CN106325592A - 执行两步式模数转换的触摸处理器电路和触摸屏系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种执行两步式模数转换的触摸处理器电路和触摸屏系统。一种触摸处理器电路包括电容‑电压转换器和模数转换器。电容‑电压转换器将从触摸传感器发送的输入信号转换为与触摸传感器的电容对应的转换信号。模数转换器将从电容‑电压转换器发送的转换信号数字化并且生成数字值。模数转换器包括第一转换器、第二转换器和组合逻辑电路。第一转换器在第一时间段期间基于转换信号来计算数字值的高位。第二转换器在第二时间段期间基于从第一转换器发送的残差分量信号来计算数字值的低位。组合逻辑电路将高位和低位组合并生成数字值。

Description

执行两步式模数转换的触摸处理器电路和触摸屏系统
于2015年7月2日提交到韩国知识产权局的题为“执行两步式数模转换的触摸处理器电路和触摸屏系统”的第10-2015-0094808号韩国专利申请通过引用全部包含于此。
技术领域
本公开涉及电子电路和电子系统，更具体地讲，涉及一种被配置为感测伴随朝着触摸屏的接触或接近的动作并且处理根据该动作生成的信号的触摸处理器电路。
背景技术
最近正在使用各种类型的电子装置或电子系统。电子装置或电子系统根据包括在其中的各种电子电路的操作来执行它自己的功能。
触摸屏系统是广泛使用的电子系统的示例。触摸屏系统可包括显示装置以及设置在显示装置上的触摸传感器。触摸传感器用于感测诸如人的手或手写笔的对象是否与触摸传感器接触或接近触摸传感器。即，作为输入装置的一部分的触摸传感器可用于提供用户接口。例如，触摸传感器可包括具有电容值响应于对象的接触或接近而变化的电容组件的电容传感器。
触摸屏系统还可包括用于处理响应于触摸传感器的感测而生成的信号的触摸处理器电路。例如，当触摸传感器包括电容传感器时，触摸处理器电路可将具有根据电容的变化而变化的电压值的模拟信号转换为数字值。该数字值可被提供给包括在触摸屏系统中或者与触摸屏系统分离地提供的操作处理装置(例如，中央处理单元(CPU)、应用处理器(AP)等)。操作处理装置可基于数字值来计算发生接触或接近的位置或者发生接触或接近时的持续时间。操作处理装置可基于计算结果执行并处理各种操作，并且可向用户提供服务。
触摸屏系统应用在各种领域中。特别地，触摸屏系统可广泛应用于诸如便携式终端、智能电话等的移动装置。当触摸屏系统被应用于移动装置时，触摸屏系统需要被实现为占据较小区域并且消耗较少的电量。
发明内容
在一些示例实施例中，一种触摸处理器电路可包括电容-电压转换器和模数转换器。电容-电压转换器可将从触摸传感器发送的输入信号转换为与触摸传感器的电容对应的转换信号。模数转换器可将从电容-电压转换器发送的转换信号数字化，并且可生成数字值。模数转换器可包括第一转换器、第二转换器和组合逻辑电路。第一转换器可在第一时间段期间基于转换信号计算数字值的高位。第二转换器可在不与第一时间段重叠的第二时间段期间，基于从第一转换器发送的残差分量信号，来计算包括数字值中的除了高位以外的位的低位。组合逻辑电路可将高位和低位组合，并且可生成数字值。
在一些示例实施例中，一种触摸屏系统可包括触摸传感器、电容-电压转换器和模数转换器。触摸传感器可包括具有电容组件的感测阵列。电容-电压转换器可将从触摸传感器发送的输入信号转换为与电容组件的电容值对应的转换信号。模数转换器可在第一时间段期间通过第一模数转换操作，计算与转换信号对应的数字值的高位，在不与第一时间段重叠的第二时间段期间，通过与第一模数转换操作分开的第二模数转换操作来计算数字值的低位，并且将高位和低位组合以生成数字值。模数转换器可在第一时间段期间接收转换信号，可在第二时间段期间不接收转换信号。
在一些示例实施例中，一种模数转换器可生成转换装置的输入信号的转换信号的数字值。模数转换器可包括第一转换器、第二转换器和组合逻辑电路。第一转换器可在第一时间段期间基于转换信号来计算数字值的高位。第二转换器可在第二时间段期间基于残差分量信号来计算数字值的低位，残差分量信号从第一转换器被发送，第二时间段不与第一时间段重叠。组合逻辑电路可将高位和低位组合，从而生成数字值。
附图说明
通过参照附图详细地描述示例性实施例，特征对于本领域技术人员而言将变得显而易见，其中：
图1和图2分别示出根据示例实施例的触摸屏系统的示意图和框图；
图3示出图1和图2的触摸处理器电路的框图；
图4示出图3的模数转换器的框图；
图5示出描述图4的模数转换器的操作的时序图；
图6示出描述由图4的模数转换器生成数字值的处理的示意图；
图7示出图4的模数转换器中的第一模数转换器的框图；
图8示出图7的模拟输入路径的示意图；
图9示出描述在图8的模拟输入路径中执行的操作的时序图；
图10示出显示图4的模数转换器的输入与图7的积分器的输出之间的关系的曲线图；
图11示出用于调节图7的积分器的输出的放大和偏移控制器的连接的框图；
图12示出显示图4的模数转换器的输入与图11的放大和偏移控制器的输出之间的关系的曲线图；
图13示出描述通过从图4的第二模数转换器生成的附加位生成数字值的处理的示意图；
图14示出采用根据示例实施例的触摸处理器电路和触摸屏系统的各种类型的电子装置的示意图；
图15示出包括根据示例实施例的触摸处理器电路及其接口的电子系统的框图。
具体实施例
现在，将在下文参照附图更充分地描述示例实施例；然而，它们可以不同的形式来实现，并且不应被解释为受限于在此所阐述的实施例。相反，提供这些实施例，从而本公开将彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达示例性实现方式。
所有上述特征和以下描述均为用于帮助更好地理解本公开的示例性描述。即，本公开不应被解释为受限于在此阐述的“示例”实施例，而是可以以不同的形式来具体实现。以下实施例仅是示例。因此，如果存在多种方式来实现本公开的组件，则显而易见的是，本公开利用任何方式或其相同物来实现。
如果本公开中提及任何配置包括/包含特定组件或者任何处理包括/包含特定操作，这意味着还可包括其它组件或其它步骤。即，在此所使用的术语仅意在描述特定示例实施例，而非意在限制本公开的范围。另外，为了帮助更好地理解本公开而描述的示例包括其互补实施例。
在此所使用的术语具有本领域技术人员通常理解的含义。常用的术语在本公开的上下文中将被解释为一致的含义。另外，在此所使用的术语不应被解释为过于理想化或形式化的含义，除非在此明确地定义。下面将参照附图来描述本公开的实施例。
