用于用正弦解调制进行电容式感测的系统、方法和设备技术方案

系统、方法和设备提高电容式传感器的灵敏度。设备可以包括衰减器，该衰减器被配置为从电容式感测设备的至少一个感测电极接收输入。衰减器可以被包括在电容式传感器的感测通道中。设备可以进一步包括被耦合到衰减器的输入的信号发生器。信号发生器可以包括一个或多个处理器，所述处理器被配置为：至少部分地基于与电容式感测设备的一个或多个发射电极相关联的扫描序列的一个或多个噪声特性，来生成正弦信号，并且将该正弦信号提供给衰减器的输入。入。入。

【技术实现步骤摘要】
用于用正弦解调制进行电容式感测的系统、方法和设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年4月7日提交的美国临时专利申请第63/006,298号的美国专利法第119条e款下的优先权，其全部条款出于所有目的通过引用并入本文。


[0003]本公开总体上涉及电容式传感器，并且更具体地，涉及提高这样的电容式传感器的外部噪声抗扰度。

技术介绍

[0004]设备和系统(例如，移动通信设备)可以包括各种输入设备(例如，触摸屏和按钮)。触摸屏和按钮可以利用一个或多个感测模式来接收来自实体(例如，移动通信设备的用户)的输入。这种模式的示例可以是电容式感测，其中，触摸屏或按钮可以包括可以用于获得各种电容测量的传导元件。例如，触摸屏可以包括电极阵列，并且触摸屏控制器可以用于测量与那些电极相关联的电容。然而，许多电容式传感器仍然受到限制，这是因为它们容易对外部噪声敏感，如可以由它们的感测通道对操作频率的谐波敏感引起的。
附图说明
[0005]图1A示出了根据一些实施例配置的用于电容式传感器的噪声抗扰度增强的设备的示例。
[0006]图1B示出了根据一些实施例配置的用于电容式传感器的噪声抗扰度增强的设备的另一个示例。
[0007]图2示出了根据一些实施例配置的改进的电荷
‑
时间转换器的示例。
[0008]图3A示出了根据一些实施例配置的可变增益衰减器的示例。
[0009]图3B示出了根据一些实施例配置的可变增益衰减器的另一个示例。/>[0010]图3C示出了根据一些实施例配置的可变增益衰减器的又一个示例。
[0011]图4示出了根据一些实施例配置的改进的电荷
‑
时间转换器的另一个示例。
[0012]图5A示出了根据一些实施例配置的可变增益衰减器的示例的实施方式。
[0013]图5B示出了根据一些实施例配置的衰减器的示例的实施方式。
[0014]图6示出了根据一些实施例配置的可变增益衰减器的示例。
[0015]图7示出了根据一些实施例配置的，用于电容式传感器的噪声抗扰度增强的系统的示例。
[0016]图8示出了根据一些实施例实现的，用于使用电容式传感器的一个感测狭槽进行扫描的方法示例的流程图。
[0017]图9示出了根据一些实施例实现的，用于使用多个扫描狭槽扫描面板或其它传感器阵列的方法的另一个示例的流程图。
[0018]图10示出了根据一些实施例实现的，用于通过提供发射信号相位校准来增强电容
式传感器灵敏度的方法的附加示例的流程图。
[0019]图11A和图11B示出了根据一些实施例实现的，具有不同数量的增益阶跃的衰减器输入和输出的示例的图示。
[0020]图12A和图12B示出了根据一些实施例实现的，由一个或多个感测通道感测到的信号的示例的图示。
具体实施方式
[0021]在以下描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对所提出的构思的透彻理解。所提出的构思可以在没有这些具体细节的一些或全部的情况下进行实践。在其它实例中，尚未详细地描述公知的过程操作，以免不必要地使所描述的构思难以理解。尽管将结合具体示例描述一些构思，但是将理解的是，这些示例不旨在是限制性的。
[0022]图1A示出了根据一些实施例配置的用于电容式传感器的噪声抗扰度增强的设备的示例。如下面将更详细地讨论的，电容式传感器可以包括被配置为利用电容测量来识别对象的存在的各种组件。如本文所公开的，存在可以是指接触、悬停或其它感测到的事件。例如，电容式传感器可以利用各种电极来基于以电容为基础的测量来感测与用户手指的接近度或接触。更具体地，电容式传感器可以包括具有输入衰减器的感测通道，该输入衰减器被配置为从感测设备(例如，可以包括电容式触摸屏的触摸面板)接收感测到的输入。如下面将更详细地讨论的，设备(例如，设备100)可以被配置为调制由输入衰减器接收到的输入信号，以在由电容式传感器执行感测操作时降低噪声并增加用于进行测量的下游组件的灵敏度。
[0023]因此，设备100包括输入102，该输入102可以是被耦合到感测设备的一个或多个组件的输入。如上面类似地讨论的，电容式传感器可以包括感测设备，所述感测设备包括用于进行各种测量的电极，所述测量可以用于推断相邻或接触对象(例如，手指、触笔或其它传导对象)的存在。将理解的是，可以使用任何合适的传导对象。此外，这样的对象可以由改变感测电极的物理环境使得电容改变的任何合适的材料制成。更具体地，感测设备可以是包括发射电极阵列以及接收电极阵列的触摸面板。可以实现扫描序列，其中，通过发射电极中的一个或多个发送信号，并且在接收电极中的一个或多个处进行测量。测量可以是电容测量，并且可以受到相邻或接触对象的影响。例如，用户的手指在特定位置处的触摸面板附近接触或悬停可能影响该位置处的电极的电容测量。可以在输入102处接收来自接收电极的感测到的信号。
