CN102486709A - 不用面板重置的电容性触摸屏的信号获取 - Google Patents

Abstract

本发明涉及不用面板重置的电容性触摸屏的信号获取。本发明公开了读出电路的各种实施例，其不需要触摸屏或触摸面板再充电，可用于信号获取的时间量相对于现有技术的触摸屏或触摸面板读出电路为两倍。积分放大器的电压偏移被读出电路电容器中存储的信号补偿。本发明公开的读出电路的一些实施例中允许处理大动态范围的电容性触摸屏或触摸面板信号，并且不需要面板重置。所公开的读出电路允许加倍信号获取速率以及对所获取的触摸面板信号进行预滤波，从而获得对于谐波EMI的改善免疫性。在这样的读出电路中可以利用相同的电容器进行信号获取和临时存储。

Description

不用面板重置的电容性触摸屏的信号获取

相关申请

本申请是2010年6月21日Souchkov提交的、题为“CapacitiveTouchscreen System with Switchable Charge Acquisition Circuit”的美国专利申请No.12/819,635的部分继续申请，并要求该美国专利申请No.12/819,635的优先权以及其他权益，该美国专利申请的全文通过引用被包含于此。

技术领域

本文描述的发明的各种实施例一般地涉及电容性传感输入设备的领域，并且更具体地涉及用于电容性触摸屏和触摸面板的电荷获取电路。

背景技术

两种主要的电容性传感和测量技术目前被用在大多数触摸面板和触摸屏设备中。第一种这样的技术是自电容(self capacitance)的技术。由SYNAPTICS^TM制造的很多设备使用了自电容测量技术，诸如CYPRESSPSOC^TM之类的集成电路(IC)设备也是如此。自电容涉及利用诸如日期为1996年8月6日、标题为“Touch Pad Driven Handheld ComputingDevice”的、授予Bisset等的美国专利No.5,543,588中所描述的那些技术之类的技术，来测量一系列电极板的自电容。

可通过对处在给定电压的物体上积蓄的电荷量(Q＝CV)的检测，来测量自电容。通常通过将已知电压施加到电极并且然后利用电路来测量多少电荷流向此同一电极，来测量自电容。当使外部物体靠近电极时，额外的电荷被吸引至电极。结果，电极的自电容增加。很多触摸传感器被配置以使得接地物体是手指，手指通过人体而接地，人体对于电场消失的面而言本质上是电容器，并且通常具有大约100pF的电容。

自电容触摸面板中的电极通常被布置成行和列。通过首先扫描行、然后扫描列，可以确定由例如手指的存在引起的各个互电容改变的位置。但是，为了实现触摸面板中精确的多次触摸测量，可以需要同时测量若干的手指触摸。在这样的情况下，用于自电容测量的行列技术可能导致无法有结论的结果。

一种可以减少自电容系统中的电极数量的方法是通过以锯齿图案交错电极。这样的交错创建了更大的区域，手指在该区域被有限数量的相邻电极感测，允许更好的内插，由此允许更少的电极。这样的方案在一维传感器(诸如IPOD点拨轮(click-wheel)中使用的那些)中可能是特别有效的。参见例如日期为2005年4月12日、标题为“Capacitance TouchSlider”的、授予Sinclair等的美国专利No.6,879,930。

触摸面板和触摸屏设备中使用的第二种主要的电容性传感和测量技术是互电容(mutual capacitance)的技术，在该技术中利用电极的交叉格栅(crossed grid)来执行测量。例如，参见日期为1999年1月19日的、标题为“Methods and Apparatus for Data Input”的、授予Gerpheide的美国专利No.5,861,875。互电容技术被用在由CIRQUE^TM制造的触摸面板设备中。在互电容测量中，电容是在两个导体之间测量的，这与自电容测量形成对比，在自电容测量中单个导体的电容被测量，并且自电容测量可能被接近的其他物体所影响。

对触摸屏上所有的驱动电极或线进行同时驱动可以根据同一时间被驱动的驱动电极的数量，来增大在感测电极或线上出现的、并提供给相应的感测电路的动态范围信号。处理提供给感测电路的所得增大的动态范围的电荷信号可以利用具有增大的反馈电容器值的常规电荷积分器读出电路来实现。如上所暗示的，这样的反馈电容器值根据被同时驱动的驱动电极的数量而增大，在大型触摸屏中，可能需要反馈电容增大20或更多倍。如果使用高驱动电压来提高触摸屏中的触摸信号的噪声免疫性，结合在感测电路中的电荷积分器电路中的反馈电容器值通常必须也被提高。但是，当实际在触摸屏系统中实现时，大的反馈电容器值带来一些公知的问题，诸如在集成电路实施方案中需要增大的面积。虽然可以使用在电荷积分器电路之前的有源电流分流电路来减少反馈电容器尺寸，但是这样做需要使用额外的放大器和电阻器，这些与集成的电容器相比是操作性和温度稳定性更低的部件。

所需要的是能够用于触摸屏和触摸面板应用的电容性测量或感测电路或系统，其不需要使用大的反馈电容器或使用有源电流分流电路，并且不需要对于每个电容感测测量的周期进行面板重置。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种电容性触摸屏系统，所述电容性触摸屏系统包括：触摸屏，所述触摸屏包括排列成行或列的第一组多个导电驱动电极、以及排列在相对于所述第一组多个电极的行或列成角度的行或列中的第二组多个导电的感测电极，在所述第一组多个电极和所述第二组多个电极交叉的位置、在所述第一组多个电极和所述第二组多个电极之间存在互电容，所述互电容在存在与其靠近的一个或多个手指或者触摸装置时改变，并且杂散电容与所述第二组多个电极中的每一者相关；一个或多个驱动电路，所述一个或多个驱动电路可操作地连接至所述第一组多个电极；以及多个感测电路，每个所述感测电路可操作地连接至所述第二组多个电极中的相应一个，每个感测电路包含具有第一和第二端子的增益电容器、第一开关、第二开关、第三开关以及具有正负输入端子和输出端子的运算放大器，所述增益电容器的所述第一端子与所述相应感测电极相连，所述增益电容器的所述第二端子与所述第一开关和所述第二开关可操作地连接，所述运算放大器的所述正输入端子接地，所述第一开关位于所述增益电容器的所述第二端子和地之间，所述第二开关位于所述增益电容器的所述第二端子和所述运算放大器的所述负输入端子之间，所述第三开关位于所述运算放大器的所述负输入端子和所述输出端子之间的反馈环中，所述反馈电容器相对于所述第三开关并联布置在所述反馈环中，其中，在第一阶段期间，当所述第一开关被闭合、所述第二开关打开、所述第三开关被闭合、并且提供给至少一个所述驱动电极的驱动信号为高时，所述增益电容器积累代表对应于其的所述感测电极中的互电容和杂散电容的电荷，并且在第二阶段期间，当所述第一开关打开、所述第二开关被闭合、所述第三开关打开并且所述驱动信号为低时，在所述第一阶段期间在所述增益电容器中积累的所述电荷被转移到所述反馈电容器。