图1和图2是分别示出根据示例实施例的触摸屏系统的示意图和框图。图1和图2将被一起参考以帮助更好地理解示例实施例。触摸屏系统1000可包括触摸传感器1100、触摸处理器电路1200、显示装置1300和显示驱动器电路1400。在一些示例实施例中，触摸屏系统1000还可包括主机1500。
参照图1，触摸传感器1100可以是电子装置或电子系统的输入装置，并且可提供用户接口。触摸传感器1100可用于感测(或检测)对象10(例如，人的手、手写笔等)的接触或接近。在示例实施例中，触摸传感器1100可包括具有电容值响应于对象10的接触或接近而变化的电容组件的电容传感器。
触摸处理器电路1200可连接到触摸传感器1100。触摸处理器电路1200可处理响应于触摸传感器1100的感测而生成的信号。在一个示例实施例中，当触摸传感器1100包括电容传感器时，触摸处理器电路1200可接收具有根据触摸传感器1100的电容组件的电容值的改变而变化的电压值的模拟信号。触摸处理器电路1200可将所接收的模拟信号转换为数字值。
数字值可指示所感测的电容组件的电容值。数字值可被提供给包括在触摸屏系统1000中或者与触摸屏系统1000分离地提供的主机装置(例如，图2的主机1500)。
显示装置1300可以是电子装置或电子系统的输出装置，并且可提供用户接口。显示装置1300可向用户提供图像信息。例如，显示装置1300可包括液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机LED(OLED)显示器、有源矩阵OLED(AMOLED)显示器或它们的任何组合中的至少一个。显示驱动器电路1400可驱动并控制显示装置1300，使得显示装置1300恰当地显示图像信息。
触摸传感器1100可以是透明的。因此，光可穿过触摸传感器1100到达在触摸传感器1100下面的显示装置1300，因此，用户可看到显示装置1300上所显示的图像信息。用户可基于显示在显示装置1300上的图像信息，来与触摸传感器1100接触或者接近触摸传感器1100，因此触摸处理器电路1200可生成与触摸传感器1100的接触或接近对应的数字值。
主机装置(例如，图2中的主机1500)可基于数字值来计算发生接触或接近的位置和/或发生接触或接近时的持续时间。主机装置可基于计算结果来执行和处理各种操作并且可向用户提供服务。
参照图2，触摸传感器1100可包括感测阵列1110。感测阵列1110可包括沿着行方向或列方向布置的导线。沿着行方向布置的导线可与沿着列方向布置的导线交叉。然而，沿着行方向布置的导线可不与沿着列方向布置的导线连接。导线可覆盖图1的显示装置1300的上表面，并且导线的各个交点可对应于显示装置1300上的特定坐标。
在一个示例实施例中，当触摸传感器1100包括电容传感器时，在沿着行方向布置的每条导线与沿着列方向布置的每条导线之间可形成电容组件。此电容组件可具有电容值Cm。当图1的对象10与触摸传感器1100接触或者接近触摸传感器1100时，电容值Cm可变化。可基于电容值Cm的改变来感测对象10的接触或接近，并且触摸处理器电路1200可恰当地处理变化的电容值Cm。
触摸处理器电路1200可包括行选择器1210、列选择器1230和感测控制器1250。行选择器1210可连接至沿着行方向布置的导线，列选择器1230可连接至沿着列方向布置的导线。感测控制器1250可控制触摸处理器电路1200的总体操作，使得电容值Cm被恰当地处理。
例如，在感测控制器1250的控制下，行选择器1210可将具有充放电电压的信号提供给沿着行方向布置的导线。在感测控制器1250的控制下，列选择器1230可从沿着列方向布置的导线读取电容值Cm。感测控制器1250可控制选择一条沿着行方向布置的导线、选择一条沿着列方向布置的导线以及选择时序。据此，可获得导线的所有交点中的每一个交叉点的电容值Cm。
在一些示例实施例中，感测控制器1250可包括感测测量电路1270。感测测量电路1270可将电容值Cm数字化，并且可生成与电容值Cm对应的数字值。将参照图3至图13来描述根据一些示例实施例的感测测量电路1270的配置和操作。由感测测量电路1270生成的数字值可被提供给主机1500。
主机1500可基于数字值来计算发生接触或接近的位置和/或发生接触或接近时的持续时间。例如，主机1500可包括诸如中央处理单元(CPU)、应用处理器(AP)等的操作处理装置。主机1500可通过基于计算结果执行和处理各种操作来向用户提供服务。为此，主机1500可执行算术运算和/或逻辑运算。
在图2中，感测测量电路1270被示出为包括在感测控制器1250中。然而，在一些其它示例实施例中，感测测量电路1270可与感测控制器1250分离地提供。另外，在图2中，主机1500被示出为包括在触摸屏系统1000中。然而，在一些其它示例实施例中，主机1500可与触摸屏系统1000分离地提供。图1和图2意在帮助更好地理解示例实施例，而非限制本公开的范围和精神。
图3是示出图1和图2的触摸处理器电路的框图。如参照图2所述，触摸处理器电路1200可包括感测测量电路1270。在一些示例实施例中，感测测量电路1270可包括电容-电压转换器1271和模数转换器1273。感测测量电路1270可将图2的感测阵列1110的电容组件的电容值Cm转换为数字值DV。
在图2的感测控制器1250的控制下，具有充放电电压的信号Vcd(以下称作“充放电信号”)可被提供给感测阵列1110的电容组件。例如，可从单独的电压生成电路(未示出)来提供充放电信号Vcd。例如，充放电信号Vcd可以是具有特定频率的方波信号，但是本公开不限于此。感测阵列1110的电容组件可响应于充放电信号Vcd来充电或放电，并且可基于电容组件的充电和放电来识别电容值Cm。
电容-电压转换器1271可通过图2的列选择器1230从图2的触摸传感器1100(更具体地讲，从具有电容值Cm的电容组件)接收输入信号。此输入信号可与电容值Cm相关联。
电容-电压转换器1271可将输入信号转换为转换信号。该转换信号可具有与电容值Cm对应的电压值Vc。即，电容-电压转换器1271可将电容值Cm转换为电压值Vc。随着电容组件充电或放电，转换信号的电压值Vc可摆动。此外，当电容值Cm响应于对象的接触或接近而变化时，转换信号的电压值Vc可根据电容值Cm的改变而改变。
