电感传感器应用中的干扰检测和减轻以及基于实时噪声检测的动态自适应制造技术

技术编号:26374870 阅读:10 留言:0更新日期:2020-11-19 23:43
系统可包括电阻‑电感‑电容传感器;驱动器,其被配置成以驱动频率驱动电阻‑电感‑电容传感器;测量电路,其通信地耦合到电阻‑电感‑电容传感器,并且被配置成测量与电阻‑电感‑电容传感器相关联的相位信息和幅度;以及噪声检测电路,其通信地耦合到测量电路,并且被配置成基于相位信息和幅度信息中的至少一个来确定系统中外部干扰的存在。

【技术实现步骤摘要】
电感传感器应用中的干扰检测和减轻以及基于实时噪声检测的动态自适应相关申请本公开要求2019年5月16日提交的美国临时专利申请序列号62/848,718和2019年5月24日提交的美国临时专利申请序列号62/852,718的优先权,这两个申请的全部内容均以引用方式并入本文。
本公开总体上涉及具有用户界面的电子设备(例如,移动设备、游戏控制器、用于车辆、机械和/或器具的仪表板等),并且更具体地涉及在用于移动设备中的机械按钮替换的系统中和/或其他合适应用中的电阻-电感-电容传感器的谐振相位感测。
技术介绍
许多传统的移动设备(例如,移动电话、个人数字助理、视频游戏控制器等)包括机械按钮,以允许在移动设备的用户与移动设备本身之间进行交互。然而,此类机械按钮容易老化、磨损和撕裂,这可能会缩短移动设备的使用寿命和/或如果发生故障可能需要大量修理。而且,机械按钮的存在可能使制造防水的移动设备变得困难。因此,移动设备制造商越来越多地希望为移动设备配备虚拟按钮,该虚拟按钮用作人机界面,以允许在移动设备的用户与移动设备本身之间进行交互。类似地,移动设备制造商越来越希望为移动设备配备其他虚拟界面区域(例如,虚拟滑块、除触摸屏之外的移动设备主体的界面区域等)。理想地,为了获得最佳的用户体验,此类虚拟界面区域应让用户视觉上和感觉上就像是存在机械按钮或其他机械界面而不是虚拟按钮或虚拟界面区域。当前,线性谐振致动器(LRA)和其他振动致动器(例如,旋转致动器、振动马达等)越来越多地用于移动设备中,以响应于用户与此类设备的人机界面的交互而生成振动反馈。通常,传感器(传统上是力或压力传感器)检测用户与设备的交互(例如,手指在设备的虚拟按钮上的按压),并且响应于此,线性谐振致动器可振动以向用户提供反馈。例如,线性谐振致动器可响应于用户与人机界面的交互而振动,以向用户模仿机械按钮点击的感觉。然而,工业上需要传感器来检测用户与人机界面的交互,其中此类传感器提供可接受水平的传感器灵敏度、功耗和尺寸。
技术实现思路
根据本公开的教导,可减少或消除与感测移动设备中的人机界面交互相关联的缺点和问题。根据本公开的实施例,系统可包括电阻-电感-电容传感器;驱动器,其被配置成以驱动频率驱动电阻-电感-电容传感器;测量电路,其通信地耦合到电阻-电感-电容传感器,并且被配置成测量与电阻-电感-电容传感器相关联的相位信息和幅度;以及噪声检测电路,其通信地耦合到测量电路,并且被配置成基于相位信息和幅度信息中的至少一个来确定系统中外部干扰的存在。根据本公开的这些和其他实施例,方法可包括测量与驱动器以驱动频率驱动的电阻-电感-电容传感器相关联的相位信息和幅度信息;以及基于相位信息和幅度信息中的至少一个来确定在包括电阻-电感-电容传感器的系统中外部干扰的存在。根据本文包括的附图、描述和权利要求,本公开的技术优点对于本领域的普通技术人员而言可能很明显。实施例的目的和优点将至少通过权利要求中特别指出的要素、特征和组合来实现和达到。应当理解,前面的一般描述和下面的具体实施方式是示例和解释性的,并且不限制本公开中提出的权利要求。