感测系统和半导体装置制造方法及图纸

感测系统包括：发射器电路，配置成向N个传感器传送驱动信号，N为正整数；N个接收器电路，配置成并行接收由N个传感器响应驱动信号而生成的N个感测信号，N为正整数；N个调制电路，配置成调制N个接收器电路的输出；混合器电路，配置成混合N个调制电路的输出；A/D转换器电路，配置成接收混合器电路的输出；以及解调电路。解调电路配置成对A/D转换器电路的输出进行解调，以生成与N个感测信号对应的N个数字感测值。

Sensing system and semiconductor device

The sensing system includes a transmitter circuit, configured to transmit a driving signal to a N sensor, N as a positive integer, and a N receiver circuit, configured to receive a N sensing signal generated in parallel by a N sensor response drive signal, N as a positive integer, and a N modulation circuit configured to modulate the output of N receiver circuits; a mixer. The circuit is configured to output the mixed N modulation circuit, and the A/D converter circuit is configured to receive the output of the mixer circuit, and the demodulation circuit. The demodulation circuit is configured to demodulate the output of the A/D converter circuit to generate the N digital sense corresponding to the N sensing signal.

【技术实现步骤摘要】
感测系统和半导体装置
本公开涉及感测系统，特别适合用于触摸感测电路(其连接到适配成进行电容触摸感测的触摸面板)中以及结合该感测系统的半导体装置。
技术介绍
在许多实现中，适合于电容触摸感测的触摸感测电路设计成增加电极(感测能够同时关于其来执行)的数量。这类实现提供触摸感测的增强分辨率和高质量。通常，互电容触摸面板包括数百个传感器电容器，其按照具有数十行的矩阵来排列，各行包括数十个传感器电容器。依次选择传感器电容器行，并且关于所选行中的数十个传感器电容器同时执行感测。因此，电极(关于其同时执行感测)的数量为大约数十个。对于其中各传感器电容器包括感测电极的自电容触摸面板，感测能够同时关于数百个传感器电容器来执行。同时以其来感测的各传感器电极连接到不同触摸感测电路。这个配置甚至可应用于其中存在数百个传感器电容器(其按照具有数十行的矩阵相似地排列，其中每行各自包括数十个传感器电容器)的传感器布局。但是，在实际使用中能够实际集成的触摸感测电路的数量受到硬件规模和成本所限制。因此，电极(关于其能够同时执行感测)的数量相应地受到限制。美国专利No.7868874公开一种触摸感测电路，其提供经过代码调制的感测通道的多路复用。触摸感测电路连接到互电容触摸面板，其包括驱动电极、感测电极以及在驱动电极和感测电极彼此相交所在的相应相交点所形成的传感器电容器。通过采用以相互正交的代码所调制的脉冲驱动这些驱动电极，并且采用对应代码对感测电极所接收的信号进行解调，将感测电极所接收的信号多路复用至多个感测通道中。这实现噪声的频谱扩展，并且有效地改进信噪比(SNR)。
技术实现思路
在一个实施例中，感测系统包括：发射器电路，配置成向N个传感器传送驱动信号；N个接收器电路，配置成并行接收由N个传感器响应驱动信号而生成的N个感测信号；N个调制电路，配置成调制N个接收器电路的输出；混合器电路，配置成混合N个调制电路的输出；A/D转换器电路，配置成接收混合电路的输出；以及解调电路，配置成对A/D转换器电路的输出进行解调，以生成分别与N个感测信号对应的N个数字感测值。附图说明图1是示意性示出按照第一实施例的感测系统的配置的框图；图2是示出按照第二实施例的感测系统的配置示例的框图；图3是示出按照第二实施例的感测系统的操作示例的时序图；图4是示出按照第三实施例的感测系统的配置示例的框图；图5是示出按照第三实施例的感测系统的操作示例的时序图；图6是示出按照第三实施例的感测系统的另一个操作示例的时序图；图7是示出按照第四实施例的感测系统的配置示例的框图；图8是示出按照第四实施例的感测系统的操作示例的时序图；图9是示出按照第五实施例的感测系统的配置示例的框图；图10是示意性示出按照一个或多个实施例的感测系统的框图；图11是示意性示出按照一个或多个实施例的感测系统的框图；图12是按照本专利技术的一个或多个实施例的感测系统的框图；以及图13是示意性示出按照一个或多个实施例的感测系统的框图。