CN101527570B - 模拟到数字转换装置、方法及触控式装置 - Google Patents

Abstract

一种模拟到数字转换装置、方法及触控式装置，适用于转换一分压，其中该分压根据一电源电压及一地电压所产生。该模拟到数字转换装置包含：一第一取样保持电路，用以对该分压取样，并保持所取样的该分压；一第二取样保持电路，用以对该电源电压取样，并保持所取样的该电源电压；及一模拟到数字转换器，用以根据所保持的该电源电压以及该地电压，将所保持的该分压转换成一数字值；其中，该第一、第二取样保持电路在该模拟到数字转换器进行转换前进行取样动作，在该模拟到数字转换器进行转换期间进行保持动作。

Description

模拟到数字转换装置、方法及触控式装置

技术领域

本发明涉及一种模拟到数字转换装置、方法及触控式装置，特别是指一种不受电压源扰动影响的模拟到数字转换装置、方法及触控式装置。

背景技术

参阅图1，一触控式面板(Touch Panel)11包括复数呈网状分布的电阻(图未示)，且其垂直一第一方向X的二侧分别被施加一面板电源电压TPVDD及一面板地电压TPGND，而其垂直一第二方向Y的二侧也分别被施加该面板电源电压TPVDD及该面板地电压TPGND。当该触控式面板11被按压时，根据电阻分压的原理，沿着该第一方向X与该第二方向Y，分别会在该面板电源电压TPVDD与该面板地电压TPGND的间产生与按压位置对应的分压，藉此可以解析按压位置的坐标。

参阅图2，在一使用该触控式面板11的手持式行动通讯设备中，是利用一逐次逼近式(Successive Approximation)模拟到数字转换器12，将该触控式面板11沿着一方向产生的分压转换成一数字值，而该触控式面板11沿着另一方向产生的分压也可利用相同的方式转换成一数字值，如此一来，可得到该触控式面板11的按压位置的坐标。

该逐次逼近式模拟到数字转换器12是以二分搜寻(Binary Search)的方式，每半个频率周期产生一个有效位，且是从最高有效位(Most SignificantBit，MSB)往最低有效位(Least Significant Bit，LSB)的方向产生。因此，当该数字值是N位时，需要N/2个频率周期以完成转换。

该逐次逼近式模拟到数字转换器12包括一数字到模拟转换单元121、一比较单元122及一控制单元123。该数字到模拟转换单元121将该控制单元123输出的数字值转换成在该面板电源电压TPVDD与该面板地电压TPGND的间的比较电压。该比较单元122比较一输入电压(即该触控式面板11产生的分压)与该数字到模拟转换单元121转换出的比较电压的大小。该控制单元123根据该比较单元122的比较结果，在该数字到模拟转换单元121转换出的比较电压大在该输入电压时，使该数字值变小，否则，使该数位值变大。

当该逐次逼近式模拟到数字转换器12还没完成转换便出现输入电压来源改变的情形时，将会使其转换出的数字值错误。因此，在该触控式面板11与该逐次逼近式模拟到数字转换器12的间可加入一取样保持电路13，如图3所示。该取样保持电路13在该逐次逼近式模拟到数字转换器12进行转换前先对其接收到的电压进行取样，并在该逐次逼近式模拟到数字转换器12进行转换的期间保持其取样到的电压。

然而，该手持式行动通讯设备在收发信号时，亦会对该面板电源电压TPVDD造成干扰，使该面板电源电压TPVDD波动。由在该触控式面板11产生的分压对该面板电源电压TPVDD的波动具有线性响应，当没有使用该取样保持电路13时(如图2所示)，该逐次逼近式模拟到数字转换器12的输入电压与该面板电源电压TPVDD的比例不受该面板电源电压TPVDD的波动影响，可以转换出正确的数字值，但当有使用该取样保持电路13时(如图3所示)，该逐次逼近式模拟到数字转换器12的输入电压与该面板电源电压TPVDD的比例会受该面板电源电压TPVDD的波动影响，将会使转换出的数字值出现错误。

发明内容

因此，本发明的目的即在提供一种模拟到数字转换装置，在进行转换的期间，可以避免输入电压改变对输出的影响，及避免电源电压波动对输出的影响。

而本发明的另一目的即在提供一种模拟到数字转换方法，在进行转换的期间，可以避免输入电压改变对输出的影响，及避免电源电压波动对输出的影响。

而本发明的又一目的即在提供一种触控式装置，在进行模拟到数字转换的期间，可以避免输入电压改变对输出的影响，及避免电源电压波动对输出的影响。

于是，本发明模拟到数字转换装置适用于转换一分压，其中该分压根据一电源电压及一地电压所产生。该模拟到数字转换装置包含一第一取样保持电路、一第二取样保持电路及一模拟到数字转换器。

