CN105302393A - 触碰感测装置以及其使用的方法 - Google Patents

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陈翰纬
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Abstract

本发明公开了一种触碰感测装置及其使用的方法,该触碰感测装置包括激励源、待测电容、取样电路以及滤波器。该激励源用以提供具有第一频率的激励信号;该待测电容用以接收该激励信号,并产生感测信号;该取样电路用以对该感测信号进行取样以产生数字输出,其中该取样电路包括使用第二频率进行取样的脉冲密度调变单元以产生该数字输出,其中该第二频率高于该第一频率;该滤波器用以对该数字输出进行滤波。利用本发明提供的触碰感测装置,有助于提高触控装置的信噪比。

Description

触碰感测装置以及其使用的方法
技术领域
本发明涉及一种触碰感测装置,尤其涉及一种用于检测电容的触碰感测装置以及相关的方法。
背景技术
在现有的电子产品应用中,电容式感应是一种常见的技术,其可用在多种感应器上以检测待测物的距离、位置以及位移。电容式触控板(或触控面板)应用了电容式感应技术,可搭配多点触控和以及使用者的手势(gesture)来进行各式各样的应用,例如电脑游标的控制、图片的放大缩小、视窗卷动等。目前大部分的智能手机以及平板电脑皆是以电容式触控面板作为输入工具。
电容式触控技术又可分为自感式检测(self-capacitancesensing)以及互感式检测(mutual-capacitancesensing),这两种电容式触控技术可通过窄频的低通滤波器来抑制杂讯,以提高检测触控的准确性。在现有的实施架构中,取样频率与激励信号的频率相同,受限于扫描结果的回报速度频率(reportrate)的要求,取样数目有限。增加信噪比(signal-to-noiseratio)的一般做法是提高驱动电压,但会导致耗电的问题。
因此,有需要提供一种新的方法及装置,能够在不提高工作电压的情况下,改善触碰感测装置的杂讯问题。
发明内容
本发明一实施例提供了一种触碰感测装置,包括激励源、待测电容、取样电路以及滤波器。该激励源用以提供具有第一频率的激励信号;该待测电容耦接该激励源,且该待测电容用以接收该激励信号,并产生感测信号;该取样电路用以对该感测信号进行取样以产生数字输出,其中该取样电路包括脉冲密度调变单元具有一输入端耦接该待测电容,该脉冲密度调变单元以第二频率对经由该输入端输入的信号进行取样以产生该数字输出,其中该第二频率高于该第一频率;该滤波器耦接于该脉冲密度调变单元,用以对该数字输出进行滤波,以产生滤波信号。
本发明另一实施例提供了一种触碰感测方法,包括:提供具有第一频率的激励信号至待测电容,以产生感测信号;对该感测信号进行一取样步骤,该取样步骤包括以第二频率进行取样的脉冲密度调变以产生数字输出,其中该第二频率高于该第一频率;以及对该数字输出进行滤波,以产生滤波信号。
利用本发明提供的实施例,有助于提高触控装置的信噪比。
附图说明
图1为本发明触碰感测装置一实施例的示意图。
图2为本发明触碰感测装置另一实施例的示意图。
图3为本发明触碰感测装置另一实施例的示意图。
图4为图1/图2所示的触碰感测装置中的脉冲密度调变单元一实施例的示意图。
图5为图3中触碰感测装置的频谱图。
图6为图1/图2所示的触碰感测装置中的脉冲密度调变单元一等效电路图。
图7为本发明触碰感测装置另一实施例的示意图。
图8为本发明触碰感测装置另一实施例的示意图。
图9为图8中触碰感测装置的频谱图。
图10为本发明触碰感测装置另一实施例的示意图。
图11为图10中触碰感测装置的频谱图。
图12为图10中的全波整流电路所接收的相位控制信号的波形图。
图13~15为图3所示的低通滤波器的实施例的示意图。
图16为本发明取样方法一实施例的流程图。
图17为本发明触控感测装置的示意图。
主要部件附图标记:
100、100’、200、500、600、700触碰感测装置
20激励源
30、30’待测电容
40脉冲密度调变单元
50混频器
60带通滤波器
70累加器
260低通滤波器
41加法积分器
42取样保持单元
43模拟数字转换器
44数字模拟转换器
45增益控制单元
310、320、330、610、620、630、710、720、730频谱
441加法积分单元
4431比特模拟数字转换器
445增益控制电阻
510查找表
520多工器
521第一输入端
522第二输入端
527控制端
528输出端
635前置取样保持电路
735全波整流电路
736、2614加法器
737、738开关
260_1~260_M、2600、2600’滤波单元
2612第一乘法器
2616第二乘法器
2623第一加法器
2625第二加法器
291第一移位器
292第二移位器
293第三移位器
2618、2627延迟器
1602~1612步骤
ph1第一相位控制信号
ph2第二相位控制信号
S1感测信号
M1平移后的数字输出
fe第一频率
fs第二频率
D1数字输出
F1滤波信号
A1累加信号
E1激励信号
COM1、COM2比较器
C1电容
Vin输入电压
Vref参考电压
CLK时脉信号
X(n)数字数据
Y1第一输出
Y2第二输出
Y3第三输出
Y4第四输出
YD延迟输出
Y(n)滤波输出
具体实施方式
在说明书及权利要求书中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式,而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书中所提及的“包括”为一开放式的用语,故应解释成“包括但不限定于”。另外,“耦接”一词在此包括任何直接及间接的电气连接手段。因此,若文中描述第一装置耦接于第二装置,则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置,或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
请参照图1以及图2,图1以及图2分别为本发明触碰感测装置100两实施例的示意图。如图1所示,触碰感测装置100包括激励源(excitationsource)20、待测电容30、脉冲密度调变(pulsedensitymodulation,PDM)单元40、带通滤波器60以及累加器(Σ)70。激励源20用以提供具有第一频率fe的激励信号E1至待测电容30。待测电容30耦接于激励源20,其接收激励信号E1,并产生具有该第一频率fe的感测信号S1。图2所示的触碰感测装置100’与图1所示的触碰感测装置100具有类似架构,而主要不同在于图1中的待测电容30为两感应器(例如感应迹线(sensingtrace))之间的互感电容(mutual-capacitance),而图2中的待测电容30’则为一感应器(例如感应迹线)对地的自感电容(self-capacitance)。根据本发明的触碰感测装置100/100’,可以测量电容式触控面板各个感应器的自感电容或感应器之间的互感电容。前述这两种待测电容,都会因应导体(例如使用者的手指)的接近或接触而产生电容量变化,能被用于检测该导体的接近或接触。在图1与图2的图号Tx代表待测电容的激励端,Rx代表待测电容30接收端。在图2中,待测电容30’为一导体对地的电容,其激励端Tx与接收端Rx相同。
脉冲密度调变单元40耦接于待测电容30,用以自待测电容30接收感测信号S1,脉冲密度调变单元40使用第二频率fs来对感测信号S1进行脉冲密度调变以产生数字输出D1,其中第二频率fs高于第一频率Fe,第二频率fs可以是例如第一频率fe的N倍,N为大于1的正数(例如2)。带通滤波器60耦接于脉冲密度调变单元40,用以对数字输出D1进行滤波,以产生滤波信号F1。累加器70耦接于带通滤波器,用以累加滤波信号F1,以产生累加信号A1,此累加信号A1即为输出至后续处理电路(未显示)的低杂讯信号。
