用于输入感应的开关电容技术制造技术

本公开内容的示例一般涉及用于用输入设备进行输入感应的开关电容技术。处理系统包括具有同相输入、反相输入、和输出的运算放大器。处理系统还包括第一电容器及第二电容器，其中该第一电容器耦接在输出和反相输入之间以形成反馈路径。处理系统还包括耦接到第二电容器的第一开关。第一开关具有第一状态和第二状态，其中第一状态将第二电容器耦接到第一电容器，并且第二状态将第二电容器耦接到测量电路。处理系统还包括确定模块，其耦接到测量电路并配置为基于由第二电容器接收的电荷量确定在反相输入处的电容测量。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容的实施例大体涉及以输入设备进行输入感应的开关电容技术。
技术介绍
包括接近传感器设备(通常也被称为触摸板或者触摸传感器设备)在内的输入设备广泛应用于大量的电子系统中。接近传感器设备通常包括感应区，所述感应区常常由表面划界，其中接近传感器设备确定一个或者多个输入对象的存在、位置和/或移动。接近传感器设备可以用于为电子系统提供接口。例如，接近传感器设备通常被用作用于更大型计算系统的输入设备，诸如集成在笔记本或者台式机内部或者作为它们外设的触摸板。接近传感器设备还经常被用于更小型的计算系统，诸如集成在手机或平板电脑内的触摸屏。接近传感器设备可包括一种或者多种类型的电极，其被配置用于发送和/或接收输入感应信号。电极可以与处理系统耦接，所述处理系统确定所采集的输入感应信号的各种特征，从而检测输入对象的存在和/或位置。处理通过电极接收的输入感应信号通常要求大型组件，诸如大量的大电容和/或电阻。例如，接收器组件可被耦接到每个独立的电极(或者到每组电极)，需要成数十或数百相对大量的电容和/或电阻被包括在接近传感器设备中。除此之外，随着接近传感器设备的特征尺寸降低，接收器组件的数量通常必须增加，进一步增加了接近传感器设备的尺寸。因此，需要降低用于在接近传感器设备中执行输入感应的组件尺寸。
技术实现思路
本专利技术的实施例大体提供一种处理系统。处理系统包括具有同相输入、反相输入、以及输出的运算放大器。处理系统还包括第一电容器及包括第二电容器，该第一电容器耦接在输出和反相输入之间以形成反馈路径。处理系统还包括耦接到第二电容器的第一开关。第一开关具有第一状态和第二状态，其中第一状态将第二电容器耦接到第一电容器，并且第二状态将第二电容器耦接到测量电路。处理系统还包括确定模块，所述确定模块被耦接到测量电路并被配置以基于通过第二电容器接收的电荷量确定反相输入处的电容测量。本公开内容的实施例还可以提供用于进行电容感应的输入设备。输入设备包括多个传感器电极和耦接到多个传感器电极的处理系统。处理系统包括具有同相输入、反相输入、和输出的运算放大器。多个传感器电极所包括的传感器电极被耦接到反相输入。处理系统还包括电压源、第一电容器、第二电容器、以及耦接到第二电容器的第一开关，其中，该电压源耦到该同相输入，该第一电容器耦接在输出和反相输入之间以形成反馈路径。第一开关具有第一状态和第二状态，其中第一状态将第二电容器耦接到第一电容器，并且第二状态将第二电容器耦接到测量电路。处理系统还包括确定模块，所述确定模块被耦接到测量电路并且被配置以基于通过第二电容器接收的电荷量确定传感器电极的电容测量。本公开内容的实施例还可以提供以传感器电极进行输入感应的方法。该方法包括将输入电压驱动到运算放大器同相输入上。第一电容器耦接在运算放大器的输出和运算放大器的反相输入之间以形成反馈路径。该方法还包括在第一状态和第二状态之间进行切换，其中第一状态将第二电容器耦接到第一电容器，并且第二状态将第二电容器耦接到测量电路。该方法还包括基于通过第二电容器接收的电荷量确定与耦接到反相输入的传感器电极相关联的电容测量。附图说明使得以上面所列举的本专利技术的特征可被详细理解的方式，可通过参考其中的一些在附图中被示意的实施例做出上文所简略概括的、更具体的描述。然而需要注意的是，附图仅仅示意了本专利技术的实施例且因此并不能被认为是对其保护范围的限制，因为本专利技术可以承认其它等同有效的实施例。图1为根据本专利技术实施例的示例性输入设备框图。图2为根据本专利技术实施例的图1中输入设备的部分示意平面图。图3示意了用于测量传输到未知电容器的电荷量和/或自未知电容器传输的电荷量的感应电路的局部示意图。图4示意了根据本专利技术实施例的可被包括在图1中的处理系统的感应电路的局部示意图。图5示意了根据本专利技术实施例的、可被包括在图1的处理系统中的感应电路的局部示意图，该感应电路具有开关电容和电荷积分器。图6为根据本专利技术实施例的图5的感应电路的局部示意图，其中该测量电路包括西格玛-德尔塔电路。图7为根据本专利技术实施例的用于使用图5和6的感应电路执行输入感应的方法的流程图。为了有助于理解，在可能的情况下，相同的附图标记被用来表示各图中共有的相同的元件。可以预见的是，在一个实施例中公开的元件可以有利的被用于其它实施例而无需特别陈述。具体实施方式以下的具体实施方式本质上仅仅是示例性的，且并非意在限制实施例或本申请及对该实施例的使用。此外，不存在要被出现在前述