在另一实施例中，提供了一种电容性触摸屏系统，所述电容性触摸屏系统包括：触摸屏，所述触摸屏包括排列成行或列的第一组多个导电驱动电极、以及排列在相对于所述第一组多个电极的行或列成角度的行或列中的第二组多个导电的感测电极，在所述第一组多个电极和所述第二组多个电极交叉的位置、在所述第一组多个电极和所述第二组多个电极之间存在互电容，所述互电容在存在与其靠近的一个或多个手指或者触摸装置时改变，并且杂散电容与所述第二组多个电极中的每一者相关；一个或多个驱动电路，所述一个或多个驱动电路可操作地连接至所述第一组多个电极；以及多个感测电路，每个所述感测电路可操作地连接至所述第二组多个电极中的相应一个，每个感测电路包含具有第一和第二端子的增益电容器、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、具有正负输入端子和输出端子的运算放大器、第一反馈电容器和第二反馈电容器，所述增益电容器的所述第一端子与所述相应感测电极相连，所述增益电容器的所述第二端子与所述第一开关可操作地连接，所述运算放大器的所述正输入端子接地，所述第一开关位于所述增益电容器和所述运算放大器的所述负输入端子之间，所述第二开关位于所述运算放大器的所述负输入端子和所述输出端子之间的第一反馈环中，所述第一反馈电容器具有与所述运算放大器的所述负输入和所述第二反馈电容器的第一端子相连的第一端子，所述第六开关被连接在所述第二反馈电容器的第二端子和所述运算放大器的所述输出之间，所述第一反馈电容器的第二端子与所述第三开关和所述第四开关相连，所述第三开关位于所述第一反馈电容器的所述第二端子和地之间，所述第四开关位于所述第一反馈电容器的所述第二端子和所述运算放大器的所述输出端子之间，所述第五开关位于所述第二反馈电容器的所述第二端子和地之间，其中，在第一阶段期间，当所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关被闭合、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关打开、并且提供给至少一个所述驱动电极的驱动信号为高时，所述增益电容器积累代表对应于其的所述感测电极中的互电容和杂散电容的电荷，在第二阶段期间，当所述第二开关、所述第三开关、所述第五开关和所述第六开关打开、所述第一开关和所述第四开关被闭合、并且所述驱动信号为低时，在所述第一阶段期间在所述增益电容器中积累的所述电荷被转移到所述第一反馈电容器，所述第一开关在所述第一阶段和所述第二阶段之间瞬时地打开，在第三阶段期间，当所述第一开关、所述第二开关和所述第五开关被闭合、所述第三开关、所述第四开关和所述第六开关打开、并且提供给至少一个所述驱动电极的所述驱动信号为高时，所述增益电容器积累代表对应于其的所述感测电极中的互电容和杂散电容的电荷，在第四阶段期间，当所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关和所述第五开关打开、所述第一开关和所述第六开关被闭合、并且所述驱动信号为低时，在所述第三阶段期间在所述增益电容器中积累的所述电荷被转移到所述第二反馈电容器，所述第一开关在所述第三阶段和所述第四阶段之间瞬时地打开。

本文公开了进一步的实施例，或者在本领域的技术人员已阅读和理解说明书及其附图之后将会明白进一步的实施例。

附图说明

从下面的说明书、附图和权利要求，本发明的各种实施例的不同方面将会变得清楚，其中：

图1示出电容性触摸屏系统的一个实施例的横截面视图；

图2示出电容性触摸屏控制器的框图；

图3示出电容性触摸屏系统和主控制器的框图的一个实施例；

图4示出电容性触摸屏系统的一个实施例的示意框图；

图5示出了与电荷获取电荷和相应的电荷积分器或读出电路可操作地连接的一根感测线200的一个实施例；

图6示出了读出电路301的一个实施例；

图7示出了读出电路301的另一个实施例；

图8示出了对应于图6、7和9的电路各种模拟信号；

图9示出了读出电路305的另一个实施例；

图10示出了由图9的读出电路305提供的分析和模拟读出电容响应；

图11示出了读出电路307的另一实施例；

图12示出了对应于图11的电路的各种控制信号；

图13和14示出了谐波噪声对由图11的电路307提供的输出的影响；以及

图15示出了由图11的读出电路307提供的分析和模拟读出电容响应附图不一定按比例。附图中，类似的标号指代类似的部分或步骤。

具体实施方式

如图1所示，电容性触摸屏系统110通常包括下方的LCD或OLED显示器112，上方的触摸面板或触摸屏90，设置在触摸屏90之上的保护性盖或电介质板95，以及触摸屏控制器、微处理器、专用集成电路(“ASIC”)或CPU 100。注意，除LCD或OLED以外的图像显示器也可被设置在触摸屏90之下。

图2示出触摸屏控制器100的一个实施例的框图。在一个实施例中，触摸屏控制器100可以是根据本文提出的教导而修改的AvagoTechnologies^TM AMRI-5000 ASIC或芯片100。在一个实施例中，触摸屏控制器是被设计为向触摸屏系统提供高精度屏上导航的低功率电容性触摸面板控制器。

可通过将诸如氧化铟锡(ITO)之类的导电材料应用于电介质板的面上，来形成图3和图4所示的电容性触摸屏或触摸面板90，电介质板通常包括玻璃、塑料或其他合适的电绝缘的且优选地光学透射材料，并且通常以电极格栅的形状来构造电介质板。格栅的电容保持电荷，并且用手指触摸面板呈现了到用户身体的电路路径，这引起了电容的改变。

触摸屏控制器100感测和分析这些电容改变的坐标。当触摸屏90被附于具有图形用户界面的显示器时，通过追踪触摸坐标可以进行屏上导航。通常有必要检测多个触摸。通过对接触所希望的分辨率来驱动格栅的尺寸。通常存在另外的盖板95来保护触摸屏90的顶部ITO层，从而形成完整的触摸屏方案(例如参见图1)。