电容-电压转换器1271可使用诸如运算放大器的有源元件和/或诸如电阻器、电容器等的无源元件来实现。电容-电压转换器1271的配置可根据实施例而不同地修改或改变。
模数转换器1273可从电容-电压转换器1271接收具有电压值Vc的转换信号。模数转换器1273可将转换信号数字化，以生成数字值DV。数字值DV可指示所感测的电容值Cm。数字值DV可被提供给主机装置(例如，图2中的主机1500)，并且主机装置可处理数字值DV以向用户提供服务。
在一些情况下，由于电容值Cm较小，所以电容-电压转换器1271的输出电压的幅度可能较小。因此，在与触摸处理器电路1200相关联的一些示例实施例中，电容-电压转换器1271的输出可被提供给模拟累加器，通过模拟累加器累加的电压可被提供给模数转换器1273。因此，模数转换器1273可接收具有较大幅度的电压的信号。
然而，根据下面将描述的一些示例实施例，在没有模拟累加器的情况下，触摸处理器电路1200可直接通过模数转换器1273将电容-电压转换器1271的输出数字化。即，在一些示例实施例中，触摸处理器电路1200可不包括模拟累加器。
可针对与一个电容组件对应的各个通道来提供模拟累加器。因此，当所有通道均不包括模拟累加器时，触摸处理器电路1200所占据的总面积可显著减小，并且触摸处理器电路1200所消耗的电量可显著减少。结果，采用触摸处理器电路1200的触摸屏系统1000可被有效地实现并且可有效地操作。
然而，当电容-电压转换器1271的输出被直接数字化时，模数转换器1273可具有高分辨力(即，分辨率)特性以实现期望的精度。另外，模数转换器1273可包括噪声滤波器以充分地对低频分量进行滤波。这是因为电容-电压转换器1271的输出电压的幅度可能较小。
当模数转换器1273具有高分辨力时，执行模数转换所花费的时间可能增加。然而，由于分配给执行模数转换的时间有限，所以模数转换的速度需要足够快。因此，在一些示例实施例中，模数转换器1273可执行分离地提供的“两步式”模数转换。将参照图4来描述满足上述条件的模数转换器1273的配置。
图4是示出图3的模数转换器2000(1273)的框图。模数转换器2000可包括第一模数转换器2100、第二模数转换器2300和组合逻辑电路2500。例如，图3的模数转换器1273可包括图4的模数转换器2000。
模数转换器2000可将具有电压值Vc的转换信号数字化，以生成数字值DV。在一个感测时间段期间可生成一个数字值DV。感测时间段的长度可根据设计和实现方式来不同地修改或改变。在一些示例实施例中，数字值DV可被生成，以被划分为高位Bu和低位Bl。即，数字值DV的位串(bit string)可包括高位Bu和低位Bl。
高位Bu可在一个感测时间段中的第一时间段期间生成，低位Bl可在这一个感测时间段中的第二时间段期间生成。第一时间段可不与第二时间段重叠。
第一模数转换器2100可从图3的电容-电压转换器1271接收具有电压值Vc的转换信号。第一模数转换器2100可在第一时间段期间执行第一模数转换操作。更具体地讲，第一模数转换器2100可在第一时间段期间基于转换信号，来计算数字值DV的高位Bu。在一些示例实施例中，第一模数转换器2100可在计算高位Bu的同时生成残差分量(residuecomponent)。
第二模数转换器2300可接收与第一模数转换器2100所生成的残差分量对应的残差分量信号RC。第二模数转换器2300可在第二时间段期间执行与第一模数转换操作分离的第二模数转换操作。更具体地讲，第二模数转换器2300可在第二时间段期间基于残差分量信号RC，来计算数字值DV的低位Bl。低位Bl可包括数字值DV中的除了高位Bu之外的位。
在一些示例实施例中，可顺序地生成高位Bu和低位Bl。即，在第一模数转换器2100生成高位Bu之后，第二模数转换器2300可生成低位Bl。
组合逻辑电路2500可接收由第一模数转换器2100生成的高位Bu。组合逻辑电路2500可接收由第二模数转换器2300生成的低位Bl。组合逻辑电路2500可对高位Bu和低位Bl执行算术运算和/或逻辑运算。因此，组合逻辑电路2500可将高位Bu和低位Bl组合以生成数字值DV。
高位Bu的数量可至少根据第一模数转换器2100的转换能力来确定。例如，当第一模数转换器2100能够执行6位模数转换时，高位Bu可包括6位。另外，低位Bl的数量可至少根据第二模数转换器2300的转换能力来确定。例如，当第二模数转换器2300能够执行10位模数转换时，低位Bl可包括10位。根据上述示例，数字值DV可包括最多16位的位串。
如上所述，模数转换器2000可高速地执行模数转换并且具有高分辨力。因此，生成高位Bu的第一模数转换器2100可采用精度相对高的模数转换方案，生成低位Bl的第二模数转换器2300可采用速度相对高的模数转换方案。
在一个示例实施例中，第一模数转换器2100可包括西伽马-德尔塔(sigma-delta)模数转换电路。由于西伽马-德尔塔转换方案具有相对高的精度，所以可采用西伽马-德尔塔转换方案来基于具有较小幅度的电压值Vc生成高位Bu。
在一个示例实施例中，第二模数转换器2300可包括循环模数转换电路。由于循环转换方案以相对高的速度操作，因此可采用循环转换方案来在短时间内生成低位Bl。根据上述示例实施例，可以高精度和高速度来生成数字值DV。
然而，本公开的范围和精神不限于上述示例实施例。在一些其它实施例中，第一模数转换器2100可采用Δ型转换方案，或者第二模数转换器2300可采用逐次逼近方案。模数转换器2000的配置可不同地修改或改变以执行“两步式”模数转换。然而，为了帮助更好地理解示例实施例，下面将假设第一模数转换器2100采用西伽马-德尔塔方案，第二模数转换器2300采用循环转换方案。
如上所述，可在第一时间段期间计算高位Bu。为此，具有电压值Vc的转换信号可在第一时间间隔期间被发送至第一模数转换器2100。另一方面，在用于生成低位Bl的第二时间段期间，转换信号可不被发送至第一模数转换器2100。
在示例实施例中，模数转换器2000可包括开关SW1。开关SW1可控制图3的电容-电压转换器1271与模数转换器2000之间的连接。例如，开关SW1可在第一时间段期间将电容-电压转换器1271连接至模数转换器2000。因此，模数转换器2000的第一模数转换器2100可在第一时间段期间接收转换信号。
另一方面，开关SW1可在第二时间段期间将电容-电压转换器1271与模数转换器2000断开连接。因此，模数转换器2000的第一模数转换器2100可在第二时间段期间不接收转换信号。模数转换器2000的操作将参照图5和图6更详细地描述。