附图说明通过参考以下结合附图的描述,可获得对本实施例及其优点的更完整的理解,其中相同的附图标记指示相同的特征,并且在附图中:图1示出了根据本公开的实施例的示例移动设备的所选部件的框图;图2示出了根据本公开的实施例的与电感线圈分开一定距离的机械构件;图3示出了根据本公开的实施例的可在电感感测系统中使用的机械构件和电感线圈的模型的所选部件;图4示出了根据本公开的实施例的示例电阻-电感-电容传感器的所选部件;图5A至图5C中的每个示出了根据本公开的实施例的示例谐振相位感测系统的所选部件的图;图6示出了根据本公开的实施例的可存在于谐振相位感测系统内以便检测外部干扰的示例波形的曲线图;图7示出了根据本公开的实施例的可在谐振相位感测系统内测量以便检测外部干扰的示例波形的曲线图;图8示出了根据本公开的实施例的幅度和相位相对于驱动电阻-电感-电容电路的电流信号的频率的示例预期曲线以及幅度和相位相对于幅度的示例测量特性的曲线图;以及图9示出了根据本公开的实施例的在没有干扰噪声且与电阻-电感-电容传感器的机械构件没有相互作用的情况下,由用于电阻-电感-电容传感器的相干入射/正交检测器测量的测量正交分量Q相对于测量入射分量I之间的示例关系的曲线图。具体实施方式图1示出了根据本公开的实施例的示例移动设备102的所选部件的框图。如图1所示,移动设备102可包括外壳101、控制器103、存储器104、机械构件105、麦克风106、线性谐振致动器107、无线电发射器/接收器108、扬声器110和谐振相位感测系统112。外壳101可包括任何合适的外罩、壳体或用于容纳移动设备102的各种部件的其他外壳。外壳101可由塑料、金属和/或任何其他合适的材料构造。另外,外壳101可被适配成(例如,将大小和形状设定成)使得移动设备102容易地在移动设备102的用户的人身上携带。因此,移动设备102可包括但不限于智能电话、平板计算设备、手持计算设备、个人数字助理、笔记本计算机、视频游戏控制器或任何其他可容易地在移动设备102的用户的人身上携带的设备。控制器103可被容纳在外壳101内,并且可包括被配置成解释和/或执行程序指令和/或处理数据的任何系统、设备或装置,并且可包括但不限于微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)或被配置成解释和/或执行程序指令和/或处理数据的任何其他数字或模拟电路系统。在一些实施例中,控制器103可解释和/或执行程序指令和/或处理存储在存储器104和/或控制器103可访问的其他计算机可读介质中的数据。存储器104可容纳在外壳101内,可通信地耦合到控制器103,并且可包括被配置成在一段时间内保留程序指令和/或数据的任何系统、设备或装置(例如,计算机可读介质)。存储器104可包括随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、国际个人计算机存储卡协会(PCMCIA)卡、闪速存储器、磁存储装置、光磁存储装置或在关闭移动设备102的电源之后保留数据的易失性或非易失性存储器的任何合适的选择和/或阵列。麦克风106可至少部分地容纳在外壳101内,可通信地耦合到控制器103,并且可包括被配置成将入射在麦克风106处的声音转换成可由控制器103处理的电信号的任何系统、设备或装置,其中使用具有基于在隔膜或膜处接收的声振动而变化的电容的隔膜或膜来将此声音转换为电信号。麦克风106可包括静电麦克风、电容式麦克风、驻极体麦克风、微机电系统(MEMs)麦克风或任何其他合适的电容性麦克风。无线电发射器/接收器108可容纳在外壳101内,可通信地耦合到控制器103,并且可包括任何系统、设备和装置,其被配置成借助于天线来生成和发射射频信号,以及接收射频信本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种系统,其包括:/n电阻-电感-电容传感器;/n驱动器,其被配置成以驱动频率驱动所述电阻-电感-电容传感器;/n测量电路,其通信地耦合到所述电阻-电感-电容传感器,并且被配置成测量与所述电阻-电感-电容传感器相关联的相位信息和幅度;以及/n噪声检测电路,其通信地耦合到所述测量电路,并且被配置成基于所述相位信息和所述幅度信息中的至少一个来确定所述系统中外部干扰的存在。/n