创建触摸屏90的一种方式是将ITO格栅应用在电介质板或衬底的仅一侧。当触摸屏90与显示器配对时，不需要另外的保护性覆盖。这具有如下益处：创建更薄的显示系统，具有改进的透射率(＞90％)，实现更亮和更轻的手持设备。触摸屏控制器100的应用包括但不限于智能电话、便携媒体播放器、移动因特网设备(MID)和GPS设备。

现在参考图3和图4，在一个实施例中，触摸屏控制器100包括模拟前端，该模拟前端具有连接到触摸屏上的ITO格栅的9条感测和驱动信号线和16条驱动和感测线。触摸屏控制器100将诸如方波、弯曲信号或其他合适类型的驱动信号之类的激励施加于驱动电极，该激励可具有从大约40kHz与大约200kHz之间的范围中选择的频率。AC信号经由互电容耦合到感测线。用手指触摸触摸面板90变更了触摸位置处的电容。触摸屏控制器100可同时解析和追踪多个触摸。高的刷新率使主机能追踪快速的接触以及任何另外的移动，而没有可感觉到的延迟。嵌入式处理器过滤数据、识别触摸坐标并且报告它们给主机。嵌入式固件可经由补丁加载(patch loading)来更新。其他数目的驱动和感测线当然被考虑进来，例如8×12和12×20阵列。

触摸屏控制器1007拥有多个具有不同功耗水平的操作模式。在休眠模式中，控制器100定期地以由休眠速率寄存器编程的速率检查触摸。存在多个休眠模式，每个休眠模式具有越来越低的功耗。在一定的间隔内都没有触摸的情况下，控制器100自动变换到下一更低功耗模式。但是，随着功耗减小，对于触摸的相应时间增长。

根据一个实施例并且如图4所示，触摸屏90上的ITO格栅或其他电极构造包括感测列20a-20p和驱动行10a-10i，其中感测列20a-20p可操作地连接至感测电路并且行10a-10i可操作地连接至驱动电路。图4示出用于将ITO或其他驱动和感测电极或线路由到触摸屏控制器100的一个配置。

本领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明的各种实施例的范围或精神的情况下，除了被修改的AMRI-5000芯片或触摸屏控制器100之外的触摸屏控制器、微处理器、ASIC或CPU可被用在触摸屏系统110中，并且可以使用不同于这里明确示出的其他数目的驱动和感测线以及其他数目和配置的驱动和感测电极。

在此公开的读出电路的各种实施例能够利用最高的可能获取速率，在存在强谐波电磁干扰(EMI)的情况下从电容性触摸屏或触摸面板90获取大动态范围的信号。这样的读出电路在集成电路实施方案中占据小的面积，并且消耗少量功率。如上所讨论的，用于互电容感测的电容性触摸屏或触摸面板90通常包含两组沿正交(或非正交)轴布置的电极，其中电极的重叠区域的电容(即互电电容或像素电容)由于靠近电极重叠的区域放置的物体诸如手指、手或触摸笔的存在而改变。如上所讨论的，电容感测网络用于形成触摸屏或触摸面板90的重叠的电极区域或像素。

如果要使得不同类型的触摸屏或触摸面板90成功地与一种类型的触摸屏控制器100一起使用，宽或高动态范围的读出信号是理想的。在一些触摸屏或触摸面板90中，具有较高值的像素电容器可能与具有较低值的像素电容器相混合。多根驱动线可能被同时驱动，或升高的驱动信号电压幅值可能被用于获得更高的电容性触摸面板读出噪声免疫性。用于常规电容性触感器集成读出电路的电荷积分器的大面积电容器在触摸屏控制器100中实现是麻烦的。还可能需要控制器100中的多个通道同时操作。也可以使用在电荷积分器之前的有源或无源触摸面板电流分流，以增大信号动态范围。这样的方案通常需要使用额外的放大器或电阻器，其温度和功能稳定性比集成的电容器低。

在此公开的用于触摸屏或触摸面板90的校正双取样(CDS)读出电路允许处理大动态范围电容性触摸面板信号，并且不需要在每个感测周期之后重置触摸屏或触摸面板90。所公开的读出电路允许加倍信号获取速率，同时对所获取的触摸面板信号进行预滤波，获得更好的谐波EMI免疫性。而且，可以利用相同的电容器进行信号获取和临时存储。

图5示出了电容性触摸屏或触摸面板90中的感测线的一个实施例。驱动和感测电极的每个重叠区域由像素电容(Cpix_i)和自电容(Cself_i)表示。通常，在触摸面板操作中，每次驱动仅仅一根线，因此，举例来说，如果线i0被驱动，则电压源Vi0服从驱动信号，而对于任何不等于i0的i，Vi＝0(即，其他驱动线接系统地)。此外，EMI源被连接在图5中的右下方所示的系统地和对应于无限远处的零电场电势电场地(由图5的空心三角符号表示)之间。图5中所示的电容网络与一个读出电路连接。使用每一感测线一个读出电路来从电容性触摸屏或触摸面板90读信号。触摸屏连接器和集成电路板电容器Ccon和Cpad是对应于图5中所示的感测线的电容性电路的部分。

图5示出了一个感测线电路200。图6和7的读出电路301和302从感测线200获取像素电荷。图6和7示出了图5的电容网络的简化模型，其中，被驱动的像素电容器被与由电容器Cstray表示的电容网络(包括所有的互电容和自电容，以及连接器和焊盘电容)的其余部分分开。图8中示出了用于控制图6和7的电路的操作的信号的时序图。信号获取被分成两个阶段，它们由和

所表示的控制信号的逻辑状态控制。当相应的控制信号

或

处于逻辑高状态时，图6和7中的开关假设被闭合。

现在参考图6，读出电路301的操作被描述如下。当控制信号

处于逻辑高状态时，图6中的开关′sw1′和′sw2′闭合。与驱动信号Vdr从低电平向高电平的转变相比，

从高电平向低电平的转变被延迟了时间间隔Δ。当Vdr处于高电平时，在电容器Cf被短接或重置的同时，作为读出电路301一部分的电容器Cgain被充电。当控制信号

转到低状态时，开关′sw1′和′sw2′被打开。这在驱动信号转到低电平之前Δ时间间隔时发生，如图8所示。当驱动信号处于低电平时，被驱动到逻辑高状态的信号

使开关′sw0′闭合，这允许由在电容器Cgain中收集的电荷对积分器的反馈电容器Cf充电。开关′sw0′的闭合相对于开关′sw1′和′sw2′被打开的时刻延迟了预定的时间间隔。这样的时间间隔可以具有2Δ的时长，如图8所示。一般来说，图8的时间间隔Δ把不同的信号转变边缘隔开，并且可以是相等的或不相等的。在电荷再分布结束时，转移到积分器输出的感测线信号表示在时间上相关的连续取样的信号之间的差值，其然后可被用于进一步处理；再分布时间主要受触摸屏或触摸面板电荷再分布时间和积分器反转带宽限制。

