触控感应方法和设备技术

本发明专利技术提供一种用于生成触控电容测量的测量方法。增益和偏置控制信号被生成，其中增益和偏置控制信号（VG,VOS）被调整以补偿触控传感器（202）的基本电容。在时钟信号（CLK1）的第一阶段期间，增益控制信号（VG）被施加到触控传感器（202），并且在该时钟信号的第二阶段期间，偏置控制信号（VOS）被施加到输出电路（209）。在该时钟信号的第二阶段期间，输出电路（209）被耦合到触控传感器（202）。通过用增益和偏置控制信号补偿基本电容来生成触控电容测量，并且增益被应用于该触控电容测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及电容式触控传感器，并且更特别地涉及感测电容式触控传感器中的细微变化。
技术介绍
电容式触控传感器（例如触控按键）被越来越多地用在人机接口设备中。这些触控传感器通常具有基本电容，并基于检测到由于靠近传感器的电介质（即，手指）的存在而导致的基本电容增加而工作。在一些触控传感器的情况下，基本电容（其可以被称为触控电容）的这种改变或变化可以小至0.5%。这意味着，如果采用10位逐次逼近寄存器型（SAR）模数转换器（ADC）来数字化这种测量，则触控电容测量可能被限制为大约5个最低有效位。因此，很容易出现由于噪声导致的误差。此外，基本电容可能随着时间漂移，这会产生进一步的误差。因此，需要能够准确地测量微小触控电容的改进型触控传感器。常规系统的一些示例在下列文献中进行了描述：美国专利No.5,463,388；美国专利No.7,764,274；美国专利预授权公开No.2007/0074913；美国专利预授权公开No.2008/0116904；美国专利预授权公开No.2009/0066674；美国专利预授权公开No.2009/0153152；美国专利预授权公开No.2010/0201382；以及PCT公开No.WO2007044360。
技术实现思路
一个实施例提供一种设备。所述设备包含：接口，其被配置为与具有基本电容（base capacitance）的触控传感器通信；以及电容电压转换器，其接收时钟信号并耦合到所述接口，其中电容电压转换器生成增益控制信号和偏置信号，并且其中电容电压转换器被配置为在时钟信号的第一阶段期间将增益控制信号施加到触控传感器，并且增益和偏置控制信号被调整以补偿基本电容，并且其中在时钟信号的第二阶段期间电容电压转换器使用增益和偏置控制信号来补偿基本电容并且提供触控电容测量值。根据一个实施例，输出电路包括电容器，该电容器被配置为是可调整的。根据一个实施例，电容电压转换器进一步包含：增益控制电路，其耦合到接口并接收时钟信号；输出电路，其耦合到增益控制电路，其中输出电路包括电容器；以及偏置控制电路，其耦合到输出电路并接收时钟信号。根据一个实施例，增益控制电路进一步包含：第一传输门，其耦合在接口和输出电路之间并在时钟信号的第二阶段期间被激活；第二传输门，其耦合到接口并在时钟信号的第一阶段期间被激活；以及数模转换器（ADC），其耦合到第二传输门并生成增益控制信号。根据一个实施例，DAC进一步包含第一DAC，并且其中增益控制电路进一步包含：第二DAC，其生成偏置控制信号；第三传输门，其耦合在第二DAC和输出电路之间并在时钟信号的第二阶段期间被激活；以及第四传输门，其耦合到输出电路并且在时钟信号的第一阶段期间被激活。根据一个实施例，时钟信号进一步包含第一时钟信号，并且其中电容器进一步包含第一电容器，并且其中输出电路进一步包含：第二电容器，其耦合在第三和第四传输门之间；放大器，其具有第一输入终端、第二输入终端和输出终端，其中放大器的第一输入终端耦合到第二电容器和第一传输门，并且其中第一电容器耦合在放大器的第一输入终端和放大器的输出终端之间，并且其中放大器的第二输入终端接收共模电压；以及第五传输门，其由第二时钟信号控制并耦合在放大器的第一输入终端和放大器的输出终端之间。根据一个实施例，提供一种设备。所述设备包含：触控面板，其具有多个触控传感器，其中每个触控传感器都具有基本电容；触控面板控制器，其具有耦合到每个触控传感器的接口；电容电压转换器，其具有：耦合到接口并接收时钟信号的增益控制电路，其中增益控制电路生成增益控制信号，并且其中增益控制电路被配置为在时钟信号的第一阶段期间将增益控制信号施加到从多个触控传感器中选择的触控传感器；输出电路，其耦合到增益控制电路，其中输出电路被配置为在时钟信号的第二阶段期间耦合到触控传感器；以及偏置控制电路，其耦合到输出电路并接收时钟信号，其中偏置控制电路生成偏置控制信号，并且其中偏置控制电路在时钟信号的第二阶段期间将偏置控制信号施加到输出电路，并且其中增益和偏置控制信号被调整以补偿被选择的触控传感器的基本电容。根据一个实施例，电容器进一步包含第一电容器，并且其中输出电路进一步包含：耦合到偏置控制电路的第二电容器；以及具有第一输入终端、第二输入终端和输出终端的放大器，其中放大器的第一输入终端耦合到第二电容器和增益控制电路，并且其中第一电容器耦合在放大器的第一输入终端和放大器的输出终端之间，并且其中放大器的第二输入终端接收共模电压。根据一个实施例，时钟信号进一步包含第一时钟信号，并且其中输出电路进一步包含第一传输门，该第一传输门由第二时钟信号控制并且耦合在放大器的第一输入终端和放大器的输出终端之间。根据一个实施例，增益控制电路进一步包含：DAC，其生成偏置控制信号；第二传输门，其耦合在DAC和第二电容器之间并且在时钟信号的第二阶段期间被激活；以及第三传输门，其耦合到第二电容器并且在时钟信号的第一阶段期间被激活。根据一个实施例，DAC进一步包含第一DAC，并且其中增益控制电路进一步包含：第四传输门，其耦合在接口和放大器的第一输入终端之间并在时钟信号的第二阶段期间被激活；第五传输门，其耦合到接口并在时钟信号的第一阶段期间被激活；以及第二DAC，其耦合到第二传输门并且生成增益控制信号。