基于采样和保持电路的基准噪声抑制改善制造技术

本发明专利技术公开了一种触摸控制器，该触摸控制器可包括测量电路，该测量电路被配置为从接近传感器中的活动通道接收信号，并且对信号进行采样和保持信号以测量信号。触摸控制器可包括驱动屏蔽缓冲器。触摸控制器可包括电压基准电路，该电压基准电路被配置为生成分压基准，向测量电路提供分压基准，并且通过开关电路将分压基准驱动到驱动屏蔽缓冲器，以在活动通道的测量期间将通道保持在接近传感器中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于采样和保持电路的基准噪声抑制改善
本公开涉及用于人机界面的触摸和接近检测，并且更具体地涉及使用采样和保持电路的基准噪声抑制。
技术介绍
噪声可包括电信号的随机波动。噪声可以是有用信息信号的错误或不期望的随机干扰。噪声是来自天然或人造源的不需要的或干扰的能量的总和。噪声可通过信噪比(SNR)来量化。噪声可具有各种来源。噪声可包括例如热噪声、散粒噪声、闪烁噪声、突发噪声、跨时间噪声、耦合噪声、互调噪声、串扰、干扰或工业噪声。工业噪声可包括来自设备部件的噪声，这可影响周围部件或设备内的部件。例如，当电动马达启动和停止时，可产生噪声。在另一个示例中，触摸面板上的水可引起电容变化，从而引入噪声。可通过多种技术来降低噪声。可通过法拉第笼降低噪声，从而避免电容耦合或避免接地回路。然而，在一些情况下，不可能使所有接地连接连接到相同的接地总线。噪声通常可被测量为以瓦特或dBm为单位的电功率N、以伏特、dBμV为单位的均方根(RMS)电压(与噪声标准偏差相同)或以伏特平方为单位的均方误差(MSE)。噪声还可通过其概率分布和以瓦特/赫兹为单位的噪声谱密度来表征。噪声信号通常被认为是可用信息信号的线性加法。噪声功率可相对于标准功率以瓦特或分贝(dB)测量。
技术实现思路
本公开的实施方案可以包括触摸控制器。触摸控制器可包括测量电路，该测量电路被配置为从接近传感器中的活动通道接收信号，并且对信号进行采样和保持信号以测量信号。触摸控制器可包括驱动屏蔽缓冲器。触摸控制器可包括电压基准电路，该电压基准电路被配置为生成分压基准，向测量电路提供分压基准，并且通过开关电路将分压基准驱动到驱动屏蔽缓冲器，以在活动通道的测量期间将通道保持在接近传感器中。结合上述实施方案中的任一个，开关电路可包括第一开关、第二开关、第一电容器和第二电容器。结合上述实施方案中的任一个，开关电路可被配置为在第一操作阶段中激活第一开关和第二开关，以根据分压基准对第二电容器充电。结合上述实施方案中的任一个，开关电路可被配置为在第二操作阶段中另选地激活第一开关和第二开关以通过第一电容器和第二电容器驱动分压基准，从而生成通道电压基准以将通道保持在接近传感器中。结合上述实施方案中的任一个，开关电路被配置为在第二操作阶段中并且在每个连续周期期间将等效量的总电荷从第一电容器和第二电容器驱动到所保持的通道。结合上述实施方案中的任一个，通过开关电路驱动分压基准可被配置为减少源自为分压基准供电的电压源的噪声。结合上述实施方案中的任一个，分压基准可以是中间模拟供电电压。本公开的实施方案可以包括电压基准电路。电压基准电路可包括连接到电阻网络的电源输入、第一开关、连接到第一开关和电阻网络的中点的第二开关、连接到第一开关和第二开关之间的点的第一电容器、连接到第一电容器和第一开关的第二电容器，以及开关控制信号，该开关控制信号被配置为从电阻网络的中点通过第一开关、第二开关、第一电容器和第二电容器驱动分压基准，以在接近传感器的活动通道的测量期间保持接近传感器的通道。结合上述实施方案中的任一个，电压基准电路还可包括用于测量电路的分压基准的输出。结合上述实施方案中的任一个，开关控制信号可被配置为在第一操作阶段中激活第一开关和第二开关以根据分压基准对第二电容器充电。结合上述实施方案中的任一个，开关控制信号可被配置为在第二操作阶段中另选地激活第一开关和第二开关以通过第一电容器和第二电容器驱动分压基准，从而生成通道电压基准以将通道保持在接近传感器中。结合上述实施方案中的任一个，开关控制信号可被配置为在第二操作阶段中并且在每个连续周期期间将等效量的总电荷从第一电容器和第二电容器驱动到所保持的通道。结合上述实施方案中的任一个，通过开关电路驱动分压基准可被配置为减少源自为电阻网络供电的电压源的噪声。