参考图6和8，针对包含触摸屏90的电容性触摸屏系统进一步描述图6的读出电路301的一个实施例的操作，其中，所述触摸屏90包括排列成行或列的第一组多个导电驱动电极(例如，图3和4中的驱动电极10a-10i)以及第二组多个导电感测电极(例如，图3和4中的感测电极20a-20p)，所述第二组多个导电感测电极被排列成与第一组多个电极的所述行或列成角度的行或列，其中，在第一组多个电极和第二组多个电极相交的位置、在第一和第二组多个电极之间存在互电容。这样的互电容在存在接近其的一个或多个手指或触摸装置时改变，并且杂散电容与第二组多个电极中的每一者相关。现在参考图3，4，6和8，一个或多个驱动电路与第一组多个驱动电极可操作地连接，并且多个感测电路与第二组多个感测电极中的相应感测电极可操作地连接。

如图6所示，每个感测电路301包括具有第一和第二端子的增益电容器(Cgain)、第一开关(sw1)、第二开关(sw0)、第三开关(sw2)以及具有正负输入端子和输出端子的运算放大器(300)。增益电容器Cgain的第一端子与其相应的感测电极相连，并且增益电容器Cgain的第二端子与第一开关(sw1)和第二开关(sw0)可操作地连接。运算放大器300的正输入端子接地。第一开关(sw1)位于增益电容器Cgain的第二端子和地之间，并且第二开关(sw0)位于增益电容器Cgain的第二端子和运算放大器300的负输入端子之间。第三开关(sw2)位于运算放大器300的负输入端子和输出端子之间的反馈环中。反馈电容器Cf相对于第三开关(sw2)并联布置在反馈环中。

继续参考图6和8，在对应于

的第一阶段期间，当第一开关(sw1)被闭合，第二开关(sw0)打开，第三开关(sw2)被闭合，并且提供给至少一个驱动电极的驱动信号Vdr为高时，增益电容器Cgain积累代表对应于其的感测电极中的互电容和杂散电容的电荷。在对应于

的第二阶段期间，当第一开关(sw1)打开，第二开关(sw0)被闭合，第三开关(sw2)打开并且驱动信号为低时，在对应于

的第一阶段期间在增益电容器Cgain中积累的电荷被转移到反馈电容器Cf。

注意，在一个实施例中，运算放大器300可以是跨导放大器。第一开关sw1、第二开关sw0和第三开关sw2的操作可以由与感测或读出电路301可操作地连接的处理器来控制。如图8所示，这样的处理器可以被配置来向第一开关sw1和第二开关sw0提供第一数字控制信号

所述第一数字控制信号

在驱动信号Vdr为高时的至少部分时间内处于逻辑高状态，并且在驱动信号为低时处于逻辑低状态。处理器可以被进一步配置来向第一开关sw1和第三开关sw2提供第一数字控制信号

所述第一数字控制信号

在每个高驱动信号的前缘和尾缘附近处于逻辑低状态(参见图8)。此外，处理器可以被配置来向第二开关sw0提供第二数字控制信号

该第二数字控制信号

在驱动信号为低时的至少部分时间内处于逻辑高状态，并且在驱动信号Vdr为高时处于逻辑低状态。处理器可以被进一步配置来向第二开关sw0提供第二数字控制信号

所述第二数字控制信号

在一个高驱动信号的尾缘之后并且下一个高驱动信号的前缘之前处于逻辑低状态(参见图8)。

说明上述获取原理的另一实施例可以利用图7的电路303来实现。图8的控制信号协议对于图6和图7中的电路301和303是相同的，其中对于图7的电路303，一次向开关′sw0′施加控制信号

和

中的一个。图7的电路303与图6的电路301的主要区别在于如何对电容器Cgain进行充电，其中，在图7的电路303中使用积分器的′in′节点处的电压，而不是像图6的电路301中由控制的获取阶段中一样使用系统地电势。图7中的电路303允许补偿积分器电路的运算放大器300的内电压偏移。

图9示出了具有额外的元件的图7的电路303，其中，谐波EMI和放大器电压偏移的贡献都被提供给读出电路305的输出处。对于EMI的最大贡献来自于触摸屏90的、其中由外电场或系统地相对于电场地的电压变化在人体中感应的EMI通过人手指对感测线充电的区域。假定所有可能的EMI源，如图9所示并根据下面阐述的详细EMI分析，驱动Cemi电容器的一个Vemi电压源与感测线连接。

现在参考图8和9，针对包含触摸屏90的电容性触摸屏系统描述图9的读出电路305的操作，其中，所述触摸屏90包括排列成行或列的第一组多个导电驱动电极(例如，图3和4中的驱动电极10a-10i)以及第二组多个导电感测电极(例如，图3和4中的感测电极20a-20p)，所述第二组多个导电感测电极被排列成与第一组多个电极的所述行或列成角度的行或列，其中，在第一组和第二组多个电极之间、第一组多个电极和第二组多个电极相交之处存在互电容。这样的互电容在存在接近其的一个或多个手指或触摸装置时改变，并且杂散电容与第二组多个电极中的每一者相关。现在参考图3，4，8和9，一个或多个驱动电路与第一组多个驱动电极可操作地连接，并且多个感测电路与第二组多个感测电极中的相应感测电极可操作地连接。

如图9所示，每个感测电路305包含具有第一和第二端子的增益电容器Cgain、第一开关(sw0)、第二开关(sw1A)、第三开关(sw1)、第四开关(sw2)以及具有正负输入端子和输出端子的运算放大器(300)。增益电容器Cgain的第一端子与其相应的感测电极相连。增益电容器Cgain的第二端子与第一开关(sw0)可操作地连接，并且运算放大器300的正输入端子接地。第一开关(sw0)位于增益电容器Cgain和运算放大器300的负输入端子之间。第二开关(sw1A)位于运算放大器300的负输入端子和输出端子之间的第一反馈环中。反馈电容器Cf具有与运算放大器300的负输入和第二开关(sw1A)的第一端子相连的第一端子。反馈电容器Cf的第二端子与第三开关(sw1)和第四开关(sw2)相连。第三开关(sw1)位于反馈电容器Cf的第二端子和地之间，并且第四开关(sw2)位于反馈电容器Cf的第二端子和运算放大器300的输出端子之间。

