电容传感电路的衰减器电路制造技术

描述了输入衰减器电路的装置和方法。一种传感电路包括衰减器电路，该衰减器电路接收来自传感阵列的电极的信号。该衰减器电路被配置为将信号的输入电流衰减。该衰减器电路包括：衰减矩阵和多个电阻器，该衰减矩阵含有输入端以接收信号。该衰减矩阵被配置为将输入电流拆分为第一输出端上的衰减信号的输出电流和第二输出端上的第二输出电流。衰减矩阵在第一输出端上输出衰减的信号到传感电路的积分器。衰减器电路还包括缓冲器，该缓冲器耦接到衰减矩阵和积分器之间。该缓冲器被配置为在第一输出端处和第二输出端处维持大体相同的电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求于2013年3月12日提交的美国临时申请第61/777462号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本公开一般地涉及传感系统，并且更具体地涉及配置为在电容传感系统上确定触摸的触摸位置的电容传感系统。
技术介绍
电容传感系统能够感测电极上产生的反映电容值变化的电信号。电容值的这种变化能够指示触摸事件(即，物体对特定电极的接近)。电容传感元件可以用来替换机械按钮、旋钮和其它类似的机械的用户接口控件。电容传感元件的使用允许用于去除复杂的机械开关和按钮，在恶劣的条件下提供可靠的操作。此外，电容传感元件被广泛使用于现代客户应用，在现有的产品中提供新的用户接口选项。电容传感元件能够从单个按钮到为触摸敏感表面大量排列的电容传感阵列的形式之间变化。利用电容传感阵列的透明触摸屏在当今的工业和消费市场是普遍存在的。能够在蜂窝电话、GPS设备、机顶盒、摄像机、计算机屏幕，MP3播放器、数字平板电脑等上找到它们。电容传感阵列通过测量电容传感元件的电容值并寻找指示触摸或导电物体的存在的电容值的变量来工作。当导电物体(如，手指、手、或其它物体)接触或紧靠电容传感元件时，电容值变化且该导电物体被检测到。电容触摸传感元件的电容值变化能够由电子电路测量。电子电路将测量的电容传感元件的电容值转换成数字值。有两种典型类型的电容：1)互电容，其中电容传感电路接触电容器的两个电极；2)自电容，其中电容传感电路只接触电容器的一个电极，其中第二电极连接到直流电压电平或寄生性地耦接到接地地面。触摸面板具有(1)和(2)两种类型的电容的分布式负载，而赛普拉斯公司(Cypress)的触摸解决方案以其不同的感测模式或者单独地或者以混合形式感测两种电容。附图说明通过示例以附图的图形说明本专利技术，而不是限制。图1是说明具有包含衰减器电路的处理装置的电子系统的一个实施例的框图。图2A是包含根据一个实施例的衰减器电路的电容传感电路的框图。图2B是包含根据一个实施例的基于固态衰减器的电流镜的电容传感电路的电路图。图3A是说明根据一个实施例的基本衰减器电路的电路图。图3B是说明根据另一个实施例的衰减器电路的电路图。图4A是说明根据另一个实施例的在自电容测量模式下的衰减器电路的电路图。图4B是说明根据一个实施例的图4A的衰减器电路的信号波形的图。图5是说明根据另一个实施例的在无输入失调电压情况下的衰减器电路的电路图。图6是说明根据一个实施例的衰减器电路的输入电流和输出电流的图。图7是说明根据一个实施例的带有电荷平衡转换器和带有单个可编程电流源的两个积分器的衰减器电路的电路图。图8是说明根据另一个实施例的带有电荷平衡转换器的衰减器电路的电路图。图9是说明根据一个实施例的图8的衰减器电路的信号波形的图。图10是说明根据一个实施例的带有基于电流传送器的电容传感电路的衰减器电路的电路图。图11A是说明根据一个实施例的图9的电流传送器的反馈的电路图。图11B是说明根据一个实施例的图9的电流传送器的修正反馈的电路图。图12是根据一个实施例的将来自传感阵列的电极的输入信号衰减的方法的流程图。具体实施方式在以下描述中，为了解释的目的，为了提供本专利技术的详尽理解陈述了诸多具体细节。然而，对于本领域的技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本专利技术。在其它实例中，众所周知的电路、结构和技术没有详细地示出，而是用框图以避免不必要地使本描述的理解模糊不清。在本描述中参考“一个实施例”或“实施例”意味着连同实施例描述的特定特性、结构、或者特征包含在本专利技术的至少一个实施例中。在本描述中位于不同的位置的短语“在一个实施例中”不一定指相同的实施例。应该保护触摸屏控制器防止外部噪声源的干扰。噪声源能够具有很高的幅值并能够使触摸屏控制器饱和。饱和阻碍了触摸屏控制器的工作。此处描述的实施例能够被用来防止触摸屏控制器的饱和，使触摸屏控制器即使在高幅值噪声条件下也能保持运行。正如此处描述的，此处描述的实施例的输入衰减器能够与接收器或带有有源积分器的电荷平衡接收器一同使用。电容传感电路的有源积分器的输入处的输入衰减器电路使转换器保持在线性工作范围。输入衰减器电路将来自触摸面板比如氧化铟锡(ITO)面板的电流衰减，允许触摸屏控制器测量ITO面板的互电容、自电容或兼有两者。输入衰减器电路能够提供输入衰减器电路的电阻分压器两端之间的零差分电压。图1是说明具有包含衰减器电路120的处理装置110的电子系统100的一个实施例的框图。将参考图2-图11更为详细地描述关于衰减器电路120的细节。处理装置110被配置为检测诸如电容传感阵列125的触摸敏感装置上的一个或多个触摸。处理装置能够检测导电物体，例如触摸物体140(手指或无源触针、有源触针130、或它们的任何组合)。