CN106330137A - 有效的高压方波发生器 - Google Patents

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Abstract

本公开总体上提供了用于基于输入信号来生成放大的方波信号的系统、有源输入设备和方法。该方法包括基于输入信号来生成脉冲信号，以及基于脉冲信号来驱动切换信号以控制第一开关。使用基于放大的方波信号生成的控制信号来自适应地控制脉冲信号的脉冲宽度。第一开关的输出端子与第二开关耦合，并且切换信号控制进入到第二开关内的电流。该方法还包括驱动输入信号来控制与第二开关耦合的第三开关。基于切换信号和输入信号在第二输出端子处生成放大的方波信号。

Description

有效的高压方波发生器
技术领域
本公开的实施例总体上涉及电子设备。
背景技术
包括接近传感器设备（通常也被称为触摸板或触摸传感器设备）的输入设备被广泛用在各种各样的电子系统中。接近传感器设备典型地包括常常通过表面划界的感测区，接近传感器设备在该感测区中确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器设备可以被用来为电子系统提供界面。例如，接近传感器设备常常被用作较大计算系统（诸如集成在笔记本或桌上型计算机中的或者作为笔记本或桌上型计算机外设的不透明触摸板）的输入设备。接近传感器设备还常常在较小的计算系统（诸如集成在蜂窝电话中的触摸屏）中使用。
发明内容
在此描述的一个实施例包括用于基于输入信号来生成放大的方波信号的系统。该系统包括：宽度可变脉冲发生器，其被配置成基于输入信号来生成具有脉冲宽度的脉冲信号；以及反馈模块，其被配置成基于放大的方波信号来生成控制信号，脉冲信号的脉冲宽度基于该控制信号。该系统还包括：具有第一控制端子和第一输出端子的第一开关；具有第二控制端子和第二输出端子的第二开关，第二输出端子与第一开关的第一控制端子耦合，其中该第二开关被配置成在第二控制端子处接收基于脉冲信号的第一切换信号。该系统还包括具有第三控制端子和第三输出端子的第三开关，第三输出端子与第一开关的第一输出端子耦合，其中该第三开关被配置成在第三控制端子处接收第二切换信号。响应于被提供给第二和第三开关的第一和第二切换信号，在第一开关的第一输出端子处生成放大的方波信号。
在此描述的另一实施例包括有源输入设备，其包括：控制器，其被配置成生成未放大的输入信号；以及升压布置：其与该控制器耦合且被配置成基于输入信号来生成放大的方波信号。该升压布置包括：宽度可变脉冲发生器，其被配置成基于输入信号来生成具有脉冲宽度的脉冲信号；以及反馈模块，其被配置成基于放大的方波信号来生成控制信号，脉冲信号的脉冲宽度基于该控制信号。该升压布置还包括：具有第一控制端子和第一输出端子的第一开关，以及具有第二控制端子和第二输出端子的第二开关，第二输出端子与第一开关的第一控制端子耦合，其中该第二开关被配置成基于该脉冲信号在第二控制端子处接收第一切换信号。升压布置还包括具有第三控制端子和第三输出端子的第三开关，第三输出端子与第一开关的第一输出端子耦合，其中该第三开关被配置成在第三控制端子处接收第二切换信号。响应于被提供给第二和第三开关的第一和第二切换信号，在第一开关的第一输出端子处生成放大的方波信号。
在此描述的另一实施例包括基于输入信号来生成放大的方波信号的方法。该方法包括：基于输入信号来生成具有脉冲宽度的脉冲信号，以及将基于脉冲信号的切换信号驱动到第一开关的第一控制端子上。第一开关的第一输出端子与具有第二控制端子和第二输出端子的第二开关耦合，并且基于切换信号来控制进入到第二开关内的电流。该方法还包括将输入信号驱动到第三开关的第三控制端子上。第三开关的第三输出端子被连接到第二开关的第二输出端子，并且基于切换信号和输入信号在第二输出端子处生成放大的方波信号。该方法还包括基于放大的方波信号来生成控制信号，其中脉冲信号的脉冲宽度基于控制信号。
附图说明
为了本公开的以上记载的特征可以被详细地理解所用的方式，可以通过参考实施例来得到以上简要地概述的本公开的更具体的描述，所述实施例中的一些实施例示意在附图中。然而，要注意的是，附图仅示意本公开的示例性实施例，并且因此将不被视为限制其范围，因为本公开可以容许其他同样有效的实施例。
图1是根据在此描述的实施例的示例性输入设备的框图。
图2是根据在此描述的实施例的与传感器电极和显示电极耦合的处理系统的框图。