在图4中，开关SW1被示出为单个开关元件。然而，开关SW1的配置可不同地修改或改变。例如，开关SW1可利用能够执行开关操作的任何开关电路(诸如晶体管、缓冲电路、门电路等)来实现。
图5是描述图4的模数转换器的操作的时序图。图6是描述通过图4的模数转换器生成数字值的处理的示意图。图4将与图5和图6一起被参考以帮助更好地理解示例实施例。
在图5中描述在一个感测时间段期间在图4的模数转换器2000中执行的操作。一个感测时间段可以是用于生成一个数字值DV的时间段。一个感测时间段可包括第一时间段TP1和第二时间段TP2。第一时间段TP1可不与第二时间段TP2重叠。
在第一时间段TP1期间，图4的开关SW1可将图3的电容-电压转换器1271连接至图4的模数转换器2000。因此，具有摆动的电压值Vc的转换信号可被提供给模数转换器2000。第一模数转换器2100可接收转换信号。在第一时间段TP1期间，第一模数转换器2100可执行第一模数转换。
参照图6，在第一时间段TP1期间，第一模数转换器2100可基于具有电压值Vc的转换信号来计算数字值DV的高位Bu。第一模数转换器2100可在计算高位Bu的操作期间生成残差分量。例如，高位Bu可包括m位。高位Bu可被提供给组合逻辑电路2500。
例如，第一模数转换器2100可执行“过采样(over-sampling)”以计算高位Bu。即，第一模数转换器2100可在一个感测时间段期间执行多次采样操作以生成一个数字值DV。为此，在一些示例实施例中，第一模数转换器2100可响应于具有与转换信号相同的频率(即，发送至电容至电压转换器1271的输入信号的频率)的时钟信号来进行操作。
例如，时钟信号生成器可被提供，以将时钟信号发送至第一模数转换器2100。时钟信号生成器可包括用于将具有稳定频率的时钟信号提供给第一模数转换器2100的各种电路，例如，振荡器电路、锁相环(PLL)电路等。时钟信号生成器可被提供在感测测量电路1270的内部或外部。
在一些示例实施例中，第一模数转换器2100可执行“双采样(double-sampling)”。即，第一模数转换器2100可在具有电压值Vc的转换信号的上升沿和下降沿均执行采样操作。过采样和双采样可使得第一模数转换器2100的精度增加。
参照图5，在第二时间段TP2期间，图4的开关SW1可将图3的电容-电压转换器1271与模数转换器2000断开连接。因此，第一模数转换器2100在第二时间段TP2期间可不接收转换信号。开关SW1可根据图2的感测控制器1250的控制而断开。另外，第二模数转换器2300可根据图2的感测控制器1250的控制来开始操作。在第二时间段TP2期间，第二模数转换器2300可执行第二模数转换操作。第二模数转换操作可与第一模数转换操作分开。
为了控制开关SW1的操作，感测控制器1250可监测第一模数转换器2100和/或第二模数转换器2300的操作。例如，感测控制器1250还可包括用于监测第一模数转换器2100和/或第二模数转换器2300的操作的监测/控制电路1251。监测/控制电路1251可监测第一模数转换器2100和/或第二模数转换器2300是否输出计算结果。例如，监测/控制电路1251可响应于第一模数转换器2100的计算结果而使开关SW1断开，并且响应于第二模数转换器2300的计算结果而使开关SW1连接。
参照图6，第二模数转换器2300可接收与第一模数转换器2100所生成的残差分量对应的残差分量信号RC。在第二时间段TP2期间，第二模数转换器2300可基于残差分量信号RC来计算数字值DV的低位Bl。例如，低位Bl可包括n位。低位Bl可被提供给组合逻辑电路2500。
第二模数转换器2300可以以比第一模数转换器2100快的速度来操作。在一些示例实施例中，第二模数转换器2300可响应于具有比用于操作第一模数转换器2100的频率高的频率的时钟信号来操作。为此，第二模数转换器2300可接收相对于第一模数转换器2100的时钟信号独立地提供的时钟信号。
例如，时钟生成器可被提供，以将时钟信号发送至第二模数转换器2300。时钟信号生成器可包括用于将具有稳定频率的时钟信号提供给第二模数转换器2300的各种电路，例如，振荡器电路、PLL电路等。时钟信号生成器可被提供在感测测量电路1270的内部或外部。用于第二模数转换器2300的时钟信号生成器可与用于第一模数转换器2100的时钟信号生成器一起实现，或者分开地实现。例如，当用于第二模数转换器2300的时钟信号生成器可与用于第一模数转换器2100的时钟信号生成器一起实现时，时钟信号生成器可包括用于输出具有不同频率的时钟信号的时钟分频器。可选地，当用于第二模数转换器2300的时钟信号生成器可与用于第一模数转换器2100的时钟信号生成器分开地实现时，用于第二模数转换器2300的时钟信号生成器的PLL电路可以以与用于第一模数转换器2100的时钟信号生成器的PLL电路的操作频率不同的操作频率进行操作。
当用于操作第二模数转换器2300的时钟信号的频率增大时，第二时间段TP2的长度可缩短。因此，感测时间段的长度可缩短，并且模数转换器2000可高速地操作。
组合逻辑电路2500可对高位Bu和低位Bl执行任何恰当的算术运算和/或逻辑运算。组合逻辑电路2500可将高位Bu和低位Bl组合，并且可生成数字值DV。数字值DV可包括最多(m+n)位。
如图6所示，当高位Bu没有与低位Bl重叠时，数字值DV可包括(m+n)位的位串。另一方面，在一些示例实施例中，低位Bl的一部分可被设置为与高位Bu的一部分重叠。在该示例实施例中，数字值DV可包括比(m+n)位短的位串。这样的示例实施例将参照图13来描述。
根据参照图4至图6描述的处理，模数转换器2000可通过“两步式”模数转换，将具有电压值Vc的转换信号转换为数字值DV。在两步式模数转换中，数字值DV的高位Bu可与数字值DV的低位Bl分离地计算。
图7是示例性地示出图4的模数转换器中的第一模数转换器的框图。图7示出第一模数转换器2100包括西伽马-德尔塔模数转换电路。
在感测时间段中的第一时间段期间，第一模数转换器2100可通过开关SW1接收具有电压值Vc的转换信号。第一模数转换器2100可基于转换信号来计算高位Bu。在感测时间段中的第二时间段期间，开关SW1可断开。在第二时间段期间，第二模数转换器2300可基于残差分量信号RC来计算低位Bl。