脉冲密度调变单元40以高于第一频率fe的第二频率fs(例如N倍fe)进行取样,可以获得较多的取样数,在一实施例中,脉冲密度调变单元40使用较少的比特数来表示取样的结果。比方说,脉冲密度调变单元40以第一频率的64倍(64*fe)作为取样频率来对感测信号S1进行取样,取样的结果以1比特表示,进而产生数字输出D1。在此情况下所获得的取样数量,为现有取样频率为fe所获得取样数量的64倍。由于取样数量提高,故不需要太高的比特来表示取样后的信号,就可供后续处理电路进行处理而得到正确的感测结果。当然,脉冲密度调变单元40也可使用较多比特来表示取样的结果,然而电路复杂度以及成本也会对应地增加。使用较少比特数来表示取样的结果,有助于简化后续滤波器的设计。借由上述本发明实施例的架构及方法,不仅实施上容易,杂讯抑制的效果也显著,不需要提高激励信号的电压即可增加信噪比。
请参照图3,图3为本发明触碰感测装置另一实施例的示意图。触碰感测装置200与触碰感测装置100的差别在于,触碰感测装置200包括混频器(mixer)50并设置了低通滤波器260,混频器50耦接于脉冲密度调变单元40与低通滤波器260之间,用以平移数字输出D1的频谱,在图3的实施例中,混频器50用以将数字输出D1的频谱移至低频。频谱平移后的数字输出M1会输入至低通滤波器260。在本实施例中,混频器50以乘法器来实现,但本发明不限于此。混频器50对数字输出D1乘上e-jωn/N,获得低频的数字输出M1,其中n是个变数,随着每次取样而变,例如,n=0,1,…,N-1,n的值根据取样的次序而不同,例如第一次取样时n=0,第二次取样时n=1,依此类推,直到完成第N次取样时n=N-1,然后再进行下一个N次的取样。参数ω=2*π*fs,fs为脉冲密度调变单元40的取样频率。
请参照图4,图4为图1/图2所示的脉冲密度调变单元40一实施例。在本实施例中,脉冲密度调变单元40以三角积分(sigma-delta,ΔΣ)模拟数字转换器(analog-to-digitalconvertor,ADC)来实现。一般来说,三角积分模拟数字转换器对量化杂讯(quantizationnoise)进行杂讯整形(noiseshaping),一般的量化杂讯平均分布在各频率,而经过三角积分模拟数字转换器量化后即可进行杂讯整形,以得到量化杂讯较少的处理后信号。当三角积分的调变阶数越多时(例如设置多阶的积分器),杂讯整形的效果也会越显著。在本实施例中,脉冲密度调变单元40包括加法积分器(summingintegrator)41、取样保持(sampleandhold,S/H)单元42、模拟数字转换器(analog-to-digitalconverter,ADC)43、数字模拟转换器(digital-to-analogconvertor,DAC)44以及增益控制单元45。取样保持单元42使用第二频率fs作为取样频率,第二频率fs是激励信号fe的N倍。由于三角积分模拟数字转换器属于常见的应用,故详细的元件操作不另赘述。
请参照图5,图5为图3中触碰感测装置200的频谱图,其中由上而下依序为具有第一频率fe的激励信号E1的频谱310、经脉冲密度调变单元40以第二频率fs进行超取样(oversampling)而获得的数字输出D1频谱320,以及混频器50输出的数字输出M1频谱330。在图号320所示的频谱中,包括具有第一频率fe的信号,第二频率(即取样频率)fs以及其谐波(harmonics)的左右两侧出现频率为(K*(fs-fe))以及(K*(fs+fe))的信号(K为整数),量化杂讯N1出现在第一频率fe的右侧,利用图3中的混频器50将频谱320平移成频谱330,使得第一频率fe的信号以及其右侧的量化杂讯N1左移,其中第一频率fe的信号被移至频谱零点的位置,而量化杂讯N1亦被移至一较低频的位置,触碰感测装置200使用窄频宽的低通滤波器260来进一步将量化杂讯N1滤除,以获得在频谱零点处的信号。请注意,以上所述“频谱零点处”指的是在频谱上频率等于零的位置,此处的信号为直流信号。
