校准用于电容性感测的连续时间接收器制造技术

本文中的实施例描述了包括用于对电容性感测信号进行采样的接收器的输入设备。在一个实施例中，接收器执行连续解调，其中电容性感测信号的采样与施加到传感器的经调制信号不同步。为了校准，当在两个相应的时间段期间将经调制信号驱动到一个或多个传感器电极上时，接收器生成电容性感测信号的第一和第二测量结果。然而，至少一个信号的相位在时间段期间被控制，使得第一和第二测量结果具有九十度的相位差。使用第一和第二测量结果，接收器可以确定电容性感测信号与经调制信号之间的相位偏移，所述相位偏移可用于更改未来测量结果，使得当电容性感测信号处于峰值幅度时捕获这些测量结果中的至少一些。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】校准用于电容性感测的连续时间接收器
本专利技术总体上涉及电子设备和校准用于电容性感测的连续时间接收器。
技术介绍
包括接近传感器设备（通常也称为触摸板或触摸传感器设备）的输入设备广泛用于多种电子系统中。接近传感器设备典型地包括通常由表面区分的感测区，在其中接近传感器设备确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器设备可用于为电子系统提供界面。例如，接近传感器设备通常用作较大计算系统的输入设备（诸如集成在笔记本或台式计算机中或外围的不透明触摸板）。接近传感器设备也常常用于较小计算系统中（诸如集成在蜂窝电话中的触摸屏）。
技术实现思路
本文中描述的一个实施例是一种输入设备，其包括输入设备的感测区中的多个传感器电极和耦合到多个传感器电极的处理系统。处理系统配置成生成使用多个传感器电极中的第一传感器电极获取的电容性感测信号的第一测量结果，其中电容性感测信号包括在第一时间段期间驱动到多个传感器电极中的至少一个上的经调制信号的效应。处理系统配置成在第二时间段期间生成使用第一传感器电极获取的电容性感测信号的第二测量结果，其中第一与第二测量结果之间的相位差为九十度。处理系统被配置成基于第一测量结果和第二测量结果来确定电容性感测信号与经调制信号之间的相位偏移。本文中描述的另一实施例是一种处理系统，其包括传感器电路和接收器，所述传感器电路配置成将经调制信号驱动到多个传感器电极中的至少一个传感器电极上以用于电容性感测，所述接收器配置成生成使用多个传感器电极中的第一传感器电极获取的电容性感测信号的第一测量结果，其中电容性感测信号包括在第一时间段期间驱动到至少一个传感器电极上的经调制信号的效应。接收器配置成在第二时间段期间生成使用第一传感器电极获取的电容性感测信号的第二测量结果（其中第一与第二测量结果之间的相位差为九十度），以及基于第一和第二测量结果来确定电容性感测信号与经调制信号之间的相位偏移。本文中描述的另一实施例是一种用于执行电容性感测的方法。该方法包括在第一时间段期间生成使用多个传感器电极中的第一传感器电极获取的电容性感测信号的第一测量结果，其中电容性感测信号包括被驱动到多个传感器电极中的至少一个上的经调制信号的效应，并且在第二时间段期间生成使用第一传感器电极获取的电容性感测信号的第二测量结果，其中第一与第二测量结果之间的相位差为九十度。该方法还包括基于第一和第二测量结果确定电容性感测信号与经调制信号之间的相位偏移。附图说明图1是根据本文中描述的实施例的包括输入设备的示例性系统的框图；图2图示了根据本文中描述的实施例的电容性感测像素的示例性图案的部分；图3图示了根据本文中描述的实施例的用于感测区的阻抗网络；图4图示了根据本文中描述的实施例的经调制信号与电容性感测信号之间的相位偏移；图5是根据本文中描述的实施例的用于使用相移信号来生成电容性感测测量结果的流程图；图6是根据本文中描述的实施例的用于使用相移信号来生成电容性感测测量结果的接收器；以及图7是根据本文中描述的实施例的用于确定每个传感器电极的经调制信号与电容性感测信号之间的相位偏移的流程图。为了促进理解，在可能的情况下，使用相同的参考标号来标示附图中共有的相同元件。设想的是，在一个实施例中公开的元件可以有益地用于其它实施例而无需具体的记载。这里所指的附图不应当被理解为按比例绘制，除非具体指出。同样地，为了呈现和解释的清楚性，经常简化附图并且省略细节或部件。附图和讨论用于解释下面讨论的原理，其中相似的标号表示相似的元件。具体实施方式以下详细描述本质上仅仅是示例性的，并且不旨在限制本公开或其应用和用途。此外，无意受到前述
