使用同步振荡器的正交信号接收器制造技术

一种系统，包括处理设备、生成第一信号的信号发生器和从电容式感应阵列接收第二信号的单一的接收器。单一的接收器被配置成在第一操作模式中处理第二信号，用于对靠近电容式感应阵列的触笔的触笔感应，且被配置成在第二操作模式中处理第二信号，用于对靠近电容式感应阵列的无源触摸物体的触摸感应。第二信号与第一信号不同步。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用同步振荡器的正交信号接收器相关申请本申请要求于2011年7月19日提出的美国临时申请第61/509，230号的权益，其内容特此通过引用被并入。
本公开涉及用户接口设备领域，且特别涉及电容式传感器设备。背景具有触摸屏接口的触笔的使用已相当成熟。触摸屏设计已综合了许多不同的技术，包括电阻式、电容式、电感式和射频感应阵列。例如，电阻式触摸屏是无源设备，其很适合于与无源触笔一起使用。虽然电阻式触摸屏可以感应来自几乎任何物体的输入，但是通常不支持多点触摸。多点触摸应用的一个例子可以是将两个或多个手指施加到触摸屏。另一例子可以是输入签名，这可包括同时的手掌输入信号和触笔输入信号。由于这些及其它许多缺点，在消费者市场，电容式触摸屏正逐渐取代电阻式触摸屏。各种栓系的有源触笔方法已被实现用于触摸屏，且这些方法被发现在许多消费者应用中，如销售点终端(例如，用于零售商店中的信用卡交易的签名板)及其它公共用途。然而，对于私人应用，例如个人电脑(“PC”)、智能手机和平板PC，对栓系的电缆的需要是一个明显的缺点。在各种消费者应用中，也看到了非栓系的有源触笔方法。在非栓系的有源触笔方法中，触笔可无线地同步到电容式感应阵列。电容式感应阵列中或耦合到电容式感应阵列的发射器提供被触笔中的接收器接收的同步信号。发射器可以各种方式无线地耦合同步信号，包括电感、射频、光学、超声或其它媒介。触笔从发射器接收同步信号，并基于该同步信号生成发射信号，发射信号由电容式感应阵列检测。电容式感应阵列中或耦合到电容式感应阵列的感应电路可检测触笔的存在并基于检测到的来自触笔的发射信号确定触笔的位置。保持电容式感应阵列和触笔之间的同步对系统施加了高额负担，因为它影响电池寿命、成本和设计支持。附图简述本公开通过例子的方式，而不是通过限制的方式，在附图的图形中被示出。图1是示出了具有用于检测触摸物体和触笔的存在的处理设备的电子系统的一种实施方式的框图。图2A是示出了根据一种实施方式的包括电容式感应阵列和触摸屏控制器的系统的框图，所述触摸屏控制器将测得的电容转换成触摸坐标。图2B是示出了根据一种实施方式的包括电容式感应阵列、触笔和触摸屏控制器的系统的框图，所述触摸屏控制器将测得的电容转换成触摸坐标。图3是示出了根据一种实施方式的配置成起模数转换器(ADC)的作用的电容感应通道电路的示意图。图4A和图4B是示出了根据一种实施方式的电容感应通道电路的操作的时序图。图5A是示出了根据一种实施方式的用于接收非同步的触笔发射信号的正交接收器的框图。图5B是示出了根据一种实施方式的正交接收器的操作的表。图6A是示出了根据一种实施方式的用于接收非同步的触笔发射信号的正交接收器的框图。图6B是示出了根据一种实施方式的用于接收非同步的触笔发射信号的正交接收器的框图，所述正交接收器具有用于检测无源的触摸物体的额外的并行信号处理通道。图7是示出了根据一种实施方式的正交接收器的电容式感应通道频率峰值的简图。图8A是示出了根据一种实施方式的用于接收非同步的触笔发射信号的双平衡的正交接收器的框图。图SB是示出了根据一种实施方式的三循环的最小二乘估计器的数据流的简图。图9是示出了根据一种实施方式的使用多个同步振荡器的多通道正交信号接收器的一种实现方案的框图。