图1/图2的触碰感测装置100/100’并未包括混频器。图1/图2采用带通滤波器60来直接滤除频谱320中的量化杂讯N1。虽然此设置省略了混频器,但带通滤波器通常比低通滤波器有更高的成本,因此可视实际设计需求选择图1/图2,或是图3的架构。
在图4中,若增益控制单元45的增益为1并且使用1比特的数字模拟转换器44,得到的等效电路如图6所示。图6可被理解为图4所示的脉冲密度调变单元40一实施例的等效电路图。在图6中,脉冲密度调变单元40为1比特(1bit)三角积分模拟数字转换器,其中包括加法积分单元441以及1比特模拟数字转换器443。加法积分单元441包括比较器COM1、电容C1以及增益控制电阻445,其中比较器COM1的负输入端(-)耦接于输入电压Vin(例如来自待测电容30的感测信号),而正输入端(+)耦接于一参考电压Vref。1比特模拟数字转换器443受控于时脉信号CLK,并且包括比较器COM2,其中比较器COM2的负输入端(-)耦接于参考电压Vref以及比较器COM1的正输入端,而正输入端(+)耦接于比较器COM1的输出端。比较器COM2的输出端会产生数字输出D1,并将数字输出D1经由增益控制电阻445回传至比较器COM1的负输入端与输入电压Vin相加。在本实施例中,加法积分单元441等效于图4中的加法积分器41,比较器COM2等效于图4中的取样保持单元42以及模拟数字转换器43,且增益控制电阻445等效于图4中的加法器。
图7为本发明触碰感测装置另一实施例的示意图,在图7中,使用1比特三角积分模拟数字转换器作为脉冲密度调变单元40,以一个1比特的乘法器来作混频器50。这个1比特的乘法器包括查找表(lookuptable,LUT)510以及多工器520。查找表510用以提供查表输出,举例来说,查表输出为前述的e-jωn/N,根据n在查找表510获得e-jωn/N的值。多工器520具有第一输入端521、第二输入端522、控制端527以及输出端528,其中第一输入端521接收一预定值(例如0),第二输入端522接收该查找表510的输出,控制端527接收数字输出D1,多工器520依据数字输出D1的比特值在输出端528输出该预定值或该查找表510输出。例如数字输出D1的比特值为0时,多工器520在输出端528输出该预定值(例如0),数字输出D1的比特值为1时,多工器520在输出端528输出该查找表的输出。
请参照图8以及图9,图8为本发明触碰感测装置另一实施例的示意图,而图9为图8中触碰感测装置600的频谱图。相较于图3的触碰感测装置200,触碰感测装置600并未包括混频器,但另包括一前置取样保持电路635。前置取样保持电路635耦接于脉冲密度调变单元40的输入端,用以对感测信号S1进行取样保持,其中前置取样保持电路635的取样频率即为第一频率fe。经过前置取样保持电路635处理后的信号经由脉冲密度调变单元40进行脉冲密度调变。在图9中,由上而下依序为具有第一频率fe的感测信号S1的频谱410、经过前置取样保持电路635处理过后的信号的频谱620、经过脉冲密度调变单元40进行超取样(oversampling)的信号的频谱630。在频谱620中,在零点处具有信号。在频谱630中,经过脉冲密度调变单元40以N倍频超取样后,零点处的信号右侧会产生量化杂讯N1,触碰感测装置600可使用窄频宽的低通滤波器260来进一步将低频的量化杂讯N1滤除,取得在频谱零点处的信号。