根据一个实施例，触控面板控制器进一步包含：模数转换器（ADC），其耦合到放大器的输出终端；数字前端（DFE），其耦合到ADC；以及控制逻辑，其耦合到DFE、第一和第二DAC以及第一、第二、第三、第四和第五传输门。根据一个实施例，ADC是逐次逼近寄存器型（SAR）ADC。根据一个实施例，DFE使用关联双采样（CDS）提供噪声抑制。根据一个实施例，提供一种方法。所述方法包括：生成增益和偏置控制信号，其中增益和偏置控制信号被调整以补偿触控传感器的基本电容；在时钟信号的第一阶段期间将增益控制信号施加到触控传感器；在时钟信号的第二阶段期间将偏置控制信号施加到输出电路；在时钟信号的第二阶段期间将输出电路耦合到触控传感器；用增益和偏置控制信号补偿基本电容以生成触控电容测量值；以及将增益施加到触控电容测量值。根据一个实施例，施加增益控制信号的步骤进一步包含在时钟信号的第一阶段期间将DAC耦合到触控传感器。根据一个实施例，所述方法进一步包含将具有所施加增益的触控测量值转换为数字信号。根据一个实施例，所述方法进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，其包含：接口，其被配置为与具有基本电容的触控传感器通信；以及电容电压转换器，其接收时钟信号并且被耦合到所述接口；其中所述电容电压转换器生成增益控制信号和偏置信号；其中所述电容电压转换器被配置为在所述时钟信号的第一阶段期间将所述增益控制信号施加到所述触控传感器，并且所述增益和偏置控制信号被调整以补偿所述基本电容；并且其中所述电容电压转换器在所述时钟信号的第二阶段期间使用所述增益和偏置控制信号来补偿所述基本电容并且提供触控电容测量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.15 US 13/184,2921.一种设备，其包含：
接口，其被配置为与具有基本电容的触控传感器通信；以及
电容电压转换器，其接收时钟信号并且被耦合到所述接口；
其中所述电容电压转换器生成增益控制信号和偏置信号；
其中所述电容电压转换器被配置为在所述时钟信号的第一阶段期间将所述
增益控制信号施加到所述触控传感器，并且所述增益和偏置控制信号被调整以
补偿所述基本电容；并且其中所述电容电压转换器在所述时钟信号的第二阶段
期间使用所述增益和偏置控制信号来补偿所述基本电容并且提供触控电容测
量。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述输出电路包括电容器，所述电容
器被配置为是可调整的。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述电容电压转换器进一步包含：
增益控制电路，其耦合到所述接口并接收所述时钟信号；
输出电路，其耦合到所述增益控制电路，其中所述输出电路包括所述电容
器；以及
偏置控制电路，其耦合到所述输出电路并接收所述时钟信号。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述增益控制电路进一步包含：
第一传输门，其耦合在所述接口和所述输出电路之间并在所述时钟信号的
所述第二阶段期间被激活；
第二传输门，其耦合到所述接口并在所述时钟信号的所述第一阶段期间被
激活；以及
数模转换器即DAC，其耦合到所述第二传输门并生成所述增益控制信号。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述DAC进一步包含第一DAC，并
且其中所述增益控制电路进一步包含：
第二DAC，其生成所述偏置控制信号；
第三传输门，其耦合在所述第二DAC和所述输出电路之间并在所述时钟信
号的所述第二阶段期间被激活；以及
第四传输门，其耦合到所述输出电路并在所述时钟信号的所述第一阶段期
间被激活。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述时钟信号进一步包含第一时钟信
号，并且其中所述电容器进一步包含第一电容器，并且其中所述输出电路进一
步包含：
第二电容器，其耦合到所述第三和第四传输门；
放大器，其具有第一输入终端、第二输入终端和输出终端，其中所述放大
器的所述第一输入终端耦合到所述第二电容器和所述第一传输门，并且其中所
述第一电容器耦合在所述放大器的所述第一输入终端和所述放大器的所述输出
终端之间，并且其中所述放大器的所述第二输入终端接收共模电压；以及
第五传输门，其由所述第二时钟信号控制并耦合在所述放大器的所述第一
输入终端和所述放大器的所述输出终端之间。
7.一种设备，其包含；
触控面板，其具有多个触控传感器，其中每个触控传感器均具有基本电容；
触控面板控制器，其具有：
接口，其耦合到每个触控传感器；
电容电压转换器，其具有：
增益控制电路，其耦合到所述接口并接收时钟信号，其中所述增益控
制电路生成增益控制信号，并且其中所述增益控制电路被配置为在所述时
钟信号的第一阶段期间将所述增益控制信号施加到从所述多个触控传感器
中选择的触控传感器；
输出电路，其耦合到所述增益控制电路，其中所述输出电路被配置为
在所述时钟信号的第二阶段期间耦合到所述触控传感器；以及
偏置控制电路，其耦合到所述输出电路并接收所述时钟信号，其中所
述偏置控制电路生成偏置控制信号，并且其中所述偏置控制电路在所述时
钟信号的所述第二阶段期...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·阿拉斯，T·倪黑，A·拉赫曼，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US