[0024]设备100进一步包括衰减器104，该衰减器104被配置为设置由感测设备(例如，触摸面板)所看到的输入阻抗，并且还被配置为设置由感测通道的其它组件所看到的输出阻抗，如下面将参考至少图3和图4更详细地讨论的。因此，在输入102处接收到的感测到的信号可以被耦合到衰减器104的输入。因此，根据各种实施例，衰减器104被配置为提供若干特征。更具体地，它使输入信号衰减，它提供阻抗转换的特征，它提供低输入阻抗和高输出阻抗，并且它充当电流源，其中，输出电流是基于输入电流来确定的。
[0025]设备100另外包括信号发生器106，其被配置为生成信号，该信号被配置为降低在输入102处感测到的输入信号的特定的特性。如下面将更详细地讨论的，感测到的信号可能易于受到可能由各种源引起的外部噪声的影响。例如，噪声可以由其它组件(例如，液晶显
示器(LCD)面板)生成，以及可以是在组件或者甚至用户的手指之间电容耦合的(如同充电器噪声)。在各种感测通道实施例中，噪声可以表现为可以在感测操作期间使用的频率的奇数谐波处的增加的灵敏度。例如，在触摸面板中包括的电极的扫描序列可以涉及以特定的扫描频率实现的扫描突发。上述噪声源和相关联的寄生电容可以引起在扫描频率的奇数谐波处对噪声的增加的灵敏度。例如，经测量的信号的增加可以在扫描频率的第三、第五、第七和第九谐波处发生。这样的经测量的谐波不是期望的，这是由于它们主要是感测通道的噪声特性的产物，而不是正在被测量的潜在触摸/悬停。因此，一些电容感测通道可能对操作频率的奇数谐波敏感。
[0026]本文所公开的实施例在没有对通道本身进行重要或昂贵的修改的情况下，消除了对奇数谐波的感测通道灵敏度。如下面将更详细地讨论的，这可以通过添加混频器作为现有感测通道的一部分来完成。混频器提供非负数(包括零，意味着增益等于零)谐波上的输入电流倍增。在各种实施例中，混频器输入波形是具有与发射信号相同频率的整流正弦信号。将理解的是，混频器实施方式在各种实施例中可以是不同的。例如，混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设备，包括：衰减器，其被配置为从电容式感测设备的至少一个感测电极接收输入，所述衰减器被包括在电容式传感器的感测通道中；以及信号发生器，其被耦合到所述衰减器的输入，所述信号发生器包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：至少部分地基于与所述电容式感测设备的一个或多个发射电极相关联的扫描序列的一个或多个噪声特性，来生成正弦信号；以及将所述正弦信号提供给所述衰减器的所述输入。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述信号发生器包括正弦调制器。3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述设备进一步包括：混频器，其被配置为将从所述信号发生器接收到的所述正弦信号与从所述至少一个感测电极接收到的所述输入进行组合，并且进一步被配置为基于所述组合来生成输出。4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述混频器是可变增益放大器，其被配置为基于增益控制信号来改变增益。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述信号发生器被配置为使用所述正弦信号来调制所述衰减器的增益，并且其中，所述正弦信号为整流正弦信号。6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述信号发生器被配置为在所述扫描序列期间将所述正弦信号提供给所述衰减器。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述信号发生器被进一步配置为实现窗口功能。8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个感测电极和所述一个或多个发射电极被包括在电容式触摸屏的电极阵列中。9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述信号发生器被配置为与发射信号发生器同步，并且其中，所述发射信号发生器被配置为实现相位偏移值。10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述相位偏移是基于所述电容式传感器的峰值响应来确定的。11.一种方法，包括：至少部分地基于一个或多个扫描参数来生成发射驱动信号，所述发射驱动信号被提供给电容式感测设备的一个或多个发射电极；至少部分地基于所述发射驱动信号和电容式感测设备的一个或多个噪声特性，而使用信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：赛普拉斯半导体公司，
类型：发明
国别省市：