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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的任何明确的或暗示的理论所约束的意图。本专利技术不同的实施例通常提供用于使用开关电容器发送和接收输入感应信号的方法和系统。使用开关电容器来执行输入感应容许处理系统的尺寸被减小。例如，可将开关电容器实施为执行对未知电容的过采样，而不是在处理系统中使用大型电容器和/或电阻。此外，在过采样过程中，当开关电容器在未知电容和测量电路之间切换的时候，独立的电容器可以保持与未知电容耦接，从而减小干扰混叠的可能性。因此，处理系统的整体尺寸可以减小，同时保持类似的性能特征。现在转向附图，图1为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被配置为向电子系统(没有示出)提供输入。正如本文中所使用的，术语“电子系统”(或者“电子设备”)泛指任何能够电子化处理信息的系统。电子系统的一些非限制性示例包括全部尺寸和形状的个人计算机，诸如台式计算机、笔记本电脑、上网本、平板电脑、网络浏览器、电子书阅览器以及个人数字助理(PDA)。电子系统的其它示例包括综合输入设备，诸如包括输入设备100和独立的游戏操纵杆或者按键开关的物理键盘。进一步的示例电子系统包括外部设备，诸如数据输入设备(包括远程控制和鼠标)和数据输出设备(包括显示屏幕和打印机)。其它示例包括远程终端、信息亭和电子游戏机(例如，电子游戏操控台，便携式游戏设备等)。其它示例包括通信设备(包括诸如智能电话的蜂窝电话)和媒体设备(包括记录器，编辑器，以及诸如电视、机顶盒、音乐播放器、数字相框和数字摄像机的播放器)。另外，电子系统可以是输入设备的主设备或从设备。输入设备100可以实施为电子系统的一个物理部分或与电子系统物理上分开。视情况而定，输入设备100可以采用任何一种或多种如下方式与电子系统的部件通信：总线，网络，以及其它有线或无线互联(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理系统，包括：运算放大器，其具有同相输入、反相输入、以及输出；第一电容器，其耦接在所述输出和所述反相输入之间从而形成反馈路径；第二电容器；耦接到所述第二电容器的第一开关，所述第一开关具有第一状态和第二状态，其中所述第一状态将所述第二电容器耦接到所述第一电容器，并且所述第二状态将所述第二电容器耦接到测量电路；以及确定模块，其耦接到测量电路并配置为基于通过所述第二电容器接收的电荷量确定在所述反相输入处的电容测量。

【技术特征摘要】
2014.12.15 US 14/5710731.一种处理系统，包括：
运算放大器，其具有同相输入、反相输入、以及输出；
第一电容器，其耦接在所述输出和所述反相输入之间从而形成反馈路径；
第二电容器；
耦接到所述第二电容器的第一开关，所述第一开关具有第一状态和第二状
态，其中所述第一状态将所述第二电容器耦接到所述第一电容器，并且所述第
二状态将所述第二电容器耦接到测量电路；以及
确定模块，其耦接到测量电路并配置为基于通过所述第二电容器接收的电
荷量确定在所述反相输入处的电容测量。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其中，当所述第一开关处于第一状态
时，所述第一电容器与所述第二电容器相对于所述输出和所述反相输入并行连
接。
3.根据权利要求1所述的处理系统，其中所述第一开关包括双刀双掷
(DPDT)开关，其中DPDT开关的第一极耦接到所述第二电容器的第一侧，并
且DPDT开关的第二极耦接到所述第二电容器的第二侧。
4.根据权利要求1所述的处理系统，其中所述测量电路包括至少一个积分
器和至少一个比较器。
5.根据权利要求1所述的处理系统，其中所述测量电路包括西格玛-德尔
塔调制电路。
6.根据权利要求1所述的处理系统，还包括可操作以将电压驱动到所述同
相输入上从而使所述运算放大器将输入感应信号驱动到传感器电极上的电压
源。
7.根据权利要求6所述的处理系统，其中所述电容测量包括所述传感器电
极和输入对象之间的电容。
8.根据权利要求6所述的处理系统，其中所述电容测量包括所述传感器电
极和接收器电极之间的电容。
9.根据权利要求1所述的处理系统，还包括可操作以在互电容感应时间段
期间将基本上恒定的输入电压驱动到所述同相输入的电压源。
10.根据权利要求1所述的处理系统，还包括：
第三电容器；
耦接到所述第三电容器的第二开关，所述第二开关具有第三状态和第四状
态，其中所述第三状态将所述第三电容器耦接到所述第一电容器，并且所述第
二状态将所述第三电容器从所述第一电容器解耦合。
11.根据权利要求10所述的处理系统，其中所述第二开关配置为基于通过
所述第一电容器接收的电荷量在所述第三状态和所述第四状态之间切换。
12.一种用于电容感应的输入设备，包括：
多个传感器电极；以及
耦接到所述多个传感器电极的处理系统，所述处理系统包括：
运算放大器，其具有同相输入、反相输入、以及输出，其中包括在所
述多个传感器电极中的传感器电极耦接到所述反相输入；
耦接到所述同相输入的电压源；
耦接在所述输出和所述反相输入之间从而形成反馈路径的第一电容
器；
第二电容器；
耦接到所述第二电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·S·达塔罗，
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