继续参考图8和9，在对应于

的第一阶段期间，当第一开关sw0、第二开关sw1A和第三开关sw1被闭合，第四开关sw2打开，并且提供给至少一个驱动电极的驱动信号Vdr为高时，增益电容器Cgain积累代表对应于其的感测电极中的互电容和杂散电容的电荷。在对应于

的第二阶段期间，当第二开关sw1A和第三开关sw1打开，第一开关sw0和第四开关sw2被闭合，并且驱动信号为低时，在对应于

的第一阶段期间在增益电容器Cgain中积累的电荷被转移到反馈电容器Cf。注意，第一开关sw0在对应于

的第一阶段和对应于

的第二阶段之间瞬时地打开；参见图8中的小的时间间隔14a和14b。

注意，在一个实施例中，运算放大器300可以是跨导放大器。参考图8和9，第一开关sw0、第二开关sw1A、第三开关sw1和第四开关sw2的操作可以由与感测电路可操作地连接的处理器来控制。这样的处理器可以被配置来向第一开关sw0、第二开关sw1A和第三开关sw1提供第一数字控制信号所述第一数字控制信号在驱动信号Vdr为高时的至少部分时间内处于逻辑高状态，并且在驱动信号Vdr为低时处于逻辑低状态。处理器可以被进一步配置来向第一开关sw0、第二开关sw1A和第三开关sw1提供第一数字控制信号

所述第一数字控制信号

在每个高驱动信号Vdr的前缘和尾缘附近处于逻辑低状态。处理器还可以被配置来向第四开关sw2提供第二数字控制信号

该第二数字控制信号在驱动信号Vdt为低时的至少部分时间内处于逻辑高状态，并且在驱动信号Vdr为高时处于逻辑低状态。处理器可以被进一步配置来向第四开关sw2提供第二数字控制信号所述第二数字控制信号在一个高驱动信号Vdr的尾缘之后和下一个高驱动信号Vdt的前缘之前处于逻辑高状态。

在获取阶段

或期间图9中所示的网络的各个电容器处收集的电荷可以以如下的等式(1)到(4)来表示：

其中，Vg是图9中的节点′g′处的电压，指标

对应于两个获取阶段，并且Vos为在积分器中使用的放大器的偏移电压。因为没有源与节点′g′相连，所以电荷守恒要求在任何阶段期间在节点′g′处的总电荷为零，这可以由如下等式(5)描述：

q_gain+q_emi+q_stray+q_pix＝0  (5)

在任何阶段期间，节点′g′处的电压可以由如下等式(6)来表示：

类似地，因为在从阶段

到阶段的转变期间(在

转到逻辑低状态之后)在节点′in′处电荷守恒，所以可以得到如下的表达式：

其中，Vo2是阶段

结束时的积分器输出电压，其中采用具有偏移电压Vos的理想运算放大器。根据上述，阶段

结束时的积分器输出电压可被表示如下：

对于具有N根驱动线、当仅仅一根驱动线i0被驱动的触摸面板90，图9中所示类型的读出电路的输出信号可被表示如下：

上述等式(8)中描述的信号转换利用Spectre^TM电路模拟软件、使用如下的电路参数来检验：Cf＝1pF；Cgain＝n*0.2pF；

Cstray＝20pF；Cemi＝0；Vemi＝0。在图10中对对于增益设置n＝4，5，6，8和10的模拟结果作图，其中针对具有n的值逐渐增大的增益，示出了输出电压Vout对像素电容器值Cpix的依赖性(参见图10)。图10示出了Spectre^TM模拟(图10的实心圆)近似匹配相应的分析计算结果(图10的线条)。

为了提高电路对于EMI的免疫性，可以使用若干的反馈电容器来利用图11中所示的电路307对于一系列K样本获取信号。图11的电路使用图12所示的控制信号协议。当通过闭合由全部同时被驱动到逻辑高状态的

所控制的开关使得电容器Cf1，Cf2，...，CfN与放大器300的输出相连接时，在具有重复周期时长T的获取周期中被充电的电容器被读取。

继续参考图11和12，针对包含触摸屏90的电容性触摸屏系统描述图11的读出电路307的操作，其中，所述触摸屏90包括排列成行或列的第一组多个导电驱动电极(例如，图3和4中的驱动电极10a-10i)以及第二组多个导电感测电极(例如，图3和4中的感测电极20a-20p)，所述第二组多个导电感测电极被排列成与第一组多个电极的所述行或列成角度的行或列，其中，在第一组和第二组多个电极之间、第一组多个电极和第二组多个电极相交之处存在互电容。这样的互电容在存在接近其的一个或多个手指或触摸装置时改变，并且杂散电容与第二组多个电极中的每一者相关。参考图3，4，11和12，一个或多个驱动电路与第一组多个驱动电极可操作地连接，并且多个感测电路与第二组多个感测电极中的相应感测电极可操作地连接。

如图11所示，每个感测电路307与第二组多个感测电极中的相应一个可操作地连接。每个感测电路307包含具有第一和第二端子的增益电容器Cgain、第一开关(309)、第二开关(311)、第三开关(313)、第四开关(315)、第五开关(317)、第六开关(319)、具有正负输入端子和输出端子的运算放大器300、第一反馈电容器321和第二反馈电容器323。增益电容器Cgain的第一端子与其相应的感测电极相连，增益电容器Cgain的第二端子与第一开关(sw0)可操作地连接。运算放大器300的正输入端子接地。第一开关309位于增益电容器Cgain和运算放大器300的负输入端子之间。第二开关311位于运算放大器300的负输入端子和输出端子之间的第一反馈环中。第一反馈电容器321具有与运算放大器300的负输入和第二反馈电容器323的第一端子相连的第一端子。第六开关319被连接在第二反馈电容器323的第二端子和运算放大器300的输出之间。第一反馈电容器321的第二端子与第三开关313和第四开关315相连。第三开关313位于第一反馈电容器321的第二端子和地之间。第四开关315位于第一反馈电容器321的第二端子和运算放大器300的输出端子之间。第五开关317位于第二反馈电容器323的第二端子和地之间。