详细描述以下描述阐明了许多具体细节，例如特定的系统、部件、方法等的例子，以便提供对本专利技术的几种实施方式的好的理解。然而，对本领域技术人员将明显的是，至少本专利技术的一些实施方式可在没有这些具体细节的情况下被实践。在其它情况下，熟知的部件或方法未被详细描述，或以简单的框图形式呈现，以避免不必要地使本专利技术难以理解。因此，所阐明的具体细节仅仅是示例性的。特定的实现方案可根据这些示例性细节而改变，且仍被设想为在本专利技术的范围内。描述了一种用于实现正交信号接收器的方法和装置的实施方式，该正交信号接收器使用同步振荡器从非同步的触笔接收发射信号。在一种实施方式中，信号发生器生成第一内部发射信号，且单一的接收器从电容式感应阵列接收第二触笔信号。单一的接收器可被配置成在第一触笔操作模式中处理第二触笔信号，用于对靠近电容式感应阵列的触笔的触笔感应。单一的接收器可另外在第二手指操作模式中处理第二信号，用于对靠近电容式感应阵列的无源触摸物体(例如，手指)的触摸感应。在一种实施方式中，通过电容式感应阵列从触笔接收到的第二信号与第一内部发射信号是不同步的。正交信号接收器可被配置成使用同步的弛张振荡器作为逐循环的ADC。正交信号接收器可被进一步配置成通过提供用于相同的逐循环的ADC的数据流的不同的解调算法来与处理来自无源触摸物体例如手指的触摸并行地处理来自触笔的发射信号。图1是不出了电子系统100的一种实施方式的框图，电子系统100具有用于检测触摸物体140和触笔130的存在的处理设备110。电子系统100包括处理设备110、触摸屏125、触摸传感器平板120、触笔130、主处理器150、嵌入式控制器160和非电容感应元件170。在所描绘的实施方式中，电子系统100包括通过总线122耦合到处理设备110的触摸屏125。触摸屏125可包括多维的电容式感应阵列。多维的感应阵列可包括按行和列编组的多个感应元件。在另一实施方式中，触摸屏125作为全点可寻址的(“APA”)互电容感应阵列操作。在另一实施方式中，触摸屏125作为耦合电荷接收器操作。下面，参考图2A-9详细描述用于检测和跟踪触摸物体140和触笔130的处理设备110和触摸屏125的操作和配置。简言之，处理设备110被配置成检测触摸屏125上的触笔130的存在以及触摸物体140的存在。处理设备110可单独地检测并跟踪触摸屏125上的触笔130和触摸物体140。在一种实施方式中，处理设备110可同时检测并跟踪触摸屏125上的触笔130和触摸物体140 二者。如本文所述，触摸屏125与触笔130电容地耦合，这与传统的电感式触笔应用相反。还应注意，用于触摸屏125的相同组件，被配置为检测触摸物体140，也用来检测和跟踪触笔130，而无需与传统的实现一样的用于电感地跟踪触笔130的额外的PCB层。在所描述的实施方式中，处理设备110包括模拟和/或数字通用输入/输出(“GP10”)端口 107。GPIO端口 107可以是可编程的。GPIO端口 107可耦合到可编程互连和逻辑(“PIL”)，其充当GPIO端口 107和处理设备110的数字块阵列(未示出)之间的互连。在一种实施方式中，数字块阵列可被配置成使用可配置的用户模块(“UM”)实现各种数字逻辑电路(例如，DAC、数字滤波器或数字控制系统)。数字块阵列可耦合到系统总线。处理设备110还可包括存储器，例如随机存取存储器(“RAM”)105和程序闪存104。RAM 105可以是静态RAM(“SRAM”)，且程序闪存104可以是非易失性存储器，程序闪存104可用来存储固件(例如，处理核心102可执行的以实现本文所述的操作的控制算法)。