在一个示例实施例中，第一模数转换器2100可包括噪声滤波器2110、减法器2120、积分器2130、比较器2140、数模转换器2150和计数器2160。噪声滤波器2110可对具有电压值Vc的转换信号的低频分量进行滤波。噪声滤波器2110可用于更精确地执行模数转换。低频分量被滤波的转换信号可被提供给减法器2120。
减法器2120可接收滤波的转换信号和反馈信号FB。减法器2120可从滤波的转换信号减去反馈信号FB以生成减法信号。减法信号可被提供给积分器2130。积分器2130可对减法信号执行积分运算以生成积分信号INTG。积分器2130可输出用于第二模数转换器2300的与第一模数转换器2100操作时所生成的残差分量对应的残差分量信号RC。
模拟输入路径AIP可包括噪声滤波器2110、减法器2120和积分器2130。模拟输入路径AIP的配置的示例实施例将参照图8来描述。
比较器2140可接收积分信号INTG。比较器2140可将参考信号REF与积分信号INTG进行比较以生成比较信号CMP。例如，可从单独的电压生成电路提供参考信号REF。比较信号CMP可被反馈到减法器2120以生成残差分量。数模转换器2150可将比较信号CMP转换为模拟信号以生成反馈信号FB。计数器2160可基于比较信号CMP来生成高位Bu。
例如，当积分信号INTG的幅度大于或等于参考信号REF的幅度时，比较器2140可生成具有逻辑值“1”的比较信号CMP。另一方面，当积分信号INTG的幅度小于参考信号REF的幅度时，比较器2140可生成具有逻辑值“0”的比较信号CMP。计数器2160可对接收到具有逻辑值“1”的比较信号CMP的事件的数量进行计数。可根据计数器2160的运算来计算高位Bu。
“西伽马-德尔塔(Σ-Δ)”方案可通过减法器2120和积分器2130来实现。用于这样的方案的电路操作对本领域技术人员是公知的。因此，下面将省略与西伽马-德尔塔模数转换电路的操作相关联的详细描述。
已参照图7描述了采用西伽马-德尔塔转换方案的第一模数转换器2100的配置。然而，在一些其它示例实施例中，第一模数转换器2100的配置可不同地修改或改变。图7被提供以帮助更好地理解本公开，并非意在限制本公开。
图8是示例性地示出图7的模拟输入路径的示意图。图9是描述在图8的模拟输入路径中执行的操作的时序图。图7将与图8和图9一起被参考以更好地理解示例实施例。
例如，模拟输入路径AIP可执行图7所示的噪声滤波器2110、减法器2120和积分器2130的功能。具有电压值Vc的转换信号可被提供给模拟输入路径AIP。
参照图8，转换信号可被提供给感测电容器Cs1的一个端子。转换信号可以是从图3的电容-电压转换器1271输出的单端信号。
在一个示例实施例中，可采用差分信号系统以改善信号的可靠性和完整性。为了生成差分信号，可提供额外的感测电容器Cs2，并且具有共模电压Vcom的共模信号可被施加到感测电容器Cs2的第一端子。例如，可从单独的电压生成电路提供共模信号。
为了控制电路的稳定性和操作，具有共模电压Vcom的共模信号通过开关SW2可被提供或者可不被提供给感测电容器Cs1的另一端子。另外，共模信号通过开关SW3可被提供或者不被提供给感测电容器Cs2的第二端子。
感测电容器Cs1的第二端子通过开关SW4p可连接至或者不连接至差分放大器DA的非反相输入端子。感测电容器Cs1的第二端子通过开关SW4n可连接至或者可不连接至差分放大器DA的反相输入端子。感测电容器Cs2的第二端子通过开关SW5p可连接至或者可不连接至差分放大器DA的非反相输入端子。感测电容器Cs2的第二端子通过开关SW5n可连接至或者可不连接至差分放大器DA的反相输入端子。
积分电容器Ci1可连接在差分放大器DA的反相输入端子与非反相输出端子之间。积分电容器Ci2可连接在差分放大器DA的非反相输入端子与反相输出端子之间。差分放大器DA可通过非反相输出端子输出具有非反相电压Vcp的信号，可通过反相输出端子输出具有反相电压Vcn的信号。具有非反相电压Vcp的信号和具有反相电压Vcn的信号可作为积分信号INTG(差分信号)，被提供给图7的比较器2140。在该示例实施例中，比较器2140可利用差分比较器来实现。
参照图8和图9来描述在时间“t0”与时间“t1”之间的时间间隔中，在模拟输入路径AIP所执行的操作，开关SW4n和开关SW5p可连接，开关SW4p和开关SW5n可断开连接。因此，差分放大器DA的反相输入端子可连接至感测电容器Cs1的第二端子，差分放大器DA的非反相输入端子可连接至感测电容器Cs2的第二端子。
在时间“t1”与时间“t2”之间的时间间隔中，开关SW4p和开关SW5n可连接，开关SW4n和开关SW5p可断开连接。因此，差分放大器DA的反相输入端子可连接至感测电容器Cs2的第二端子，差分放大器DA的非反相输入端子可连接至感测电容器Cs1的第二端子。
在时间“t2”与时间“t3”之间的时间间隔中，可执行与在时间“t0”与时间“t1”之间的时间间隔中执行的操作相同的操作。在时间“t3”与时间“t4”之间的时间间隔中，可执行与在时间“t1”与时间“t2”之间的时间间隔中执行的操作相同的操作。
根据上述操作，差分放大器DA的反相输入端子和非反相输入端子中的每一个可交替地接收具有电压值Vc的转换信号和具有共模电压Vcom的共模信号。因此，可恰当地生成作为差分信号的积分信号INTG。例如，差分放大器DA的每个信号输入端子可响应于与转换信号的频率(即，发送至电容-电压转换器1271的输入信号的频率)相同的频率依次接收转换信号和共模信号。
将进一步描述在模拟输入路径AIP中执行的功能。为了帮助更好地理解，传递特性将由字母“z”表示。将假设图9的时间“t3”是当前时间点。另外，将假设感测电容器Cs1和感测电容器Cs2具有相同的电容值“Cs”。
根据上述假设，在时间“t3”，差分放大器DA的反相输入端子中的电荷量“Q-”以及差分放大器DA的非反相输入端子中的电荷量“Q+”可分别由下面的等式1和等式2来描述。
[等式1]
Q-|t3＝Vc(1-z-1)Cs
[等式2]
Q+|t3＝Vcom(1-z-1)Cs
因此，在时间“t3”，差分放大器DA的信号输入端子中的电荷量可由下面的等式3来描述。
[等式3]
Q+-Q-|t3＝-(Vc-Vcom)(1-z-1)Cs
同时，在一个采样之前的时间“t2”，反相输入端子中的电荷量“Q-”和非反相输入端子中的电荷量“Q+”可分别由下面的等式4和等式5来描述。
[等式4]
Q-|t2＝-Vc(z-1-z-2)Cs
[等式5]
Q+|t2＝-Vcom(z-1-z-2)Cs