请参照图10~12,图10为本发明触碰感测装置另一实施例的示意图,图11为图10中触碰感测装置700的频谱图,图12为图10中的全波整流电路735所接收的相位控制信号的波形图。相较于图3的触碰感测装置200,图10的触碰感测装置700并未包括混频器,但另包括全波整流电路735,耦接于脉冲密度调变单元40的输入端,用以对感测信号S1进行全波整流,而产生频率为2fe的信号输出。经过全波整流后的信号,再经由脉冲密度调变单元40进行脉冲密度调变。在本实施例中,全波整流电路735包括加法器736以及两开关737、738,其中开关737由第一相位控制信号ph1所控制,而另一开关738则由第二相位控制信号ph2所控制。由图12可知,当开关737导通时,开关738会关闭,同样地,当开关738导通时,开关737会关闭。加法器736会将开关737的输出减去开关738的输出,因而产生全波整流的结果,并且,经过全波整流的信号的频率,会是感测信号S1的频率fe的两倍。在图11中,由上而下依序感测信号S1的频谱710、经过全波整流电路735处理过后的信号的频谱720、经过脉冲密度调变单元40进行超取样(oversampling)的信号的频谱730。在频谱720中,在零点处具有信号。在频谱730中,经过脉冲密度调变单元40以N倍频超取样后,零点处的信号右侧会产生有量化杂讯N1,触碰感测装置700可据以使用窄频宽的低通滤波器260来进一步将低频的量化杂讯N1滤除,取得在频谱零点处的信号。
请参照图13~15,图13~15为图3所示的低通滤波器260的实施例的示意图。如图13所示,低通滤波器260可包括M级滤波单元260_1~260_M,其中M可依据需求来决定,越多级的滤波单元可以提供越好的滤波效果,然而硬件成本也会随之提高。每一级滤波单元皆包括乘法器、加法器以及延迟器等元件,例如图14所示,滤波单元2600可用以实现滤波单元260_1~260_M中的任一个,并包括第一乘法器2612、加法器2614、第二乘法器2616以及延迟器2618。第一乘法器2612用以对数字数据X(n)乘上第一参数α,以产生第一输出Y1。数字数据X(n)可为前一级的滤波单元的输出信号(若滤波单元2600不是第一个滤波单元260_1)或是脉冲密度调变单元40的数字输出D1(若滤波单元2600是第一个滤波单元260_1))。加法器2614耦接于第一乘法器2612,用以对第一输出Y1加上延迟输出YD,以产生滤波输出Y(n)至下一级的滤波单元(若滤波单元2600不是最后一个滤波单元260_M),或是直接以滤波输出Y(n)作为低通滤波器260的输出(若滤波单元2600是滤波单元260_M)。第二乘法器2616耦接于加法器2614,用以对滤波输出Y(n)乘上第二参数((α-1)/α),以产生第二输出Y2。延迟器2618耦接于第二乘法器2616与加法器2614之间,用以延迟第二输出Y2以产生延迟输出YD。由于数据受到延迟器2618的延迟,因此加法器2614所产生的滤波输出Y(n)如以下的第(1)式所示,其中Y(n-1)为加法器2614前一时间的滤波输出。
Y ( n ) = αX ( n ) + ( α - 1 α ) Y ( n - 1 ) - - - ( 1 )
参数α选用越高的值可以提供更好的滤波效果,然而硬件成本也会随之提高。低通滤波器260中参数α的值以及滤波单元的级数(亦即M值)的选取当以视实际应用所需来决定。
在图14中,若参数α的值采用2的幂次(2N),则可进一步省略乘法器(或除法器),因为一数字值乘上2N即等于将该数字值左移(进位)N比特,而一数字值除以2N即等于将该数字值右移(降位)N比特。因此,图14的滤波单元的架构可再简化如图15所示,滤波单元2600’可用以实现滤波单元260_1~260_M中的任一个,并包括第一移位器291、第一加法器2623、第二移位器292、第二加法器2625、第三移位器293以及延迟器2627。第一移位器291用以将数字数据X(n)进行进位,以产生第一输出Y1’。第一加法器2623耦接于第一移位器291,用以对第一输出Y1’加上延迟输出YD’,以产生滤波输出Y(n)。第二移位器292耦接于第一加法器2625,用以将滤波输出Y(n)进行进位,以产生第二输出Y2’。第二加法器2625耦接于第一加法器2623与第二移位器292,用以将第二输出Y2’减去滤波输出Y(n),以产生第三输出Y3’。第三移位器293用以将第三输出Y3’进行降位,以产生第四输出Y4’。延迟器2627耦接于第三移位器293与第一加法器2623之间,用以延迟第四输出Y4’以产生延迟输出YD’。