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技术介绍
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技术实现思路
或以下具体实施方式中所呈现的任何明示或暗示的理论的约束。本专利技术的各种实施例提供促进改进的可用性的输入设备和方法。本文中的实施例描述了包括用于对电容性感测信号进行采样的接收器的输入设备。在一个实施例中，接收器执行连续解调，其中电容性感测信号的采样与施加到传感器的经调制信号不同步。使用连续解调的一个优点是，现在可以由数字逻辑来代替从前使用模拟部件来执行的接收器中的功能。例如，代替包括用于执行低通滤波的大电容器，该滤波可以由数字逻辑执行，由此减小接收器的大小、成本和/或功耗。然而，不将接收器与经调制信号同步的一个缺点是由接收器捕获的测量结果（或样本）取决于传感器电极的相位延迟。此相位延迟可使得经调制信号具有相对于接收器处的电容性感测信号的相位偏移。因此，经调制信号的峰值相对于电容性感测信号的峰值偏移。如果接收器不在电容性感测信号的峰值（即，最大幅度）处采样，那么可消极地影响电容性感测的准确性。为了校准接收器，在一个实施例中，接收器在两个时间段期间测量或采样电容性感测信号。在第一时间段期间，接收器生成对应于第一传感器电极的电容性感测信号的第一测量结果（或样本）。在第二时间段期间，接收器生成用于同一传感器电极的电容性感测信号的第二测量结果，但是第一和第二测量结果之间的相位差为九十度（即，π/2）。为了实现该相位差，输入设备可以将用于控制第一和第二测量结果何时被捕获的采样信号相移九十度，或者输入设备可以在第一和第二时间段期间将经调制信号相移九十度。使用第一和第二测量结果，接收器可确定电容性感测信号与经调制信号之间的相位偏移。此相位偏移可用于更改由输入设备生成的未来测量结果，使得当电容性感测信号处于峰值幅度时捕获这些测量结果中的至少一些。而且，在一个实施例中，输入设备可使用两个测量结果来估计电容性感测信号的峰值幅度，即使在电容性感测信号不处于其峰值幅度时捕获的两个测量结果。现在转到附图，图1是根据本专利技术的实施例的示例性输入设备100的框图。输入设备100可以被配置成向电子系统（未示出）提供输入。如本文档中所使用的那样，术语“电子系统”（或“电子设备”）广泛地指能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的一些非限制性示例包括所有大小和形状的个人计算机，诸如台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器和个人数字助理（PDA）。附加的示例电子系统包括复合输入设备，诸如包括输入设备100和分离的操纵杆或按键开关的物理键盘。另外的示例电子系统包括诸如数据输入设备（包括遥控器和鼠标）和数据输出设备（包括显示屏和打印机）之类的外围设备。其它示例包括远程终端、信息站和视频游戏机（例如，视频游戏控制台、便携式游戏设备等）。其它示例包括通信设备（包括蜂窝电话，诸如智能电话）和媒体设备（包括记录器、编辑器和播放器，诸如电视机、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机）。另外，电子系统可以是输入设备的主机或从机。输入设备100可以被实现为电子系统的物理部分，或者可以与电子系统在物理上分离。视情况而定，输入设备100可使用以下中的任何一个或多个与电子系统的部分通信：总线、网络和其它有线或无线互连。示例包括I2C、SPI、PS/2、通用串行总线（USB）、蓝牙、RF和IRDA。在图1中，输入设备100被示出为被配置成感测由感测区120中的一个或多个输入对象140提供的输入的接近传感器设备（也常常被称为“触摸板”或“触摸传感器设备”）。示例输入对象包括手指和触控笔，如图1中所示出的那样。