结合上述实施方案中的任一个，电阻网络的中点可为中间模拟供电电压。本公开的实施方案可以包括由上述的任何电压基准电路或触摸控制器执行的方法。附图说明图1是根据本公开的实施方案的基准噪声抑制的系统的图示。图2是根据本公开的实施方案的基准噪声抑制的系统的元件的更详细图示。具体实施方式图1是根据本公开的实施方案的基准噪声抑制的系统100的图示。在一个实施方案中，系统100可使用采样和保持电路来实现基准噪声抑制。在一个实施方案中，系统100可以包括基准电压电路114。在另一个实施方案中，系统100可包括耦接或通信地耦接到基准电压电路114的驱动屏蔽缓冲器120。基准电压电路114和驱动屏蔽缓冲器120的示例性具体实施在图1中示出，但在各种实施方案中，基准电压电路114和驱动屏蔽缓冲器120可包括根据本公开中讨论的配置的更多或更少的部件，或以不同但功能上等效的方式布置的部件。基准电压电路114可被配置为单独地或在由驱动屏蔽缓冲器120修改时向系统100的其他部分提供基准电压。这样的基准电压可在噪声已被抑制或消除的情况下产生。系统100可包括可使用由基准电压电路114单独提供的基准电压或由驱动屏蔽缓冲器120修改的基准电压的元件。例如，系统100可包括外围控制器102。外围控制器102可被配置为控制外围设备、与外围设备交互或与外围设备通信。此类外围设备可包括例如触摸板104。触摸板104可被配置为执行触摸或接近感测，作为电子设备的人机界面的一部分。触摸板104和外围控制器102可通过例如开关矩阵112通信地耦接。外围控制器102，触摸板104和开关矩阵可以使用模拟电路、数字电路、由处理器执行的指令或其任何合适的组合中实现。外围控制器102可在芯片、裸片、板、片上系统或其他合适的平台上实现。在一个实施方案中，外围控制器102可在与基准电压电路114相同的平台上实现。在另一个实施方案中，外围控制器102可在与基准电压电路114不同的平台上实现。外围控制器102可被配置为从触摸板104进行测量。外围控制器102还可被配置为对此类测量执行处理。外围控制器102还可被配置为一旦进行测量，就通过输出值122将所测量的值发送到其他实体，诸如较大的系统或处理器。为了执行测量，外围控制器102可包括测量电路116。测量电路116可使用采样和保持电路或拓扑结构来实现。测量电路116的示例性具体实施在下面的图2中示出。触摸板104可被配置为根据异物(诸如手指或触笔)与感测表面的接近或触摸来生成信号。触摸板104可包括多个通道108，其中每个此类通道可进行独立的测量。触摸板104可包括以任何合适的配置诸如线性配置或网格布置的任何合适数量的N个触摸板通道108。当根据通道的位置考虑时，来自这些不同通道的具体测量值形成数据点，输出值122的接收者可以关于该数据点做出接近度、位置或触摸的更完整的视图。每个通道108可包括触摸传感器132。触摸传感器132可通过电容器接地并连接到驱动信号，诸如drv_ext130。Drv_ext130可由适于允许电容式检测的算法驱动。可根据在序列期间传感器将被驱动为高、低还是未被驱动来选择此类算法。可使用三态驱动器。每个通道108本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种触摸控制器，包括：/n测量电路，所述测量电路被配置为：/n从接近传感器中的活动通道接收信号；以及/n对所述信号进行采样并保持所述信号以测量所述信号；/n驱动屏蔽缓冲器；和/n电压基准电路，所述电压基准电路被配置为：/n生成分压基准；/n向所述测量电路提供所述分压基准；以及/n通过开关电路将所述分压基准驱动到所述被驱动屏蔽缓冲器，以在所述活动通道的测量期间将通道保持在所述接近传感器中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180214 US 15/896,4941.一种触摸控制器，包括：
测量电路，所述测量电路被配置为：
从接近传感器中的活动通道接收信号；以及
对所述信号进行采样并保持所述信号以测量所述信号；
驱动屏蔽缓冲器；和
电压基准电路，所述电压基准电路被配置为：
生成分压基准；
向所述测量电路提供所述分压基准；以及
通过开关电路将所述分压基准驱动到所述被驱动屏蔽缓冲器，以在所述活动通道的测量期间将通道保持在所述接近传感器中。