简言之,在图15的实施例中,图14所示的乘法器2612、2616以第一移位器291~第三移位器293与一加法器2625来取代,其中第一移位器291、第三移位器293用以将输入数据左移N位,第二移位器292用以将输入数据右移N位。因此,在图15所示的滤波单元260_1完全不须使用乘法器与除法器,可大幅降低电路复杂度以及成本。
请参照图16,图16为本发明触碰感测方法一实施例的流程图,能用于检测导体的接近或接触。请注意,假若可获得实质上相同的结果,则这些步骤并不一定要遵照图16所示的执行次序来执行。图16所示方法可被图1所示的触碰感测装置100所采用,并可简单归纳如下:
步骤1602:开始;
步骤1604:提供具有第一频率的激励信号至待测电容,以产生感测信号。
步骤1606:对该待测电容的感测信号进行取样;该取样步骤包括以第二频率进行取样的脉冲密度调变以产生数字输出,其中该第二频率高于该第一频率;
步骤1608:对该数字输出进行滤波,以产生滤波信号;
步骤1610:累加该滤波信号,以产生累加信号。
步骤1612:结束。
由于本领域技术人员在阅读完以上段落后应可轻易了解图16中每一步骤的细节,为简洁之故,在此将省略进一步的描述。
综合上述实施例,本发明可以由图17获得理解,根据本发明的一种触碰感测装置,包括激励源1,用以提供具有第一频率的激励信号;待测电容2耦接激励源1,待测电容2接收该激励信号,并产生感测信号;取样电路3,用以对该感测信号进行取样以产生数字输出,其中该取样电路包括脉冲密度调变单元(图中未示出),该脉冲密度调变单元具有输入端耦接该待测电容,该脉冲密度调变单元以第二频率对经由该输入端输入的信号进行取样以产生该数字输出,其中该第二频率高于该第一频率;以及滤波器,耦接于该脉冲密度调变单元,用以对该数字输出进行滤波,以产生滤波信号。
其中,取样电路3可以是只包括一个脉波密度调变单元40(如图1与2所示),或者包括一前置取样保持电路635串接一脉波密度调变单元40(如图8所示),或者包括一全波整流电路735串接一脉波密度调变单元40(如图10所示)。这个脉波密度调变单元40直接地或通过一或多个元件连接待测电容2,脉波密度调变单元40对其输入端的信号进行取样,而获得该数字输出。
配合上述不同的取样电路2,滤波器4有多种不同的实施方式,例如,在图1与图2中,使用带通滤波器60作为滤波器4,在图3中,使用一混频器50连接一低通滤波器260来作为滤波器4。在图8跟图10中,只使用一低通滤波器260来作为滤波器4。
通过本发明所提供的实施例,触碰感测装置借由取样电路获得更多的取样信号,有助于抑制杂讯,对于信号的检测会更为准确。另外,本发明亦提供了简化的低通滤波器架构,以进一步降低电路复杂度以及成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰,皆应属本发明之涵盖范围。

Claims (19)

1.一种触碰感测装置,其特征在于,包括:
激励源,用以提供具有第一频率的激励信号;
待测电容,耦接该激励源,该待测电容接收该激励信号,并产生感测信号;
取样电路,用以对该感测信号进行取样以产生数字输出,其中该取样电路包括脉冲密度调变单元具有一输入端耦接该待测电容,该脉冲密度调变单元以第二频率对经由该输入端输入的信号进行取样以产生该数字输出,其中该第二频率高于该第一频率;以及
滤波器,耦接于该脉冲密度调变单元,用以对该数字输出进行滤波,以产生滤波信号。
2.如权利要求1所述的触碰感测装置,其特征在于,还包括累加器,耦接于该滤波器,用以累加该滤波信号以产生累加信号。
3.如权利要求1所述的触碰感测装置,其特征在于,该脉冲密度调变单元为三角积分模拟数字转换器,且该三角积分模拟数字转换器中的取样保持单元使用该第二频率作为取样频率。