电容传感电路101能够测量电容传感阵列125上的触摸数据。该触摸数据可以被表示成多个单元，每个单元代表电容传感阵列125的传感元件(例如，电极)的一个交叉点。在另一个实施例中，触摸数据是电容传感阵列125的二维电容图像。在一个实施例中，当电容传感电路101测量触摸传感装置(例如，电容传感阵列125)的互电容时，电容传感电路101获得触摸传感装置的2D电容图像并处理该数据以获得峰值和位置信息。在另一个实施例中，处理装置110是(例如，从传感阵列中)获得电容触摸信号数据集的微控制器，因此，在微控制器上执行的手指检测固件识别指示触摸、检测和处理峰值、计算坐标、或任何组合的数据集区域。固件使用此处描述的实施例来识别峰值。固件能够计算对于得到的峰值的精确坐标。在一个实施例中，固件能够使用计算触摸的质心的质心算法来计算对于得到的峰值的精确坐标，该质心是触摸的质量中心。质心可以是触摸的X/Y坐标。或者，其它坐标插值算法可以被用于确定得到的峰值的坐标。微控制器能够向主处理器报告精确坐标，以及其它信息。电子系统100包含处理装置110、电容传感阵列125、触针130、主处理器150、嵌入式控制器160和非电容传感元件170。电容传感元件是导电材料(如铜)的电极。传感元件也可以是ITO面板的部分。电容传感元件能够配置为允许电容传感电路101测量自电容、互电容、或任何其组合。在描绘的实施例中，电子系统10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感电路，包含：衰减器电路，所述衰减器电路接收来自传感阵列的电极的信号，其中，所述衰减电路被配置为将信号的输入电流衰减以提供衰减的信号；以及积分器，所述积分器接收所述衰减的信号并输出积分的信号，其中，所述衰减器电路包含：衰减矩阵，所述衰减矩阵包含：信号输入端以及多个电阻，所述信号输入端接收所述信号，其中所述衰减矩阵被配置为将所述输入电流拆分为第一输出端上的所述衰减信号的输出电流和第二输出端上的第二输出电流，其中所述衰减矩阵在所述第一输出端上输出所述衰减的信号；以及缓冲器，所述缓冲器耦接到所述衰减矩阵和所述积分器之间，其中，所述缓冲器被配置为在所述第一输出端处和所述第二输出端处维持大体相同的电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.12 US 61/777,462;2013.05.15 US 13/895,1151.一种传感电路，包含：
衰减器电路，所述衰减器电路接收来自传感阵列的电极的信号，
其中，所述衰减电路被配置为将信号的输入电流衰减以提供衰减的信
号；以及
积分器，所述积分器接收所述衰减的信号并输出积分的信号，其
中，所述衰减器电路包含：
衰减矩阵，所述衰减矩阵包含：信号输入端以及多个电阻，所述
信号输入端接收所述信号，其中所述衰减矩阵被配置为将所述输入电
流拆分为第一输出端上的所述衰减信号的输出电流和第二输出端上的
第二输出电流，其中所述衰减矩阵在所述第一输出端上输出所述衰减
的信号；以及
缓冲器，所述缓冲器耦接到所述衰减矩阵和所述积分器之间，其
中，所述缓冲器被配置为在所述第一输出端处和所述第二输出端处维
持大体相同的电压。
2.根据权利要求1所述的传感电路，进一步包含转换器，所述转
换器耦接到所述积分器的输出，其中，所述转换器被配置为将所述积
分的信号转换为数字值。
3.根据权利要求1所述的传感电路，其中，所述衰减矩阵包含电
阻分压器，所述电阻分压器包含多个电阻器。
4.根据权利要求1所述的传感电路，其中，所述缓冲器是耦接到
所述衰减矩阵的所述第一输出端和所述第二输出端之间的单位增益放
大器，其中，所述单位增益放大器被配置为在耦接到所述积分器的输
入端的所述第一输出端和所述第二输出端上维持大体相同的电压电
位，并且其中，所述单位增益放大器的输入耦接到所述第一输出端且
所述单位增益放大器的输出耦接到所述第二输出端。
5.根据权利要求1所述的传感电路，其中，所述积分器包含第一
运算放大器，所述第一运算放大器包含：
第一输出，所述第一输出耦接到转换器；
第一输入，所述第一输入耦接到所述衰减矩阵的所述第一输出端；
以及
第二输入，所述第二输入耦接到参考电压，且其中，所述缓冲器
包含第二运算放大器，所述第二运算放大器包含：
第二输出，所述第二输出耦接到所述衰减器电路的所述第二输出
端；
第三输入，所述第三输入耦接到耦接到所述第二输出端的所述第
二输出；以及
第四输入，所述第四输入耦接到所述参考电压。
6.根据权利要求5所述的传感电路，其中，所述第一运算放大器
包含与所述第二运算放大器大体相同的失调电压。
7.根据权利要求5所述的传感电路，其中，所述第一运算放大器
和所述第二运算放大器是匹配的运算放大器。
8.根据权利要求7所述的传感电路，其中，所述第一运算放大器
和所述第二运算放大器处于相同的集成电路上。
9.根据权利要求1所述的传感电路，其中，所述衰减器电路和积
分器被配置为在互电容模式下测量第一电容值以及在自电容模式下测
量第二电容值。
10.根据权利要求1所述的传感电路，其中，所述积分器包含第
一运算放大器，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德里·雷施塔，维克托·克雷米，米哈伊洛·克列霍夫特斯卡，鲁斯兰·奥梅利丘克，
申请(专利权)人：谱瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US