2.根据权利要求1所述的触摸控制器，其中所述开关电路包括第一开关、第二开关、第一电容器和第二电容器。


3.根据权利要求2所述的触摸控制器，其中所述开关电路被配置为在第一操作阶段中激活所述第一开关和所述第二开关以根据所述分压基准对所述第二电容器充电。


4.根据权利要求2至3中任一项所述的触摸控制器，其中所述开关电路被配置为在第二操作阶段中另选地激活所述第一开关和所述第二开关以通过所述第一电容器和所述第二电容器驱动所述分压基准，从而生成通道电压基准以将所述通道保持在所述接近传感器中。


5.根据权利要求2至3中任一项所述的触摸控制器，其中所述开关电路被配置为在第二操作阶段中：
另选地激活所述第一开关和所述第二开关以通过所述第一电容器和所述第二电容器驱动所述分压基准，从而生成通道电压基准以将所述通道保持在所述接近传感器中；以及
在每个连续周期期间，将等量的总电荷从所述第一电容器和所述第二电容器驱动到所保持的通道。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的触摸控制器，其中通过所述开关电路驱动所述分压基准被配置为减少源自为所述分压基准供电的电压源的噪声。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的触摸控制器，其中所述分压基准为中间模拟供电电压。


8.一种电压基准电路，包括：
电源输入，所述电源输入连接到电阻网络；
第一开关；
第二开关，所述第二开关连接到所述第一开关并连接到所述电阻网络的中点；
第一电容器，所述第一电容器连接到所述第一开关和所述第二开关之间的点；
第二电容器，所述第二电容器连接到所述第一电容器和所述第一开关；和
开关控制信号，所述开关控制信号被配置为通过所述第一开关、所述第二开关、所述第一电容器和所述第二电容器从所述电阻网络的所述中点驱动分压基准，以在接近传感器的活动通道的测量期间保持所述接近传感器的通道。


9.根据权利要求8所述的电压基准电路，还包括所述分压基准到测量电路的输出。


10.根据权利要求8至9中任一项所述的电压基准电路，其中所述开关控制信号被配置为在第一操作阶段中激活所述第一开关和所述第二开关，以根据所述分压基准对所述第二电容器充电。


11.根据权利要求8至10中任一项所述的电压基准电路，其中所述开关控制信号被配置为在第二操作阶段中另选地激活所述第一开关和所述第二开关以通过所述第一电容器和所述第二电容器驱动所述分压基准，从而生成通道电压基准以将所述通道保持在所述接近传感器中。


12.根据权利要求8至10中任一项所述的电压基准电路，其中所述开关控制信号被配置为在第二操作阶段中：
另选地激活所述第一开关和所述第二开关以通过所述第一电容器和所述第二电容器驱动所述分压基准，从而生成通道电压基准以将所述通道保持在所述接近传感器中；以及

【专利技术属性】
技术研发人员：A·库玛，M·图尔，R·维克斯，
申请(专利权)人：微芯片技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US