现在参考图11和12，在对应于

的第一阶段期间，当第一开关309、第二开关311和第三开关313被闭合，第四开关315、第五开关317和第六开关319打开，并且提供给至少一个驱动电极的驱动信号Vdr为高时，增益电容器Cgain积累代表对应于其的感测电极中的互电容和杂散电容的电荷。在对应于

的第二阶段期间，当第二开关311、第三开关313、第五开关317和第六开关319打开，第一开关309和第四开关315被闭合，并且驱动信号Vdr为低时，在对应于

的第一阶段期间在增益电容器Cgain中积累的电荷被转移到第一反馈电容器321。第一开关309在第一阶段和第二阶段之间瞬时地打开(参见图12)。在对应于

的第三阶段期间，当第一开关309、第二开关311和第五开关317被闭合，第三开关313、第四开关315和第六开关319打开，并且提供给至少一个驱动电极的驱动信号Vdr为高时，增益电容器Cgain积累代表对应于其的感测电极中的互电容和杂散电容的电荷。在对应于

的第四阶段期间，当第二开关311、第三开关313、第四开关315和第五开关317打开，第一开关309和第六开关319被闭合，并且驱动信号Vdr为低时，在对应于

的第三阶段期间在增益电容器Cgain中积累的电荷被转移到第二反馈电容器323。第一开关309在第三阶段和第四阶段之间瞬时地打开。注意，在各种实施例中，适当构造的跨导放大器和相关的电路可以用来代替图11(以及图6，7和9)中所示的运算放大器300。

参考图12，第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关和第六开关的操作可以由以本领域技术人员公知的方式与感测电路可操作地连接的处理器来控制。这样的处理器可以被配置来向第一开关309、第二开关311和第三开关313提供第一数字控制信号

所述第一数字控制信号

在驱动信号为高时的至少部分时间内处于逻辑高状态，并且在驱动信号为低时处于逻辑低状态。该处理器还可被配置来向第一开关309、第二开关311和第三开关313提供第一数字控制信号

所述第一数字控制信号

在每个高驱动信号Vdr的前缘和尾缘附近处于逻辑低状态。处理器还可以被配置来向第一开关309和第四开关315提供第二数字控制信号

该第二数字控制信号

在驱动信号为低时的至少部分时间内处于逻辑高状态，并且在驱动信号为高时处于逻辑低状态。注意，处理器可以被进一步配置来根据上述的、图11和12中所示的操作原理打开和闭合图11的电路307的其他开关。

继续参考图11和12，为了简化起见假定在阶段

期间Vdr＝Vdr0，阶段

期间Vdr＝0，并且对于在K个获取周期中从触摸屏或触摸面板90获取的输出信号的表达式可被表示如下：

其中，

和

为在周期时长T内获取的第K个周期的获取阶段结束时出现的EMI电压，并且由控制信号和

来相应地控制。图11中所示的获取电路对于K个具有周期时长T的周期内的获取的滤波性能可以通过假设EMI具有频谱Vemi(ω)而被推导如下：

$V_{o2}\left(\mathrm{\ω}\right)=\frac{C_{\mathrm{gain}}}{C_f}\frac{[C_{\mathrm{emi}}{V}_{\mathrm{emi}}\left(\mathrm{\ω}\right)e^{-\mathrm{j\ω}(\frac{T}{2}-\mathrm{\Δ})}(1-e^{-\mathrm{j\ω}\frac{T}{2}})+C_{\mathrm{pix}\_i0}{V}_{\mathrm{dr}0}{e}^{-\mathrm{j\ω\Δ}}\frac{1-e^{-\mathrm{j\ω}(\frac{T}{2}-2\mathrm{\Δ})}}{\mathrm{j\ω}}]\frac{1-e^{-\mathrm{j\ωKT}}}{K(1-e^{-\mathrm{j\ωT}})}}{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(C_{\mathrm{pix}\_i}+C_{\mathrm{self}\_i})+C_{\mathrm{emi}}+C_{\mathrm{gain}}+C_{\mathrm{con}}+C_{\mathrm{pad}}}---\left(11\right)$

根据等式(11)，在K个获取周期(每个周期具有持续时间T)时长内由具有振荡频率ω₀的干扰谐波正弦波导致的信噪(或更确切地信号对EMI)比(“SNR”)可以以等式(12)推导如下：

$\mathrm{SNR}\left({\mathrm{\ω}}_0\right)=\frac{C_{\mathrm{pix}\_i0}{V}_{\mathrm{dr}0}}{C_{\mathrm{emi}}{V}_{\mathrm{emi}0}\left|2(1-e^{-j{\mathrm{\ω}}_0\frac{T}{2}})\frac{1-e^{-j{\mathrm{\ω}}_0\mathrm{KT}}}{K(1-e^{-j{\mathrm{\ω}}_{0}T})}\right|}---\left(12\right)$

等式(12)示出了通过改变读出电路获取周期的T和K以使得等式(12)的分母变得较小，可以改善在谐波EMI频率区域中的SNR。

在图13中对于K＝1，2和3示出了谐波噪声对于由图11的读出电路所提供的输出信号的影响，其中通过将K个充电的电容器连接到积分器输出，在K个周期上对输出感测信号进行了“平均”或滤波。对于图11的读出电路307利用如下参数产生了图13中所示的结果：利用Cemi＝2pF将谐波EMI 2V_emi0＝15(pk-pk)注入到电路307中；所用的驱动信号振幅Vrd0＝1.8V，像素电容Cpix＝2.218pF，同时周期时长T＝30.2μsec，延迟时间间隔Δ＝50nsec。

图14示出了对于重复周期T的变化的SNR敏感度。保持Δ＝50nsec并且K＝1，对于T＝0.5×30.2μsec，30.2μsec以及2×30.2μsec，模拟谐波SNR。图14中所作的图线示出了在T改变的情况下所模拟的结果，分别对应于T＝15.1μsec，30.2μsec以及60.4μsec。然后利用Spectre^TM软件模拟图11的电路307对于前述的像素和EMI参数的响应，以检验等式(12)。如图14所示，当每个获取周期完成时在电路307的积分器反馈电容器中存储的信号电压的峰-峰振幅变化与没有EMI振荡的输出信号峰-峰变化进行了比较。图15将由Spectre电路模拟结果预测的谐波SNR(图15中的实心圆)与等式(12)给出的结果(图15中的实线)进行了比较。如图15所示，模拟和分析结果彼此近似匹配。