因此，在时间“t2”，差分放大器DA的信号输入端子中的电荷量可由下面的等式6来描述。
[等式6]
Q+-Q-|t2＝(Vc-Vcom)(z-1-z-2)Cs
参照等式3和等式6，从时间“t2”至时间“t3”生成的总电荷量“Qtot”可由下面的等式7描述。
[等式7]
Qtot
＝(Q+-Q-|t2)+(Q+-Q-|t3)
＝-(Vc-Vcom)(1-2z-1+z-2)Cs
参照等式7中的项“1-2z-1+z-2”，可理解模拟输入路径AIP具有二阶相关双采样(CDS)特性。因此，可在模拟输入路径AIP中执行图7的噪声滤波器2110的功能。另外，可通过差分放大器DA的信号输入端子来执行图7的减法器2120的功能。此外，可由差分放大器DA以及积分电容器Ci1和积分电容器Ci2来执行图7的积分器2130的功能。
图8中所示的配置和图9中所描述的操作仅被提供以帮助更好地理解本公开，而非意在限制本公开。在一些其它示例实施例中，可实现其它配置和其它操作。例如，可采用单端信号系统代替差分信号系统。本公开的实施例可不同地修改或改变。
图10是示出图4的模数转换器的输入与图7的积分器的输出之间的关系的曲线图。
在图10所示的曲线图中，水平轴标示模数转换器2000的输入电压的幅度(即，转换信号的电压值Vc)。如上所述，转换信号的电压值Vc可在最大输入电压值Vimax与最小输入电压值Vimin之间摆动。
在图10所示的曲线图中，垂直轴标示积分器2130的输出电压的幅度。积分器2130可基于具有摆动的电压值Vc的转换信号，来输出具有包括在由电压值Vo1和电压值Vo2限定的电压间隔中的电压值的信号。如上所述，从积分器2130输出的残差分量信号RC可被提供给图4的第二模数转换器2300。
在一些示例实施例中，图8的模拟输入路径AIP可具有小增益特性。例如，考虑到诸如噪声的影响、信号处理的效率、功耗等的系统设计方面，模拟输入路径AIP可被实现为具有小增益。
在一些示例实施例中，第二模数转换器2300可被设计为将具有最大转换电压值Vcmax与最小转换电压值Vcmin之间的电压值的信号进行数字化。然而，当模拟输入路径AIP具有小增益特性时，在包括积分器2130的输出电压的电压值的电压间隔(即，由电压值Vo1和电压值Vo2限定的电压间隔)与最大转换电压值Vcmax(或最小转换电压值Vcmin)之间可能出现“电压裕度”VM(voltage margin)。
当出现电压裕度VM时，第二模数转换器2300可不执行与电压裕度VM对应的模数转换操作。在这种情况下，在通过第二模数转换器2300计算的低位Bl中可能出现错误。
为了防止发生这种错误，在一个示例实施例中，控制器可被实现为控制积分器2130的输出电压。将参照图11和图12来描述这样的示例实施例。在另一示例实施例中，可生成用于补偿错误的“附加位”。将参照图13来描述这样的示例实施例。
图11是示出用于调节图7的积分器的输出的放大和偏移控制器的连接的框图。图12是示出图4的模数转换器的输入与图11的放大和偏移控制器的输出之间的关系的曲线图。
参照图11，模数转换器2000可包括放大和偏移控制器2299。放大和偏移控制器2299可连接在积分器2130与第二模数转换器2300之间。放大和偏移控制器2299可从积分器2130接收残差分量信号RC。
放大和偏移控制器2299可调节残差分量信号RC的幅度。例如，参照图12，放大和偏移控制器2299可调节残差分量信号RC的幅度，使得从积分器2130输出的残差分量信号RC具有最大转换电压值Vcmax与最小转换电压值Vcmin之间的电压值。放大和偏移控制器2299可将具有调节了幅度的残差分量信号RC提供给第二模数转换器2300。
如图12所示，当残差分量信号RC的幅度被调节时，不会出现图10所示的电压裕度VM。因此，在由第二模数转换器2300计算的低位Bl中不会出现错误。
然而，在一些情况下，当积分器2130的输出中存在偏移或者第二模数转换器2300的输入中出现偏移时，残差分量信号RC的一部分可具有大于最大转换电压值Vcmax或小于最小转换电压值Vcmin的电压值。在这种情况下，可能由于电压值在由最大转换电压值Vcmax和最小转换电压值Vcmin限定的电压间隔之外的信号而导致错误。
为了防止错误，放大和偏移控制器2299可调节残差分量信号RC的偏移。放大和偏移控制器2299可补偿积分器2130的输出的偏移或者第二模数转换器2300的输入的偏移，从而防止错误发生。第二模数转换器2300可基于由放大和偏移控制器2299调节的残差分量信号RC来执行模数转换。
图13是描述通过从图4的第二模数转换器生成的附加位来生成数字值的处理的示意图。
如上所述，在一个感测时间段的第一时间段期间，第一模数转换器2100可基于具有电压值Vc的转换信号，来计算数字值DV的高位Bu。第一模数转换器2100可在计算高位Bu时生成残差分量。例如，高位Bu可包括m位。
另外，第二模数转换器2300可接收与第一模数转换器2100所生成的残差分量对应的残差分量信号RC。在一个感测时间段的第二时间段期间，第二模数转换器2300可基于残差分量信号RC来计算数字值DV的低位Bl。
与参照图6描述的示例实施例相比，根据图13所示的示例实施例的低位Bl可包括(n+1)位。在该示例实施例中，低位Bl还可包括“附加位”Bl[0]以及n位(即，Bl[1]至Bl[n])。为了计算n位的位(即，(n+1)位)，第二模数转换器2300可被设计为具有高转换能力。
附加位Bl[0]可被计算以补偿由于第一模数转换器2100(更具体地讲，图8所示的模拟输入路径AIP)的小增益特性而导致的错误。例如，在数字值DV中，附加位Bl[0]可与高位Bu的一部分(例如，高位Bu中的最低有效位Bu[m])重叠。
如参照图10所述，当模拟输入路径AIP具有小增益特性时，可能由于电压裕度VM而发生模数转换错误。这是因为第二模数转换器2300可能不支持与电压裕度VM对应的模数转换。然而，当第二模数转换器2300执行模数转换以进一步生成附加位Bl[0]时，附加位Bl[0]可被用于补偿与电压裕度VM对应的值。
结果，当采用附加位Bl[0]时，可防止由于电压裕度VM而导致的错误。此外，当采用附加位Bl[0]时，即使出现电压裕度VM，转换也会是可接受的。因此，诸如图11的放大和偏移控制器2299的附加组件可被省略。
在图13中，已经描述了示例实施例，使得一个附加位Bl[0]被进一步生成。然而，附加位的数量可基于诸如电压裕度VM的量、所需精度、电路或装置的设计等各种因素来修改或改变。在一些示例实施例中，低位Bl可包括两个或更多个附加位。
