[發(fā)明專利]使用開關(guān)電容器模擬信號處理的電容式觸摸感測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710949476.3
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107943354B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬蒂德拉·薩迦;肯尼思·C.克蘭德爾;赫特·辛格·蘭德哈瓦
• 申請（專利權(quán)）人: UICO公司
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

1.一種方法，包括：

對電容式觸摸面板的多個(gè)傳感電容器的相應(yīng)傳感電容器進(jìn)行充電，并且使用相應(yīng)的感測電阻器感測相應(yīng)的充電電流；

在相應(yīng)的積分電路中對相應(yīng)的充電電流進(jìn)行積分以產(chǎn)生相應(yīng)的信號電荷；

對相應(yīng)的傳感電容器進(jìn)行放電并且使用所述感測電阻器感測放電電流；對相應(yīng)的放電電流進(jìn)行反相，并且在相應(yīng)的積分電路中對相應(yīng)的反相后的放電電流進(jìn)行積分以產(chǎn)生相應(yīng)的信號電荷；

將相應(yīng)的反相后的放電電流的積分結(jié)果增加到相應(yīng)的充電電流的積分結(jié)果，以產(chǎn)生信號電荷；

將所述信號電荷分解為存儲(chǔ)在兩個(gè)電容器上的兩個(gè)半信號電荷；

通過共用存儲(chǔ)有一半信號電荷的兩個(gè)電容器中的一個(gè)電容器以得到多個(gè)傳感電容器的所有傳感電容器的平均信號電荷；以及

從存儲(chǔ)在另一個(gè)電容器上的每個(gè)相應(yīng)的半信號電荷中減去所述平均信號電荷以產(chǎn)生所得到的電荷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：

量化所得到的電荷以產(chǎn)生表示與多個(gè)傳感電容器的相應(yīng)傳感電容器的相應(yīng)電流電容值的均值的偏差的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括：

在充電階段和放電階段期間，將相應(yīng)積分電路配置為連續(xù)時(shí)間積分器；

將相應(yīng)連續(xù)時(shí)間積分器中將相應(yīng)的充電電流和相應(yīng)的放電電流一起積分；

在隨后的積分階段期間，將相應(yīng)的積分電路重新配置為開關(guān)電容積分器；

計(jì)算與每個(gè)相應(yīng)的信號電荷均值的偏差；以及

使用重新配置的開關(guān)電容積分器、比較器和數(shù)字升降計(jì)數(shù)器執(zhí)行Σ-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，將相應(yīng)的積分電路重新配置為開關(guān)電容器電路包括：從包括運(yùn)算放大器電路的相應(yīng)連續(xù)時(shí)間積分器中去除連續(xù)時(shí)間積分器部件，用開關(guān)電容器電路中的運(yùn)算放大器電路代替開關(guān)電容積分器部件，以重復(fù)使用所述運(yùn)算放大器電路。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中量化所得到的電荷包括：

基于積分結(jié)果的符號產(chǎn)生正的結(jié)果或負(fù)的結(jié)果；

在數(shù)字計(jì)數(shù)器中組合所述正的結(jié)果或負(fù)的結(jié)果與先前的結(jié)果；以及

反饋所述正的結(jié)果或負(fù)的結(jié)果以控制誤差電荷與平均信號電荷、相應(yīng)的先前存儲(chǔ)的積分結(jié)果以及相應(yīng)的電流信號電荷的積分。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括：

在所述多個(gè)傳感電容器的所有相應(yīng)的傳感電容器中共用所述電流信號值的一半；以及

在所述多個(gè)傳感電容器的所有相應(yīng)的傳感電容器兩端去除所述電流信號值的一半作為共模信號。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中量化所述積分結(jié)果包括：

基于所述積分結(jié)果的數(shù)學(xué)符號遞增或遞減計(jì)數(shù)器電路。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中量化所述積分結(jié)果還包括：

反饋信號以提供下一個(gè)操作周期的積分結(jié)果的數(shù)學(xué)符號。

9.一種電容式觸摸感測系統(tǒng)，包括：

布置在電容式觸摸面板中的多個(gè)傳感器；

多個(gè)模擬前端電路，每個(gè)相應(yīng)的模擬前端電路被配置為與所述多個(gè)傳感器中的相應(yīng)傳感器耦合，每個(gè)模擬前端電路包括：

運(yùn)算放大器電路，其在充電階段和放電階段中能夠被配置為連續(xù)時(shí)間積分器，以將來自相應(yīng)傳感器的電荷積分到一個(gè)或多個(gè)電容器上，并且在積分階段中能夠被重新配置，以對來自包括一個(gè)或多個(gè)電容器的多個(gè)電容器的電荷進(jìn)行積分；以及

比較器，在積分階段中被配置為與所述運(yùn)算放大器電路耦合，以產(chǎn)生表示積分階段中的積分電荷的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；以及

其中每個(gè)相應(yīng)的模擬前端電路還包括耦合在相應(yīng)傳感器和所述運(yùn)算放大器電路的輸入之間的極性開關(guān)，所述極性開關(guān)在充電階段和放電階段之間能夠被重新配置為對在放電階段期間來自相應(yīng)傳感器的電荷和在充電階段期間來自相應(yīng)傳感器的電荷進(jìn)行組合。