具体实施方式[实施例1]图1是示意性示出一个实施例中的感测系统的配置的框图。在各个实施例中，通过标号100所表示的感测系统配置成实现关于N个传感器1_1至1_N的感测。在所示实施例中，感测系统100包括发射器电路(TX)2_1至2_N、接收器电路(RX)3_1至3_N、调制电路(MOD)4_1至4_N、混合器电路5、A/D转换器电路6和解调电路70。发射器电路2_1至2_N配置成在至少N个周期期间将驱动信号驱动到N个传感器1_1至1_N上。传送给N个传感器1_1至1_N的驱动信号的波形可以是不同的，而具有基本上相同波形的驱动信号在N个周期期间被驱动到各传感器上。“基本上相同波形”可包括工业使用中一般允许的等级的变化。虽然各周期中驱动信号的波形在理论上在N个周期期间完全不变是优选的，但是所包含误差的影响被限制到感测精度。相应地，所容许的变化等级可按照用于满足所要求感测精度的分布方案来确定。在一个或多个实施例中，接收器电路3_1至3_N配置成并行接收由N个传感器1_1至1_N在N个周期期间响应驱动信号而生成的N个感测信号。调制电路4_1至4_N可配置成被提供以调制系数41(其表示为N行和N列矩阵)，并且依次提供N个乘积，其中N个乘积通过在N个周期的每个中将N个感测信号乘以调制系数41的第一至第N行中的每个的N个元素而得到。混合器电路5可配置成向A/D转换器电路6提供每一个周期所提供的N个乘积之和。作为结果，来自N个测量通道(包括N个传感器1_1至1_N、N个发射器电路2_1至2_N和N个接收器电路3_1至3_N)的N个感测信号采用调制系数41来进行代码调制，由混合器电路5在各周期中进行总计，并且然后在N个周期期间作为模拟信号来提供给A/D转换器电路6。A/D转换器电路6可配置成依次输出与N个周期的每个中的混合器电路5的输出对应的数字值，由此在N个周期期间总共输出N个数字信号。解调电路70可配置成接收解调系数71(其表示为与调制系数41正交的N行和N列矩阵)，并且输出N个数字感测值DigOut1至DigOutN。在一个实施例中，解调电路70配置成通过将在N个周期期间从A/D转换器电路6所接收的N个数字信号乘以解调系数71来输出N个数字感测值DigOut1至DigOutN，从而定义具有N个数字信号的N行和一列输入矩阵。在一个或多个实施例中，感测系统100允许将A/D转换器电路6(其设置成将与N个传感器1_1至1_N关联的N个感测信号并行转换为数字值)的数量的减少至一。更具体来说，解调电路70可包括与相应通道关联的解调电路7_1至7_N。解调电路7_1至7_N可配置成以一个周期的间隔依次接收解调系数71的相应行的元素。解调电路70可包括数字滤波器9_1至9_N，其连接到解调电路7_1至7_N的输出。下面给出按照一个或多个实施例的感测系统100的操作的详细描述。由接收器电路3_1至3_N所接收的感测信号“RX-1out”至“RX-Nout”通过下列表达式来表示：由于各周期中的各驱动信号的波形在N个周期期间是不变的，所以期望与其对应的感测信号的波形在N个周期期间是不变的。当传感器的感测值在N个周期的中间定时改变时，对应感测信号也改变，并且感测信号的变化可作为误差来操控。感测信号表示为N行和N列矩阵，其中行分别表示N个通道，以及列分别表示N个周期，并且采用N行和N列调制系数41来调制(其中元素在下文中通过a1,1至aN,N所表示)。这通过这些矩阵的乘法来实现。乘积计算为如下N行和N列矩阵：由于各周期中的各驱动信号的波形在N个周期期间是不变的，所以乘积矩阵的不同列的相应元素具有相同值；相应行的元素(其通过下列表达式所表示)输入到A/D转换器电路6并且转换为数字值。A/D转换器电路6的输入g1至gN能够采用N行和一列矩阵来表示。在感测系统100中，输入g1至gN以一个周期的间隔依次输入到A/D转换器电路6，并且依次转换为数字值s1至sN。换言之，与经过代码调制和混合所生成的g1至gN对应的N个数字值s1至sN在N个周期期间从A/D转换器电路6输出。解调系数71表示为与调制系数41的矩阵正交的N行和N列矩阵(元素在下文中通过k1,1至kN,N所表示)，解调系数71的矩阵和调制系数41的矩阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感测系统，包括：发射器电路，配置成向N个传感器传送驱动信号，N为正整数；N个接收器电路，配置成并行接收由所述N个传感器响应所述驱动信号而生成的N个感测信号；N个调制电路，配置成调制所述N个接收器电路的输出；混合器电路，配置成混合所述N个调制电路的输出；A/D转换器电路，配置成接收所述混合器电路的输出；以及解调电路，配置成对所述A/D转换器电路的输出进行解调，以生成与所述N个感测信号对应的N个数字感测值。