在本文所公开的读出电路的各种实施例中，因为不需要触摸屏或触摸面板再充电，所以可用于信号获取的时间量相对于现有技术的触摸屏或触摸面板读出电路加倍了。而且，积分放大器的电压偏移被读出电路电容器中存储的信号补偿。在一些实施例中，上面公开的读出电路允许处理大动态范围的电容性触摸屏或触摸面板信号，并且不需要面板重置。在一些实施例中，这样的读出电路还允许加倍信号获取速率以及对所获取的触摸面板信号进行预滤波，从而获得对于谐波EMI的改善免疫性。而且，在这样的读出电路中可以利用相同的电容器进行信号获取和临时存储。如上所述，可以利用适当构造的跨导放大器和相关的电路代替图6、7、9和11中所示的运算放大器。

上述实施例应当视作本发明的示例，而非对本发明的范围的限制。除了本发明的上述实施例以外，对详细描述和附图的审阅将会示出存在本发明的其他实施例。因此，未在此明确陈述的、本发明的上述实施例的很多组合、置换、变化和修改将会仍然落在本发明的范围内。

Claims (23)

1.一种电容性触摸屏系统，包括：

触摸屏，所述触摸屏包括排列成行或列的第一组多个导电的驱动电极以及排列在相对于所述第一组多个电极的行或列成角度的行或列中的第二组多个导电的感测电极，在所述第一组多个电极和所述第二组多个电极交叉的位置处，所述第一组多个电极和所述第二组多个电极之间存在互电容，所述互电容在存在靠近其的一个或多个手指或者触摸装置时改变，并且杂散电容与所述第二组多个电极中的每个电极相关；

一个或多个驱动电路，所述一个或多个驱动电路可操作地连接至所述第一组多个驱动电极；以及

多个感测电路，每个所述感测电路可操作地连接至所述第二组多个感测电极中的一个相应的感测电极，每个感测电路包括具有第一和第二端子的增益电容器、第一开关、第二开关、第三开关、以及具有正负输入端子和输出端子的运算放大器，所述增益电容器的所述第一端子与所述相应的感测电极相连，所述增益电容器的所述第二端子与所述第一开关和所述第二开关可操作地连接，所述运算放大器的所述正输入端子接地，所述第一开关位于所述增益电容器的所述第二端子和地之间，所述第二开关位于所述增益电容器的所述第二端子和所述运算放大器的所述负输入端子之间，所述第三开关位于所述运算放大器的所述负输入端子和所述输出端子之间的反馈环中，反馈电容器相对于所述第三开关并联布置在所述反馈环中，

其中，在第一阶段期间，当所述第一开关被闭合、所述第二开关打开、所述第三开关被闭合、并且提供给至少一个所述驱动电极的驱动信号为高时，所述增益电容器积累电荷，该电荷代表与之对应的所述感测电极中的互电容和杂散电容；在第二阶段期间，当所述第一开关打开、所述第二开关被闭合、所述第三开关打开并且所述驱动信号为低时，在所述第一阶段期间在所述增益电容器中积累的所述电荷被转移到所述反馈电容器。

2.根据权利要求1所述的触摸屏系统，其中，所述运算放大器是跨导放大器。

3.根据权利要求1所述的触摸屏系统，其中，所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关的操作由与所述感测电路可操作地连接的处理器来控制。

4.根据权利要求3所述的触摸屏系统，其中，所述处理器被配置来向所述第一开关和所述第三开关提供第一数字控制信号，所述第一数字控制信号在所述驱动信号为高时的至少部分时间内处于逻辑高状态，并且在所述驱动信号为低时处于逻辑低状态。

5.根据权利要求4所述的触摸屏系统，其中，所述处理器被进一步配置来向所述第一开关和所述第三开关提供第一数字控制信号，所述第一数字控制信号在每个高驱动信号的前缘和尾缘附近处于逻辑低状态。

6.根据权利要求3所述的触摸屏系统，其中，所述处理器被配置来向所述第二开关提供第二数字控制信号，所述第二数字控制信号在所述驱动信号为低时的至少部分时间内处于逻辑高状态，并且在所述驱动信号为高时处于逻辑低状态。

7.根据权利要求6所述的触摸屏系统，其中，所述处理器被进一步配置来向所述第二开关提供第二数字控制信号，所述第二数字控制信号在一个高驱动信号的尾缘之后并且下一个高驱动信号的前缘之前处于逻辑低状态。

8.一种电容性触摸屏系统，包括：

触摸屏，所述触摸屏包括排列成行或列的第一组多个导电的驱动电极以及排列在相对于所述第一组多个电极的行或列成角度的行或列中的第二组多个导电的感测电极，在所述第一组多个电极和所述第二组多个电极交叉的位置处，所述第一组多个电极和所述第二组多个电极之间存在互电容，所述互电容在存在靠近其的一个或多个手指或者触摸装置时改变，并且杂散电容与所述第二组多个电极中的每个电极相关；

一个或多个驱动电路，所述一个或多个驱动电路可操作地连接至所述第一组多个驱动电极；以及

多个感测电路，每个所述感测电路可操作地连接至所述第二组多个感测电极中的一个相应的感测电极，每个感测电路包括具有第一和第二端子的增益电容器、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关以及具有正负输入端子和输出端子的运算放大器，所述增益电容器的所述第一端子与所述相应的感测电极相连，所述增益电容器的所述第二端子与所述第一开关可操作地连接，所述运算放大器的所述正输入端子接地，所述第一开关位于所述增益电容器和所述运算放大器的所述负输入端子之间，所述第二开关位于所述运算放大器的所述负输入端子和所述输出端子之间的第一反馈环中，反馈电容器具有与所述运算放大器的所述负输入和所述第二开关的第一端子相连的第一端子，所述反馈电容器的第二端子与所述第三开关和第四开关相连，所述第三开关位于所述反馈电容器的所述第二端子和地之间，所述第四开关位于所述反馈电容器的第二端子和所述运算放大器的所述输出端子之间，

其中，在第一阶段期间，当所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关被闭合、所述第四开关打开、并且提供给至少一个所述驱动电极的驱动信号为高时，所述增益电容器积累电荷，该电荷代表与之对应的所述感测电极中的互电容和杂散电容；在第二阶段期间，当所述第二开关和所述第三开关打开、所述第一开关和所述第四开关被闭合、并且驱动信号为低时，在所述第一阶段期间在所述增益电容器中积累的电荷被转移到所述反馈电容器，所述第一开关在所述第一阶段和所述第二阶段之间瞬时地打开。