该第一取样保持电路用以对该分压取样，并保持所取样的该分压。

该第二取样保持电路用以对该电源电压取样，并保持所取样的该电源电压。

该模拟到数字转换器用以根据所保持的该电源电压以及该地电压，将所保持的该分压转换成一数字值。

其中，该第一、第二取样保持电路在该模拟到数字转换器进行转换前进行取样动作，在该模拟到数字转换器进行转换期间进行保持动作。

而本发明模拟到数字转换方法适用于转换一分压，其中该分压根据一电源电压及一地电压所产生。该方法包含下列步骤：

对该分压取样，并保持所取样的该分压；

对该电源电压取样，并保持所取样的该电源电压；及

根据所保持的该电源电压以及该地电压，将所保持的该分压转换成一数字值；

其中，在转换前进行取样动作，在转转换期间进行保持动作。

而本发明触控式装置包含一网状阻抗及上述的模拟到数字转换装置，或者包含一触控式面板及上述的模拟到数字转换装置。

该网状阻抗或该触控式面板用以产生到少一分压，其中该分压根据一电源电压及一地电压所产生。

该模拟到数字转换装置转换该网状阻抗或该触控式面板所产生的分压。

附图说明

图1是一示意图，说明一触控式面板；

图2是一电路框图，说明该触控式面板产生的电压直接被一逐次逼近式模拟到数字转换器进行转换的情形；

图3是一电路框图，说明该触控式面板产生的电压先被取样保持后，再被该逐次逼近式模拟到数字转换器进行转换的情形；

图4是一电路框图，说明本发明模拟到数字转换装置的第一实施例；

图5是一电路框图，说明本发明的第二实施例；

图6是一电路框图，说明本发明的第三实施例；

图7是一电路框图，说明本发明的第四实施例；

图8是一电路框图，说明该第四实施例的一模拟到数字转换器的一级；及

图9是一流程图，说明本发明模拟到数字转换方法的实施例。

主要组件符号说明

2…………触控式面板

3………模拟到数字转换装置

31………第一取样保持电路

32………第二取样保持电路

33………逐次逼近式模拟到数字转换器

331………模拟到数字转换单元

332………比较单元

333………控制单元

34………循环式模拟到数字转换器

35………子域式模拟到数字转换器

36………管线式模拟到数字转换器

361………级

901～905步骤

TPGND面板地电压

TPVDD面板电源电压

具体实施方式

有关本发明之前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的四个实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。

在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。

参阅图4，本发明模拟到数字转换装置3的第一实施例适用于一触控式面板2，该触控式面板2被施加一面板电源电压TPVDD及一面板地电压TPGND，且产生一与按压位置对应的分压。

本实施例包含一第一取样保持电路31、一第二取样保持电路32及一公知的逐次逼近式模拟到数字转换器33。

在该逐次逼近式模拟到数字转换器33进行转换前，该第一及第二取样保持电路31、32分别对该触控式面板2产生的分压及该面板电源电压TPVDD进行取样，在该逐次逼近式模拟到数字转换器33进行转换的期间，该第一及第二取样保持电路31、32保持其等取样到的电压。

该逐次逼近式模拟到数字转换器33根据该第二取样保持电路32保持的电压及该面板地电压TPGND，将该第一取样保持电路31保持的电压转换成一数字值。

该逐次逼近式模拟到数字转换器33包括一数字到模拟转换单元331、一比较单元332及一控制单元333。由在该等单元331～333为所属技术领域中具有通常知识者所知，在此便不再赘述。

本实施例藉由该第一及第二取样保持电路31、32，在进行转换的期间，即使该触控式面板2产生的分压变成其它来源产生的电压，或该面板电源电压TPVDD波动，该逐次逼近式模拟到数字转换器33用到的电压仍不受影响，因此，可以转换出正确的数字值。

当该数字值的位数多时，该逐次逼近式模拟到数字转换器33的比较单元332必须能比较出非常微小的电压差异。当该面板电源电压TPVDD受干扰而波动时，该逐次逼近式模拟到数字转换器33的电源电压也会受干扰而波动，容易使得该比较单元332在比较微小电压差异时发生错误。若该逐次逼近式模拟到数字转换器33每次只产生一个有效位，如此将不能进行错误更正。

参阅图5，本发明模拟到数字转换装置3的第二实施例利用一循环式(Cyclic)模拟到数字转换器34，以便在每半个周期产生P5个位，并从最高有效位往最低有效位的方向产生，最后对所有产生的位译码以得到该数字值。当P为正整数时(例如：P.5＝1.5或2.5)，该循环式模拟到数字转换器34可以进行错误更正。

参阅图6，本发明模拟到数字转换装置3的第三实施例利用一子域式(Subranging)模拟到数字转换器35，以便减少电阻的布局。该子域式模拟到数字转换器35先产生较高位，再产生较低位，并对所有产生的位译码以得到该数字值。更甚者，若使用的为一个二阶段式(2-step)模拟到数字转换器，由在用在产生较低位的电压会先被放大(放大单元未绘示)，再根据该第二取样保持电路32保持的电压及该面板地电压TPGND来产生较低位，因此所需比较出的电压差异较大，可以减少错误的发生，以比较出微小电压差异。