高位Bu和包括附加位Bl[0]的低位Bl可被提供给组合逻辑电路2500。组合逻辑电路2500可对高位Bu和包括附加位Bl[0]的低位Bl执行任何恰当的算术运算和/或逻辑运算。组合逻辑电路2500可将高位Bu和包括附加位Bl[0]的低位Bl组合以生成数字值DV。
例如，组合逻辑电路2500可通过逻辑或运算的方法，将高位Bu[m]中的与附加位Bl[0]重叠的至少一位与附加位Bl[0]组合。因此，可生成包括(m+n)位的数字值DV。可通过第一模数转换器2100和第二模数转换器2300来生成(m+n+1)位，但是数字值DV可包括少于(m+n+1)位的(m+n)位。当生成一个或更多个附加位时，数字值DV可包括数量少于由第一模数转换器2100和第二模数转换器2300所生成的位的位。
图14是示出采用根据示例实施例的触摸处理器电路和触摸屏系统的各种类型的电子装置的示意图。
在没有模拟累加器的情况下，根据示例实施例的触摸处理器电路1200(参照图1至图3)可直接将电容-电压转换器1271的输出数字化。另外，触摸处理器电路1200可执行两步式模数转换。
根据示例实施例的触摸处理器电路1200以及包括其的触摸屏系统1000可被各种类型的电子装置所采用。例如，触摸屏系统1000可被包括在使用触摸传感器的任何类型的电子装置中，例如智能电话3100、平板计算机3200、笔记本计算机3300、可穿戴装置3400、指纹传感器3500、便携式媒体播放器(PMP)3600、电子书3700、导航装置3800等。
当电子装置采用根据本公开的示例实施例的触摸处理器电路1200或触摸屏系统1000时，触摸处理器电路1200所占据的面积可减小，并且触摸处理器电路1200可消耗少量电力。结果，电子装置可被有效地实现并且有效地操作。
图15是示出包括根据示例实施例的触摸处理器电路及其接口的电子系统的框图。可通过能够使用或支持移动产业处理器接口(MIPI)联盟所提出的接口的数据处理装置来实现电子系统4000。例如，电子系统4000可被实现于电子装置中，诸如，便携式通信终端、个人数字助理(PDA)、PMP、智能电话、可穿戴装置等。
电子系统4000可包括应用处理器4100、显示器4220、触摸传感器4222、触摸处理器电路4227和图像传感器4230。应用处理器4100可包括主DigRF4110、显示器串行接口(DSI)主机4120、相机串行接口(CSI)主机4130和物理层4140。
DSI主机4120可按照DSI与显示器4220的DSI装置4225通信。例如，光学串行化器SER可被实现于DSI主机4120中，光学解串器DES可被实现于DSI装置4225中。
类似于图1和图2的触摸传感器1100，触摸传感器4222可用于感测对象的接触或接近。触摸传感器4222可包括具有电容值响应于对象的接触或接近而变化的电容组件的电容传感器。例如，触摸传感器4222可被制造成透明的，并且可被设置在显示器4220上。
触摸处理器电路4227可基于参照图1至图14描述的示例实施例来实现。触摸处理器电路4227可将由触摸传感器4222生成的信号转换为数字值，并且可将数字值提供给应用处理器4100。应用处理器4100可基于数字值来计算发生接触或接近的位置和/或发生接触或接近时的持续时间。应用处理器4100可基于计算结果执行并且处理各种操作，以向用户提供服务。
触摸处理器电路4227可在没有模拟累加器的情况下直接将电容-电压转换器1271(参照图3)的输出数字化。此外，触摸处理器电路4227可执行两步式模数转换。根据示例实施例，触摸处理器电路4227所占据的面积可减小，并且触摸处理器电路4227可消耗少量的电力。结果，电子系统4000可被有效地实现并且可有效地操作。
CSI主机4130可按照CSI与图像传感器4230的CSI装置4235通信。例如，光学解串器DES可被实现于CSI主机4130中，光学串行化器SER可被实现于CSI装置4235中。
电子系统4000还可包括用于与应用处理器4100通信的射频(RF)芯片4240。RF芯片4240可包括物理层4242、从DigRF 4244和天线4246。例如，RF芯片4240的物理层4242和应用处理器4100的物理层4140可按照MIPI联盟所提出的DigRF接口来彼此交换数据。
电子系统4000还可包括工作存储器4250和嵌入式/卡存储器4255。工作存储器4250和嵌入式/卡存储器4255可存储从应用处理器4100接收的数据。此外，工作存储器4250和嵌入式/卡存储器4255可将存储在其中的数据提供给应用处理器4100。
工作存储器4250可临时存储由应用处理器4100处理的或者将由应用处理器4100处理的数据。工作存储器4250可包括易失性存储器(诸如，静态随机存取存储器(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)等)和/或非易失性存储器(诸如，闪存、相变RAM(PRAM)、磁阻RAM(MRAM)、电阻式RAM(ReRAM)、铁电RAM(FRAM)等)。嵌入式/卡存储器4255可存储数据而与供电无关。
电子系统4000可通过诸如全球微波互联接入(WiMax)4260、无线局域网(WLAN)4262、超宽带(UWB)4264等通信模块来与外部系统通信。电子系统4000还可包括用于处理语音信息的扬声器4270和麦克风4275。电子系统4000还可包括用于处理位置信息的全球定位系统(GPS)装置4280。电子系统4000还可包括用于管理与外围装置的连接的桥芯片4290。
根据本公开的示例实施例的电路、芯片和装置可通过各种类型的半导体封装来封装。例如，可利用封装件上封装(PoP)、球栅阵列(BGA)、芯片级封装(CSP)、带引线的塑料芯片载体(PLCC)、塑料双列直插封装(PDIP)、窝伏尔封装件中芯片(Die in Waffle Pack)、芯片形式中的芯片(Die in Wafer Form)、板上芯片(COB)、陶瓷双列直插封装(CERDIP)、塑料公制四方扁平封装(MQFP)、薄四方扁平封装(TQFP)、小外形集成电路(SOIC)、缩小型小外形封装(SSOP)、薄小外形封装(TSOP)、封装件中系统(SIP)、多芯片封装(MCP)、芯片级制造封装(WFP)、芯片级处理堆叠封装(WSP)等中的至少一个来封装根据示例实施例的电路、芯片和装置。