处理设备110还可包括耦合到存储器和处理核心102的存储器控制器单元(“MCU”)103。处理设备110还可包括模拟块阵列(未示出)。模拟块阵列也耦合到系统总线。在一种实施方式中，模拟块阵列也可被配置成使用可配置的UM实现各种模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：处理设备；信号发生器，其耦合到所述处理设备且配置成生成第一信号；及单一的接收器，其耦合到所述处理设备且配置成从电容式感应阵列接收第二信号，其中所述单一的接收器被配置成在第一操作模式中处理所述第二信号，用于对靠近所述电容式感应阵列的触笔的触笔感应，且被配置成在第二操作模式中处理所述第二信号用于对靠近所述电容式感应阵列的无源触摸物体的触摸感应，其中所述第二信号与所述第一信号是不同步的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.19 US 61/509,2301.一种装置，包括: 处理设备； 信号发生器，其耦合到所述处理设备且配置成生成第一信号；及 单一的接收器，其耦合到所述处理设备且配置成从电容式感应阵列接收第二信号，其中所述单一的接收器被配置成在第一操作模式中处理所述第二信号，用于对靠近所述电容式感应阵列的触笔的触笔感应，且被配置成在第二操作模式中处理所述第二信号用于对靠近所述电容式感应阵列的无源触摸物体的触摸感应，其中所述第二信号与所述第一信号是不同步的。2.如权利要求1所述的装置，其中所述处理设备被配置成响应于检测到靠近所述电容式感应阵列的触笔，将所述单一的接收器切换到所述第一模式，其中所述第一模式包括触笔单独感应。3.如权利要求1所述的装置，其中所述处理设备被配置成处理所述单一的接收器的输出，以基于所述第二信号确定靠近所述电容式感应阵列的触笔的位置。4.如权利要求1所述的装置，其中所述单一的接收器包括逐循环的模数转换器(ADC)，所述模数转换器配置成使用所述第一信号作为参考信号来处理全波同步检测的一次循环的半个周期的转换结果。5.如权利要求4所述的装置，其中所述接收器还包括: 第一处理流，以处理所述第二信号的同相分量 '及 第二处理流，以处理所述第二信号的正交分量。6.如权利要求5所述的装置，其中所述第一处理流包括第一乘法器和第一低通滤波器，所述第一乘法器将所述同相分量乘以第一序列，所述第一低通滤波器耦合到所述第一乘法器的输出端，且其中所述第二处理流包括第二乘法器和第二低通滤波器，所述第二乘法器将所述正交分量乘以第二序列，所述第二低通滤波器耦合到所述第二乘法器的输出端，其中所述第二序列包括所述第一序列的相移形式。7.如权利要求6所述的装置，其中所述第一序列和所述第二序列使用最小二乘优化技术被确定。8.一种方法，包括: 生成发射信号； 由单一的接收器接收来自电容式感应阵列的接收信号；及 在第一操作模式中，由所述单一的接收器处理所述接收信号用于对靠近所述电容式感应阵列的触笔的触笔感应，以及在第二操作模式中，由所述单一的接收器处理所述接收信号用于对靠近所述电容式感应阵列的无源触摸物体的触摸感应，其中所述接收信号与所述第一信号是不同步的。9.如权利要求8所述的方法，还包括: 响应于检测到靠近所述电容式感应阵列的触笔，将所述单一的接收器切换到所述第一模式，其中所述第一模式包括触笔单独感应模式。10.如权利要求8所述的方法，还包括: 处理所述单一的接收器的输出，以基于所述接收信号确定靠近所述电容式感应阵列的触笔的位置。11.如权利要求8...

【专利技术属性】
技术研发人员：维克特·奎曼，鲁斯兰·奥梅利丘克，克莱克霍夫斯基·米哈伊洛，米尔顿·里贝罗，
申请(专利权)人：赛普拉斯半导体公司，
类型：
国别省市：