【技术特征摘要】
2016.10.25 JP 2016-2086531.一种感测系统，包括：发射器电路，配置成向N个传感器传送驱动信号，N为正整数；N个接收器电路，配置成并行接收由所述N个传感器响应所述驱动信号而生成的N个感测信号；N个调制电路，配置成调制所述N个接收器电路的输出；混合器电路，配置成混合所述N个调制电路的输出；A/D转换器电路，配置成接收所述混合器电路的输出；以及解调电路，配置成对所述A/D转换器电路的输出进行解调，以生成与所述N个感测信号对应的N个数字感测值。2.如权利要求1所述的感测系统，其中所述发射器电路配置成至少在N个周期期间分别向所述N个传感器反复传送所述驱动信号，以及其中所述N个接收器电路配置成在所述N个周期期间分别接收所述N个感测信号。3.如权利要求2所述的感测系统，其中所述N个调制电路分别对所述N个接收器电路的输出执行代码调制。4.如权利要求2所述的感测系统，其中所述N个调制电路还配置成向所述混合器电路依次提供N个乘积，所述N个乘积通过基于N行和N列矩阵所表示的调制系数在所述N个周期的每个中将所述N个感测信号分别与所述矩阵在第一至第N行中的相应元素相乘而得到。5.如权利要求4所述的感测系统，其中所述混合器电路还配置成在所述N个周期的每个中计算所述N个乘积之和，并且在所述N个周期期间将所计算和提供给所述A/D转换器电路。6.如权利要求5所述的感测系统，其中所述A/D转换器电路还配置成在所述N个周期的每个中依次输出与所述混合器电路的输出对应的数字值，由此在所述N个周期期间输出N个数字信号，其中所述解调电路还配置成接收通过与所述调制系数的矩阵正交的N行和N列矩阵所表示的解调系数，以及其中所述解调电路还配置成使用在所述N个周期期间所提供的所述N个数字信号作为N行和一列的输入矩阵，并且通过将所述解调系数与所述N行和一列输入矩阵相乘来输出所述N个数字感测值。7.如权利要求6所述的感测系统，其中，所述解调电路包括：N-1个串联连接延迟电路，配置成将在所述N个周期期间所提供的所述N个数字信号延迟一个周期；以及N个乘积-和计算电路，配置成通过将所述A/D转换器电路和N-1个串联连接延迟电路的输出乘以所述解调系数的所述第一至第N行的每个的N个元素并且累加通过这个乘法所得到的乘积来输出所述N个数字感测值。8.如权利要求6所述的感测系统，其中所述A/D转换器电路还配置成在所述N个周期的每个中执行增量-累加转换操作K次，并且在所述N个周期期间的各周期中输出K个数字数据作为所述数字信号，其中所述解调电路还包括N个乘法器电路和N个滤波器电路，其配置成分别接收所述N个乘法器电路的输出，以及其中所述滤波器电路的每个还包括一阶集成电路和K×N阶梳状滤波器，其为级联连接。9.如权利要求6所述的感测系统，其中所述A/D转换器电路还配置成在所述N个周期的每个中执行增量-累加转换操作K次，并且在所述N个周期期间的各周期中输出K个数字数据作为所述数字信号，其中所述解调电路还包括N个乘法器电路和N个滤波器电路，其配置成分别接收所述N个乘法器电路的输出，以及其中所述滤波器电路的每个还包括一阶集成电路、1/D抽选器电路和K×N/D阶梳状滤波器，其为级联连接。10.如权利要求6所述的感测系统，其中所述A/D转换器电路还配置成在所述N个周期的每个中执行增量-累加转换操作K次，并且在所述N个周期期间的各周期中输出K个一位数字数据作为所述数字信号，其中所述解调电路还包括N个乘法器电路和N个滤波器电路，其配置成分别接收所述N个乘法器电路的输出，以及其中所述滤波器电路的每个还包括一阶集成电路、1/D抽选器电路和K×N/D阶梳状滤波器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中伸和，能登隆行，种村哲夫，
申请(专利权)人：辛纳普蒂克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US