利用感测频率的较小偏移检测位置传感器中的噪声的方法和系统技术方案

描述了用于检测传感器中的噪声的方法、系统和设备，该传感器响应于在感测区处或附近施加的刺激来产生输出。以两个或更多个频率将载波信号施加到感测区，以便以被解调以及通过解调滤波器被滤波的每一频率产生输出。选择应用于载波信号的各个频率，以便频率差小于解调滤波器带宽。从由各个载波频率产生的输出中去除刺激影响中的至少一些以便产生两个或更多个滤波输出。然后，处理该滤波输出以便检测包含在其中的噪声。如果包含在一个或多个滤波输出中的噪声达到不可接受的电平，则使载波信号偏移到新的感测频率，以用于随后的操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及位置和接近传感器、诸如触摸板，以及更具体地涉及能够检测或避免存在于这种传感器中的噪声的设备、系统和方法。
技术介绍
位置传感器通常被用作计算机、个人数字助理(PDA)、媒体播放器、视频游戏播放器、消费电子产品、蜂窝电话、投币式公用电话、销售点终端、自动取款机、公用电话亭等等的输入设备。用于这种应用中的一种普通类型的传感器是能够容易地被找到的、例如作为许多笔记本型计算机上的输入设备的触摸板型传感器。用户通常通过在传感器的感测区附近移动手指、铁笔或其他刺激来操作该传感器。在载波信号被施加到感测区时，刺激产生电容、电感或其他电效应，其中该检测区能够被检测并且与刺激相对于该检测区的位置或接近相关联。该位置信息又能够被用于移动显示屏上的光标或其他指示器，或者被用于任何其他目的。在1999年3月9日被颁发给Gillespie等人的美国专利No.5,880,441中描述了基于电容感测技术的触摸板型位置传感器的一个例子。尽管几年来已经广泛采用位置传感器，但设计师继续寻找改进传感器的功能和效率的方法。特别地，已经长期认识到识别和降低噪声对传感器的影响的困难。噪声源于包括计算机显示器背光、电源、无线通信设备等等的各种源。尽管许多传感器现在包括能够有效地去除许多类型的噪声的低和/或高通滤波器，但在识别和去除具有接近于传感器感测频率或其谐波中的任何一个谐波的频率的噪声分量方面仍然存在问题。所谓的“调谐噪声”难以识别或滤出，因为调谐噪声的有效“拍”频常常非常接近于由用户施加的刺激本身产生的信号的频率，从而使调谐噪声作为施加到感测区的刺激出现。因此，将不期望的调谐噪声的影响与刺激的期望影响区分开可能是非常困难的。另外，观察调谐噪声的时间可能是重要的，因为这种噪声的拍频可能相对低(例如大约10Hz或更小)，并且因此整个差拍循环的周期可能是相当大的(例如，对于0.1Hz的拍频来说大约10秒)。不过，已经尝试了几种用于降低调谐噪声的影响的技术。一种传统的噪声避免技术包括当在感测区不存在刺激时比较通过以两个或更多个不同感测频率操作传感器所产生的输出信号，然后使用产生较少数量的噪声的频率来操作该传感器。然而，该技术具有几个缺陷，因为实际上，特别是在存在显著的外部噪声时，确定刺激在任何给定时间是否存在可能是困难的。此外，因为该技术仅仅在刺激不存在时测量噪声，所以不考虑存在于刺激本身内的噪声源(例如经由刺激耦合到传感器上的环境射频噪声)。用于测量调谐噪声的另一技术包括定期地禁止感测功能以确保未检测到刺激，然后比较在两个或更多个不同操作频率处观察到的噪声电平。尽管该技术的确测量经由刺激耦合到传感器上的噪声，但它不解决低拍频的问题。另外，由于禁止感测功能所引入的复杂性对于实际实现来说可能是相对困难和/或昂贵的。因此，期望提供即使当噪声的频率接近于检测频率时也快速地、有效地且高效地检测位置传感器中的噪声的系统和方法。此外，期望创建即使当刺激存在于感测区处或附近时也是有效的噪声检测技术。结合附图和前述
和
技术介绍
，根据随后的详细描述和所附的权利要求，其他的期望的特征和特性将变得显而易见。
技术实现思路
