噪聲量度包括噪聲功率。

6.根據權利要求2所述的電容傳感器，其中所述噪聲量度為所述操作頻率下的噪聲的量度。

7.根據權利要求6所述的電容傳感器，其中所述噪聲量度為所述操作頻率下的噪聲功率的量度。

8.根據權利要求7所述的電容傳感器，其中所述模數轉換器的采樣頻率是載波信號的頻率的兩倍。

9.根據權利要求2所述的電容傳感器，其中所述噪聲量度為與低頻調制信號的頻帶不相等且與含有低頻噪聲的頻帶不相等的頻帶中的經向下取樣的信號的信號能量的量度。

10.根據權利要求2所述的電容傳感器，其中所述自適應頻率調整單元經配置以在檢測到的噪聲量度超過或低于預定閾值的情況下選擇新操作頻率。

11.根據權利要求10所述的電容傳感器，其中所述新操作頻率為對應于所述多個噪聲量度的最小值或最大值的操作頻率。

12.根據前述任一權利要求所述的電容傳感器，其中所調制的載波信號是同步解調和向下取樣的。

13.一種用于向電容感測系統提供噪聲穩健性的方法，其包括：

產生載波信號并依據感測到的電容調制在一操作頻率上的所述載波信號；

界定多個潛在操作發射頻率；

確定對應于所述潛在操作頻率的每一者的對應噪聲量度；

在所述多個潛在操作發射頻率的一者下操作所述電容感測系統；

測量所述操作頻率下的操作噪聲量度；及

響應于所測得的操作噪聲量度的值而選擇新操作頻率；

其中同步地解調及向下取樣經調制的載波信號。

14.根據權利要求13所述的方法，其中所述新操作頻率對應于所述多個噪聲量度的最小值或最大值。

15.根據權利要求13所述的方法，其中所述新操作頻率對應于所述多個噪聲量度的足夠高或足夠低的噪聲量度。

16.根據權利要求13所述的方法，其中所述噪聲量度包括噪聲功率。

17.根據權利要求13所述的方法，其中所述噪聲量度為所述操作頻率下的噪聲的量度。

18.根據權利要求13所述的方法，其中所述噪聲量度為所述操作頻率下的噪聲功率的量度。

19.根據權利要求13所述的方法，其中使用振幅調制通過低頻目標信號來調制所述操作頻率下的載波信號。

20.根據權利要求19所述的方法，其中所述噪聲量度為與低頻調制信號的頻帶不相等且與含有低頻噪聲的頻帶不相等的頻帶中的經向下取樣的信號的信號能量的量度。

21.根據權利要求13所述的方法，其包含在檢測到的噪聲量度超過或低于預定閾值的情況下選擇新操作頻率。

22.根據權利要求21所述的方法，其中所述新操作頻率為對應于所述多個噪聲量度的最小值或最大值的操作頻率。