根据本公开的示例实施例，处理响应于触摸传感器的感测而生成的信号的触摸处理器电路可不包括模拟累加器，例如，由触摸或接近传感器生成的信号可被直接输入至转换器。因此，触摸处理器电路所占据的面积可显著减小，并且由触摸处理器电路所消耗的电量可极大地减少。结果，采用根据示例实施例的触摸处理器电路的触摸屏系统可被有效地实现并且可有效地操作。
各个示意图中所示的配置仅将从概念的角度来理解。为了帮助更好地理解本公开，各个概念图中所示的各个组件的形式、结构、尺寸等已被夸大或缩小。实际实现的配置可能具有与每个概念图中所示的物理形状不同的物理形状。每个概念图并不意在限制组件的物理形状或尺寸。
各个框图中所示的装置配置被提供以帮助更好地理解本公开。各个方框可根据功能由较小的方框形成。可选地，多个方框可根据功能形成更大的方框。即，本公开的精神或范围不限于框图所示的配置。
因此，在不脱离本公开的范围或精神的情况下修改或更改的技术构思被包括在下面的权利要求的范围中。本公开的范围不限于上述示例实施例。
在此已公开了示例实施例，尽管采用了特定术语，但是仅以一般性和描述性意义来使用或者解释特定术语，而非为了限制的目的。在一些实例中，对于本领域普通技术人员而言将显而易见的是，在提交本申请时，除非另外具体地指示，否则结合具体实施例描述的特征、特性和/或元件可单独地使用或者与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合地使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离下面的权利要求中所阐述的本发明的精神和范围的情况下，可进行各种形式和细节上的改变。

Claims (20)

1.一种触摸处理器电路，包括：
电容-电压转换器，用于将输入信号转换为转换信号，输入信号从触摸传感器被发送，转换信号与触摸传感器的电容对应；以及
模数转换器，用于将从电容-电压转换器发送的转换信号进行数字化以生成数字值，
其中，模数转换器包括：
第一转换器，用于在第一时间段期间基于转换信号来计算数字值的高位；
第二转换器，用于在第二时间段期间基于残差分量信号来计算数字值的低位，残差分量信号从第一转换器被发送，第二时间段不与第一时间段重叠；和
组合逻辑电路，用于将高位和低位组合，从而生成数字值。
2.根据权利要求1所述的触摸处理器电路，其中，转换信号具有根据电容的变化而变化的电压值。
3.根据权利要求1所述的触摸处理器电路，其中，高位的数量和低位的数量至少根据第一转换器的转换能力和第二转换器的转换能力来分别确定。
4.根据权利要求1所述的触摸处理器电路，其中，高位不与低位重叠，其中，模数转换器还包括用于调节残差分量信号的幅度和偏移的放大和偏移控制器，
其中，第二转换器用于基于由放大和偏移控制器调节的残差分量信号来计算低位。
5.根据权利要求1所述的触摸处理器电路，其中，低位还包括用于补偿由于第一转换器的小增益特性而导致的错误的附加位。
6.根据权利要求5所述的触摸处理器电路，其中，附加位在数字值中，位于与高位的一部分重叠的位位置，
其中，组合逻辑电路用于将高位和包括附加位的低位组合，从而生成数字值。
7.根据权利要求1所述的触摸处理器电路，还包括：
开关电路，用于控制电容-电压转换器与模数转换器之间的连接，
其中，开关电路用于，
在第一时间段期间将电容-电压转换器连接至模数转换器，使得转换信号被发送至第一转换器；并且
在第二时间段期间将电容-电压转换器与模数转换器断开连接，使得转换信号不被发送至第一转换器。
8.根据权利要求1所述的触摸处理器电路，其中，第一转换器包括西伽马-德尔塔模数转换电路。
9.根据权利要求8所述的触摸处理器电路，其中，第一转换器包括：
噪声滤波器，用于对转换信号的低频分量进行滤波；
减法器，用于从低频分量被滤波的转换信号减去反馈信号，从而生成减法信号；
积分器，用于对减法信号执行积分操作，从而生成积分信号；
比较器，用于将参考信号与积分信号进行比较，从而生成比较信号；
数模转换器，用于将比较信号转换为模拟信号，从而生成反馈信号；以及
计数器，被配置为基于比较信号来生成高位。
10.根据权利要求9所述的触摸处理器电路，其中，积分器还用于输出用于第二转换器的残差分量信号。
11.根据权利要求9所述的触摸处理器电路，其中，第一转换器包括差分放大器，并且
其中，差分放大器的每个信号输入端子响应于具有与输入信号的频率相同的频率的时钟信号，交替地接收转换信号和共模信号。
12.根据权利要求1所述的触摸处理器电路，其中，第二转换器包括循环模数转换电路。
13.一种触摸屏系统，该触摸屏系统包括：
触摸传感器，包括具有电容组件的感测阵列；
电容-电压转换器，用于将输入信号转换为转换信号，输入信号从触摸传感器被发送，转换信号与电容组件的电容值对应；以及
模数转换器，用于，
在第一时间段期间通过第一模数转换操作，来计算与转换信号对应的数字值的高位；
在第二时间段期间通过第二模数转换操作，来计算数字值的低位，第二模数转换操作与第一模数转换操作分离，第二时间段不与第一时间段重叠；并且
将高位和低位组合，从而生成数字值，
其中，模数转换器在第一时间段期间接收转换信号，在第二时间段期间不接收转换信号。
14.根据权利要求13所述的触摸屏系统，其中，第一模数转换操作响应于具有与输入信号的频率相同的频率的第一时钟信号而被执行。
15.根据权利要求14所述的触摸屏系统，其中，第二模数转换操作响应于具有比输入信号的频率高的频率的第二时钟信号而被执行。
16.一种用于生成从包括模数转换器的装置的输入信号转换的转换信号的数字值的模数转换器，所述模数转换器包括：
第一转换器，用于在第一时间段期间基于转换信号来计算数字值的高位；
第二转换器，用于在第二时间段期间基于残差分量信号计算数字值的低位，残差分量信号从第一转换器被发送，第二时间段不与第一时间段重叠；和
组合逻辑电路，用于将高位和低位组合，从而生成数字值。
17.根据权利要求16所述的模数转换器，其中，第一转换器响应于第一时钟信号而操作，第二转换器响应于频率高于第一时钟信号的第二时钟信号而操作。
18.根据权利要求17所述的模数转换器，其中，第一时钟信号的频率等于输入信号的频率。
19.根据权利要求16所述的模数转换器，其中，低位还包括与高位中的至少一位重叠的附加位。
20.根据权利要求16所述的模数转换器，其中，第一转换器直接接收转换信号。
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