9.根据权利要求8所述的触摸屏系统，其中，所述运算放大器是跨导放大器。

10.根据权利要求8所述的触摸屏系统，其中，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关的操作由与所述感测电路可操作地连接的处理器来控制。

11.根据权利要求10所述的触摸屏系统，其中，所述处理器被配置来向所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关提供第一数字控制信号，所述第一数字控制信号在所述驱动信号为高时的至少部分时间内处于逻辑高状态，并且在所述驱动信号为低时处于逻辑低状态。

12.根据权利要求11所述的触摸屏系统，其中，所述处理器被进一步配置来向所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关提供第一数字控制信号，所述第一数字控制信号在每个高驱动信号的前缘和尾缘附近处于逻辑低状态。

13.根据权利要求10所述的触摸屏系统，其中，所述处理器被配置来向所述第四开关提供第二数字控制信号，所述第二数字控制信号在所述驱动信号为低时的至少部分时间内处于逻辑高状态，并且在所述驱动信号为高时处于逻辑低状态。

14.根据权利要求13所述的触摸屏系统，其中，所述处理器被进一步配置来向所述第四开关提供第二数字控制信号，所述第二数字控制信号在一个高驱动信号的尾缘之后并且下一个高驱动信号的前缘之前处于逻辑高状态。

15.一种电容性触摸屏系统，包括：

触摸屏，所述触摸屏包括排列成行或列的第一组多个导电的驱动电极以及排列在相对于所述第一组多个电极的行或列成角度的行或列中的第二组多个导电的感测电极，在所述第一组多个电极和所述第二组多个电极交叉的位置处，所述第一组多个电极和所述第二组多个电极之间存在互电容，所述互电容在存在靠近其的一个或多个手指或者触摸装置时改变，并且杂散电容与所述第二组多个电极中的每个电极相关；

一个或多个驱动电路，所述一个或多个驱动电路可操作地连接至所述第一组多个驱动电极；以及

多个感测电路，每个所述感测电路可操作地连接至所述第二组多个感测电极中的一个相应的感测电极，每个感测电路包括具有第一和第二端子的增益电容器、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、具有正负输入端子和输出端子的运算放大器、第一反馈电容器和第二反馈电容器，所述增益电容器的所述第一端子与所述相应的感测电极相连，所述增益电容器的所述第二端子与所述第一开关可操作地连接，所述运算放大器的所述正输入端子接地，所述第一开关位于所述增益电容器和所述运算放大器的所述负输入端子之间，所述第二开关位于所述运算放大器的所述负输入端子和所述输出端子之间的反馈环中，所述第一反馈电容器具有与所述运算放大器的所述负输入和所述第二反馈电容器的第一端子相连的第一端子，所述第六开关被连接在所述第二反馈电容器的第二端子和所述运算放大器的所述输出之间，所述第一反馈电容器的第二端子与所述第三开关和所述第四开关相连，所述第三开关位于所述第一反馈电容器的所述第二端子和地之间，所述第四开关位于所述第一反馈电容器的所述第二端子和所述运算放大器的所述输出端子之间，所述第五开关位于所述第二反馈电容器的所述第二端子和地之间，

其中，在第一阶段期间，当所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关被闭合、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关打开、并且提供给至少一个所述驱动电极的驱动信号为高时，所述增益电容器积累电荷，该电荷代表与之对应的所述感测电极中的互电容和杂散电容；在第二阶段期间，当所述第二开关、所述第三开关、所述第五开关和所述第六开关打开、所述第一开关和所述第四开关被闭合、并且所述驱动信号为低时，在所述第一阶段期间在所述增益电容器中积累的所述电荷被转移到所述第一反馈电容器，所述第一开关在所述第一阶段和所述第二阶段之间瞬时地打开；在第三阶段期间，当所述第一开关、所述第二开关和所述第五开关被闭合、所述第三开关、所述第四开关和所述第六开关打开、并且提供给至少一个所述驱动电极的所述驱动信号为高时，所述增益电容器积累代表与之对应的所述感测电极中的互电容和杂散电容的电荷；在第四阶段期间，当所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关和所述第五开关打开、所述第一开关和所述第六开关被闭合、并且所述驱动信号为低时，在所述第三阶段期间在所述增益电容器中积累的所述电荷被转移到所述第二反馈电容器，所述第一开关在所述第三阶段和所述第四阶段之间瞬时地打开。

16.根据权利要求15所述的触摸屏系统，其中，所述运算放大器是跨导放大器。

17.根据权利要求15所述的触摸屏系统，其中，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关的操作由与所述感测电路可操作地连接的处理器来控制。

18.根据权利要求17所述的触摸屏系统，其中，所述处理器被配置来向所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关提供第一数字控制信号，所述第一数字控制信号在所述驱动信号为高时的至少部分时间内处于逻辑高状态，并且在所述驱动信号为低时处于逻辑低状态。

19.根据权利要求18所述的触摸屏系统，其中，所述处理器被进一步配置来向所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关提供第一数字控制信号，所述第一数字控制信号在一个高驱动信号的尾缘之后并且下一个高驱动信号的前缘之前处于逻辑低状态。

20.根据权利要求17所述的触摸屏系统，其中，所述处理器被配置来向所述第五开关提供第二数字控制信号，所述第二数字控制信号在所述驱动信号为低时的至少部分时间内处于逻辑高状态，并且在所述驱动信号为高时处于逻辑低状态。

21.根据权利要求20所述的触摸屏系统，其中，所述处理器被进一步配置来向所述第四开关提供第二数字控制信号，所述第二数字控制信号在一个高驱动信号的尾缘之后并且下一个高驱动信号的前缘之前处于逻辑高状态。

22.根据权利要求21所述的触摸屏系统，其中，所述处理器被配置来向所述第一开关、所述第二开关和所述第五开关提供第三数字控制信号，所述第三数字控制信号在所述驱动信号为低时的至少部分时间内处于逻辑高状态，并且在所述驱动信号为高时处于逻辑低状态。

23.根据权利要求22所述的触摸屏系统，其中，所述处理器被配置来向所述第一开关和所述第六开关提供第四数字控制信号，所述第四数字控制信号在所述驱动信号为低时的至少部分时间内处于逻辑高状态，并且在所述驱动信号为高时处于逻辑低状态。

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