描述了用于检测触摸板或其他传感器中的噪声的方法、系统和设备，该触摸板或其他传感器响应于在感测区处或附近施加的刺激来产生调制输出。根据各种实施例，以在感兴趣的载波信号频率处或附近的感测频率施加载波信号。针对噪声，对传感器的输出进行解调、滤波或处理。然后，该载波以紧密间隔的第二感测频率来施加，并且再次针对噪声被解调、滤波和处理。选择载波信号的感测频率，以便它们彼此不同并在解调滤波器的带宽内相间隔。在另一实施例中，如果通过所施加的感测频率中的任何一个或其一些组合所识别出的噪声超过可接受的噪声电平，则可以使载波信号偏移到不同的载波频率以及一组相关的感测频率。在这种实施例中，选择第二组紧密间隔的感测频率，以便频率在解调滤波器的带宽内，但是与第一组感测频率间隔开。然后，可以针对第二和/或其他组紧密间隔的频率重复上述过程，直到检测到可接受的噪声电平为止。附图说明在下文中，将结合下述附图来描述本专利技术的各个方面，其中相同数字表示相同的元素，以及图1是示出示例性接近感测设备的框图；图2是示出感测设备的示例性噪声传递函数以及几个示例性高通滤波器的滤波器响应性的图；图3是用于检测接近感测设备中的噪声的示例性方法的流程图；以及图4是示出具有至少两个主要感测频率的感测设备的示例性噪声传递函数和滤波器响应性的图。具体实施例方式下面的详细描述实质上仅仅是示例性的，并不意图限制本专利技术或以及本专利技术的应用和使用。此外，并不意图受存在于在前的
、
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、简单概述或下面的详细描述中的任何明确的或暗示的理论约束。根据各个示例性实施例，具有两个或更多个紧密间隔的感测频率之一的载波信号被施加到载波调制传感器上，针对噪声被解调、滤波和分析。然后，将相同过程应用于剩余的紧密间隔的频率。选择感测频率，以便它们在解调滤波器的带宽内相间隔，但大于刺激的期望带宽。无论所施加的载波信号的频率如何，解调刺激的频率带宽通常是不变的，但解调噪声的频带改变。因此，通过滤出所施加的刺激的已知带宽，因此能够确定剩余的信号指示噪声。通过施加多于一个的感测频率，具有与一个感测频率的刺激相同的解调频带的噪声具有用于其他感测频率的不同频带，并且因此能够在其他频率处被检测到。与传统噪声检测不同，选择感测频率，以便加重在感兴趣的载波频率附近的噪声，因此可以快速地观察到噪声。如果在一个或多个滤波信号中所观察到的噪声过多或者是不期望的，则可以容易地推断出调谐噪声存在于感兴趣的载波频率处或附近。此外，如果已知刺激为低频的，那么解调和滤波之后的噪声将具有可以快速地被检测到的高频特性。这与许多传统的噪声检测技术大不相同，其中频率接近于载波频率的噪声产生低频差拍信号，该低频差拍信号可能需要相当长的时间来检测。此外，能够使用在此描述的噪声检测技术来改进能检测刺激的位置和/或接近的触摸板或其他传感器的操作。通过收集在接近于感兴趣的载波频率或与感兴趣的载波频率相同的两个或更多个感测频率处的感测输出，以及通过对在不同频率处获得的输出进行滤波以便去除可能存在的任何刺激的相当大的影响，能够检测到在用于传感器操作中的载波频率附近的调谐噪声。如果所得到的滤波信号中的一个或多个指示过度数量的噪声，则随后的传感器操作被转移到避免所检测到的调谐噪声的完全不同的载波频率。即，在感兴趣的载波频率附近的较小频移能够被用于确定在载波频率附近存在噪声源，在该情况下载波频率的较大偏移可能是有利的。估计噪声电平的过程可以以新的载波频率继续(例如使用在新的载波频率附近的两个或更多个较小感测频率)，其中在新的载波频率处调谐噪声的随后发现导致返回到原始载波频率或较大地偏移到感兴趣的第三载波频率。在找到无过多调谐噪声的载波频率之前，各种类型的传感器可以应用任何次数的较大和/或较小频移。另外，在主要频率处所检测到的噪声的电平可以被用于选择具有最小噪声的主要频率。现在参考图1，适当时，示例性位置传感器100适当地包括感测区102、解调器104、控制器108和信号发生器112。在操作中，传感器100检测接近于感测区102的手指或其他对象103的位置。检测用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测由感测区提供的输出中的噪声的方法，该感测区被配置用于响应于刺激的接近来对载波信号进行调制，其中所述输出与所述载波信号同步地被解调，并且通过具有解调滤波器带宽的解调滤波器被滤波，该方法包括以下步骤：以第一频率以及以第二频率施加所述载波信号，以便由此分别产生第一输出和第二输出，其中所述第一和第二频率彼此不同，并且其中所述第一和第二频率之间的差值小于所述解调滤波器带宽；从所述第一和第二输出中去除由所述刺激产生的影响中的至少一些，以便由此分别产生第一和第二滤波输出；以及处理所述第一和第二滤波输出以便检测包含在其中的噪声。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K哈格里韦斯，
申请(专利权)人：辛纳普蒂克斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]