参阅图7与图8，本发明模拟到数字转换装置3的第四实施例利用一管线式(Pipelined)模拟到数字转换器36，在每半个周期产生P.5个位，且是从最高有效位往最低有效位的方向产生，最后并对所有产生的位译码以得到该数字值。当该数字值是N位时，该管线式模拟到数字转换器36包括N级361。由在每一级361可以对其输入电压进行取样保持，因此不同级可以同时对不同的电压进行转换，无论该数字值的位数为何，每一个频率周期都转换出一数字值。同样地，当P为正整数时(例如：P.5＝1.5或2.5)，该管线式模拟到数字转换器36可以进行错误更正。

值得注意的是，本发明除了适用于该触控式面板2，也适用于转换任何由一电源电压及一地电压所产生的分压。而本发明也可以与任何利用阻抗分压的装置(例如：该触控式面板2)结合，成为一触控式装置。

此外，本发明所使用的模拟到数字转换器并不以上述所提的逐次逼近式模拟到数字转换器33、循环式模拟到数字转换器34、子域式模拟到数字转换器35及管线式模拟到数字转换器36为限，而是可以使用任何一适用并产生相似功效的模拟到数字转换器。

参阅图9，本发明模拟到数字转换方法的实施例适用于转换由一电源电压及一地电压所产生的一分压，且包含下列步骤：

步骤901：对该分压取样，并保持所取样的该分压；

步骤903：对该电源电压取样，并保持所取样的该电源电压；及

步骤905：根据所保持的该电源电压以及该地电压，将所保持的该分压转换成一数字值；

其中，在转换前需进行取样动作，而在转换期间则进行保持动作。

为了能够有错误更正的功能，本实施例亦可在每半个频率周期产生P.5个位，且P为正整数，其实施方式为所属技术领域中具有通常知识者所知，在此便不再赘述。

如上所述的仅为本发明的实施例，不应当以此限定本发明实施的范围，即凡是依本发明权利要求范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (12)

1.一种用于触控式面板的模拟到数字转换装置，适用于转换一分压，其中该分压根据该触控式面板提供的一电源电压及一地电压所产生，该模拟到数字转换装置包含：

一第一取样保持电路，用以对该分压取样，并保持所取样的该分压；

一第二取样保持电路，用以对该电源电压取样，并保持所取样的该电源电压；及

一模拟到数字转换器，用以根据所保持的该电源电压以及该地电压，将所保持的该分压转换成一数字值；

其中，该第一、第二取样保持电路在该模拟到数字转换器进行转换前进行取样动作，在该模拟到数字转换器进行转换期间进行保持动作。

2.根据权利要求1所述的模拟到数字转换装置，其中，该模拟到数字转换器是一循环式模拟到数字转换器。

3.根据权利要求2所述的模拟到数字转换装置，其中，该模拟到数字转换器每半个频率周期产生P.5个位，且P为正整数。

4.根据权利要求1所述的模拟到数字转换装置，其中，该模拟到数字转换器是一管线式模拟到数字转换器。

5.根据权利要求4所述的模拟到数字转换装置，其中，该模拟到数字转换器包括复数级，每一级每半个频率周期产生P.5个位，且P为正整数。

6.一种用于使用触控式面板的手持式行动通讯设备的模拟到数字转换方法，适用于转换一分压，其中该分压根据该触控式面板提供的一电源电压及一地电压所产生，该方法包含下列步骤：

对该分压取样，并保持所取样的该分压；

对该电源电压取样，并保持所取样的该电源电压；及

根据所保持的该电源电压以及该地电压，将所保持的该分压转换成一数字值；

其中，在转换前进行取样动作，在转转换期间进行保持动作。

7.根据权利要求6所述的模拟到数字转换方法，其中，每半个频率周期产生P.5个位，且P为正整数。

8.一种触控式装置，包含：

一网状阻抗，用以产生到少一分压，其中该分压根据该触控式装置中的触控式面板提供的一电源电压及一地电压所产生；及

一模拟到数字转换装置，包含：

一第一取样保持电路，用以对该分压取样，并保持所取样的该分压；

一第二取样保持电路，用以对该电源电压取样，并保持所取样的该电源电压；及

一模拟到数字转换器，用以根据所保持的该电源电压以及该地电压，将所保持的该分压转换成一数字值；

其中，该第一、第二取样保持电路在该模拟到数字转换器进行转换前进行取样动作，在该模拟到数字转换器进行转换期间进行保持动作。

9.根据权利要求8所述的触控式装置，其中，该模拟到数字转换器是一循环式模拟到数字转换器。

10.根据权利要求9所述的触控式装置，其中，该模拟到数字转换器每半个频率周期产生P.5个位，且P为正整数。

11.根据权利要求8所述的触控式装置，其中，该模拟到数字转换器是一管线式模拟到数字转换器。

12.根据权利要求11所述的触控式装置，其中，该模拟到数字转换器包括复数级，每一级每半个频率周期产生P.5个位，且P为正整数。