4.如权利要求3所述的触碰感测装置,其特征在于,该三角积分模拟数字转换器包括一1比特模拟数字转换单元来产生该数字输出。
5.如权利要求1所述的触碰感测装置,其特征在于,该滤波器为带通滤波器。
6.如权利要求1所述的触碰感测装置,其特征在于,该滤波器包括一混频器连接一低通滤波器,该混频器接收该数字输出,该低通滤波器对该混频器的输出进行滤波。
7.如权利要求6所述的触碰感测装置,其特征在于,该混频器为乘法器。
8.如权利要求1所述的触碰感测装置,其特征在于,该取样电路具有一1比特模拟数字转换单元来产生该数字输出;以及该混频器还包括:
查找表,用以提供查表输出;以及
多工器,具有第一输入端、第二输入端、控制端以及输出端,该第一输入端接收一预定值,该第二输入端接收该查表输出,该控制端接收该数字输出,以及该输出端用以依据该数字输出来输出该预定值或该查表输出。
9.如权利要求1所述的触碰感测装置,其特征在于,该取样电路还包括:
全波整流电路,耦接于该脉冲密度调变单元,该全波整流电路用以对该感测信号进行全波整流,该脉冲密度调变单元对该全波整流电路的输出进行取样以产生该数字输出。
10.如权利要求1所述的触碰感测装置,其特征在于,该取样电路还包括:
前置取样保持电路,耦接于该脉冲密度调变单元,该前置取样保持电路用以对该感测信号进行取样,该脉冲密度调变单元用以对该前置保持电路的输出进行取样以产生该数字输出,其中该前置取样保持电路的取样频率等于该第一频率。
11.如权利要求1所述的触碰感测装置,其特征在于,该滤波器包括至少一滤波单元,该滤波单元包括:
第一乘法器,用以对该数字输出乘上第一参数,以产生第一输出;
加法器,耦接于该第一乘法器,用以对该第一输出加上一延迟输出,以产生滤波输出;
第二乘法器,耦接于该加法器,用以对该滤波输出乘上第二参数,以产生第二输出;以及
延迟器,耦接于该第二乘法器与该加法器之间,用以延迟该第二输出以产生该延迟输出。
12.如权利要求1所述的触碰感测装置,其特征在于,该滤波器包括至少一滤波单元,该滤波单元包括:
第一移位器,用以将该数字输出进行进位,以产生第一输出;
第一加法器,耦接于该第一移位器,用以对该第一输出加上一延迟输出,以产生滤波输出;
第二移位器,耦接于该第一加法器,用以将该滤波输出进行进位,以产生第二输出;
第二加法器,耦接于该第一加法器与该第二移位器之间,用以将该第二输出与该滤波输出的负值相加,以产生第三输出;
第三移位器,用以将该第三输出进行降位,以产生第四输出;以及
延迟器,耦接于该第三移位器与该第一加法器之间,用以延迟该第四输出以产生该延迟输出。
13.一种触碰感测方法,其特征在于,包括:
提供具有第一频率的激励信号至待测电容,以产生感测信号;
对该感测信号进行一取样步骤,该取样步骤包括以第二频率进行取样的脉冲密度调变以产生数字输出,其中该第二频率高于该第一频率;以及
对该数字输出进行滤波,以产生滤波信号。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,还包括:累加该滤波信号,以产生累加信号。
15.如权利要求13所述的方法,其特征在于,该取样步骤包括:借由三角积分模拟数字转换器来进行该脉冲密度调变以产生该数字输出。
16.如权利要求13所述的方法,其特征在于,对该数字输出进行滤波的步骤包括:使用带通滤波器来对该数字输出进行滤波以产生该滤波信号。
17.如权利要求13所述的方法,其特征在于,对该数字输出进行滤波的步骤包括:对该数字输出进行混频处理,并使用低通滤波器来对经过混频处理后的信号进行滤波。
18.如权利要求13所述的方法,其特征在于,该取样步骤还包括对该感测信号进行全波整流,然后再对经过该全波整流后的信号进行该脉冲密度调变。
19.如权利要求13所述的方法,其特征在于,该取样步骤还包括:对该感测信号进行取样保持,然后再对经过该取样保持后的信号进行该脉冲密度调变。
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