感测区120涵盖输入设备100之上、周围、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输入设备，包括：所述输入设备的感测区中的多个传感器电极；以及处理系统，其耦合到所述多个传感器电极，所述处理系统配置成：在第一时间段期间生成使用所述多个传感器电极中的第一传感器电极获取的电容性感测信号的第一测量结果，其中所述电容性感测信号包括被驱动到所述多个传感器电极中的至少一个上的第一经调制信号的效应；在第二时间段期间生成使用所述第一传感器电极获取的所述电容性感测信号的第二测量结果，其中所述第一和第二测量结果之间的相位差为九十度；以及基于所述第一和第二测量结果确定所述电容性感测信号与所述第一经调制信号之间的相位偏移。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.30 US 15/1993611.一种输入设备，包括：所述输入设备的感测区中的多个传感器电极；以及处理系统，其耦合到所述多个传感器电极，所述处理系统配置成：在第一时间段期间生成使用所述多个传感器电极中的第一传感器电极获取的电容性感测信号的第一测量结果，其中所述电容性感测信号包括被驱动到所述多个传感器电极中的至少一个上的第一经调制信号的效应；在第二时间段期间生成使用所述第一传感器电极获取的所述电容性感测信号的第二测量结果，其中所述第一和第二测量结果之间的相位差为九十度；以及基于所述第一和第二测量结果确定所述电容性感测信号与所述第一经调制信号之间的相位偏移。2.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述处理系统配置成，在所述第二时间段期间：相对于用于在所述第一时间段期间生成所述第一测量结果的第一采样信号的相位，将用于生成所述第二测量结果的第二采样信号相移九十度。3.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述处理系统配置成，在所述第二时间段期间：相对于在所述第一时间段期间使用的所述第一经调制信号的相位，将第二经调制信号相移九十度。4.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述第一和第二时间段对应于以下中的一个：在相同电容性感测帧和连续电容性感测帧中的连续感测突发。5.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述处理系统被配置成：将用于生成使用所述第一传感器电极获取的所述电容性感测信号的第三测量结果的采样信号相移所述相位偏移，其中将所述采样信号相移所述相位偏移将所述第三测量结果与所述电容性感测信号的峰值幅度对准。6.根据权利要求5所述的输入设备，其中所述处理系统被配置成：当在第三时间段期间生成使用所述第一传感器电极获取的所述电容性感测信号的第四测量结果时，将所述采样信号和所述第一经调制信号中的一个相移以识别外推误差，其中所述第三时间段发生在所述第一和第二时间段之后；以及基于所述外推误差更新所述相位偏移。7.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述处理系统包括用于生成所述第一和第二测量结果的连续时间接收器，其中所述第一经调制信号不与用于确定所述接收器何时生成所述第一和第二测量结果的采样信号同步。8.一种处理系统，包括：传感器电路，其配置成将第一经调制信号驱动到多个传感器电极中的至少一个上以用于电容性感测；接收器，其被配置成：在第一时间段期间生成使用所述多个传感器电极中的第一传感器电极获取的电容性感测信号的第一测量结果，其中所述电容性感测信号包括被驱动到所述至少一个传感器电极上的所述第一经调制信号的效应；在第二时间段期间生成使用所述第一传感器电极获取的所述电容性感测信号的第二测量结果，其中所述第一和第二测量结果之间的相位差为九十度；以及基于所述第一和第二测量结果确定所述电容性感测信号与所述第一经调制信号之间的相位偏移。9.根据权利要求8所述的处理系统，其中所述接收器配置成，在所述第二时间段期间：相对于用于在所述第一时间段期间生成所述第一测量结果的第一采样信号的相位，将用于生成所述第二测量结果的第二采样信号相移九十度。...

【专利技术属性】
技术研发人员：P谢佩列夫，
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