【技术特征摘要】
20190516 US 62/848718;20190524 US 62/852718;2019111.一种系统,其包括:
电阻-电感-电容传感器;
驱动器,其被配置成以驱动频率驱动所述电阻-电感-电容传感器;
测量电路,其通信地耦合到所述电阻-电感-电容传感器,并且被配置成测量与所述电阻-电感-电容传感器相关联的相位信息和幅度;以及
噪声检测电路,其通信地耦合到所述测量电路,并且被配置成基于所述相位信息和所述幅度信息中的至少一个来确定所述系统中外部干扰的存在。


2.根据权利要求1所述的系统,其中所述噪声检测电路被配置成基于作为所述驱动频率的函数的所述相位信息的分布来确定所述系统中外部干扰的存在。


3.根据权利要求1所述的系统,其中所述噪声检测电路被配置成基于作为所述驱动频率的函数的所述幅度信息的分布来确定所述系统中外部干扰的存在。


4.根据权利要求1所述的系统,其中所述噪声检测电路被配置成基于所述相位信息和所述幅度信息中的至少一个的瞬态响应来确定所述系统中外部干扰的存在。


5.根据权利要求4所述的系统,其中所述噪声检测电路被配置成基于相对于所述相位信息的时间的变化率来确定所述系统中外部干扰的存在。


6.根据权利要求5所述的系统,其中所述噪声检测电路被配置成响应于超出所述变化率的预期范围的所述变化率来确定所述系统中外部干扰的存在。


7.根据权利要求4所述的系统,其中所述噪声检测电路被配置成基于相对于所述幅度信息的时间的变化率来确定所述系统中外部干扰的存在。


8.根据权利要求7所述的系统,其中所述噪声检测电路被配置成响应于超出所述变化率的预期范围的所述变化率来确定所述系统中外部干扰的存在。


9.根据权利要求4所述的系统,其中所述噪声检测电路被配置成响应于超出所述瞬态响应的预期范围的所述瞬态响应来确定所述系统中外部干扰的存在。


10.根据权利要求1所述的系统,其中在噪声测量阶段中:
所述驱动器被配置成将零信号驱动到所述电阻-电感-电容传感器;以及
所述噪声检测电路被配置成在驱动所述零信号期间监测所述幅度信息以确定所述系统中外部干扰的存在。


11.根据权利要求10所述的系统,其中在所述噪声测量阶段中,所述噪声检测被配置成响应于在驱动所述零信号超过预先确定的阈值幅度期间的所述幅度信息来确定所述系统中外部干扰的存在。


12.根据权利要求1所述的系统,其中所述噪声检测电路还被配置成修改所述系统的一个或多个操作参数以便减轻外部干扰的存在。


13.根据权利要求12所述的系统,其中所述一个或多个操作参数包括所述驱动器对所述电阻-电感-电容传感器的驱动幅度。


14.根据权利要求12所述的系统,其中所述一个或多个操作参数包括所述驱动频率。


15.根据权利要求12所述的系统,其中所述一个或多个操作参数包括所述电阻-电感-电容传感器的谐振频率。


16.根据权利要求15所述的系统,其中所述噪声检测电路被配置成修改所述电阻-电感-电容传感器的电容以便修改所述谐振频率。


17.根据权利要求12所述的系统,其中所述一个或多个操作参数包括所述系统内的滤波器的滤波器响应。


18.根据权利要求17所述的系统,其中修改所述滤波器响应包括修改所述滤波器的转折频率。


19.根据权利要求17所述的系统,其中修改所述滤波器响应包括修改所述滤波器的转换时间。


20.根据权利要求12所述的系统,其中所述一个或多个操作参数包括将警报传送到所述测量电路下游的处理模块。


21.根据权利要求12所述的系统,其中所述一个或多个操作参数包括将警报传送到包括所述系统的设备的用户。


22.根据权利要求12所述的系统,其中所述一个或多个操作参数包括所述系统的本底噪声。


23.根据权利要求22所述的系统,其中通过修改所述系统的功耗来修改所述本底噪声。


24.根据权利要求1所述的系统,其中所述噪声检测电路被配置成:
对所述相位信息进行多次测量,每次均以不同的驱动频率进行;以及
将所述多个测量结果与所述电阻-电感-电容传感器的预期相位相对于频率响应进行比较以便确定所述系统中外部干扰的存在。


25.根据权利要求1所述的系统,其中所述噪声检测电路被配置成:
对所述幅度信息进行多次测量,每次均以不同的驱动频率进行;以及
将所述多个测量结果与所述电阻-电感-电容传感器的预期幅度相对于频率响应进行比较以便确定所述系统中外部干扰的存在。


26.根据权利要求1所述的系统,其中所述噪声检测电路被配置成在噪声测量模式期间提高用于检测外部干扰的所述测量电路的灵敏度。


27.根据权利要求26所述的系统,其中提高所述测量电路的所述灵敏度包括对由所述驱动器驱动的驱动信号进行相移,以最大化由所述测量电路实现的相干入射/正交检测器的入射通道和正交通道中的一个的灵敏度。


28.根据权利要求1所述的系统,其中所述噪声检测电路系统还被配置成估计由所述外部干扰引起的噪声的大小。


29.根据权利要求1所述的系统,其中所述噪声检测电路系统被配置成:
收集所述测量电路的输出的多个样本;
基于...

【专利技术属性】
技术研发人员:格雷戈里·C·扬西迈克尔·考斯特塔甲斯维·德斯思德哈斯·马路马修·比尔兹沃斯瓦蒂姆·康拉德
申请(专利权)人:思睿逻辑国际半导体有限公司
类型:发明
国别省市:英国;GB

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