图3示意了根据在此描述的实施例的示例性有源输入设备。
图4示意了根据在此描述的实施例的用于有源输入设备的升压布置。
图5示意了根据在此描述的实施例的升压布置的示例性实施方式。
图6示意了根据在此描述的实施例的升压布置的示例性操作。
图7示意了根据在此描述的实施例的升压布置的示例性实施方式。
图8示意了根据在此描述的实施例的升压布置的示例性操作。
图9示意了根据在此描述的实施例的升压布置的示例性实施方式。
图10示意了根据在此描述的实施例的升压布置的示例性操作。
图11示意了根据在此描述的实施例的斜坡发生器模块的若干实施方式。
图12示意了根据在此描述的实施例的反馈模块的若干实施方式。
图13示意了根据在此描述的实施例的基于输入信号来生成放大的方波信号的方法。
为了便于理解，已经在可能的情况下使用了相同的附图标记来标明为附图所共有的相同的元件。要预期到的是，在没有特定记载的情况下在一个实施例中公开的元件可以被有益地用在其他实施例上。在此引用的附图不应当被理解为按照比例绘制，除非特别说明。此外，为了呈现和解释的清楚性，附图通常被简化并且细节或组件被省略。附图和讨论用于解释以下所讨论的原理，其中相似的标记表示相似的元件。
具体实施方式
下面的详细描述本质上仅是示例性的，并且不意图限制本公开或其应用和使用。此外，不意图受前述技术领域、背景技术、发明内容或者下面的具体实施方式中所给出的任何明示或暗示理论的限制。
本公开的实施例包括基于输入信号来生成放大的方波信号的系统、有源输入设备、以及方法。该系统可以被实施为升压布置，其从有源输入设备的控制器接收未放大的输入信号并且生成适合于从有源输入设备传输的放大的方波信号。可以在输入设备的感测区（诸如触摸屏或其他感测设备）处接收放大的方波信号。能够在不使用独立振荡器的情况下来进行以升压布置生成放大的方波信号，当与基于振荡器的设计相比时其提供显著减小的功率消耗。该系统还能够横跨输入信号电压变化、不同部件以及变化的负载为放大的方波信号保持期望的峰值到峰值电压。该系统通常还允许在满足用以为输入设备提供适当输入的放大的方波信号的占空比需求的同时使用较小的部件（例如较小的电感器）。
现转向图，图1是根据本公开的实施例的示例性输入设备100的框图。输入设备100可以被配置成向电子系统（未示出）提供输入。如在该文档中所使用的，术语“电子系统”（或者“电子设备”）大体上泛指能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的一些非限制性示例包括所有尺寸和形状的个人计算机，诸如桌上型计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器以及个人数字助理（PDA）。电子系统的额外示例包括组合的输入设备，诸如包括输入设备100和独立操纵杆或按键开关的物理键盘。电子系统的其他示例包括诸如数据输入设备（包括远程控制器和鼠标）和数据输出设备（包括显示屏和打印机）之类的外围设备。其他示例包括远程终端、信息亭、和视频游戏机（例如视频游戏控制台、便携式游戏设备等等）。其他示例包括通信设备（包括蜂窝式电话，诸如智能电话），以及媒体设备（包括录音机，编辑器和诸如电视、机顶盒、音乐播放器、数字照片相框和数字照相机之类的播放器）。另外，电子系统可以是输入设备的主机或从机。
输入设备100可以被实施为电子系统的物理部分，或者可以与电子系统物理地分开。视情况而定，输入设备100可以使用以下各项中的任何一个或多个来与电子系统的多个部分通信：总线、网络、和其他有线或无线互连。示例包括I2C、SPI、PS/2、通用串行总线（USB）、蓝牙、RF和IrDA。
在图1中，输入设备100被示为接近传感器设备（常常也被称为“触摸板”或“触摸传感器设备”），其被配置成感测由一个或多个输入对象140在感测区120中提供的输入。示例输入对象包括手指和触控笔，如图1中所示。
感测区120包围输入设备100上方、周围、之内和/或附近的任何空间，在其中输入设备100能够检测用户输入（例如由一个或多个输入对象140提供的用户输入）。特定感测区的尺寸、形状和位置可能随着不同实施例变化很大。在一些实施例中，感测区120在一个或多个方向上从输入设备100的表面延伸到空间中直到信噪比阻碍足够准确的对象检测为止。在各种实施例中，该感测区120在特定方向上延伸的距离可能是小于一毫米、几毫米、几厘米或更多的量级，并且可能随着所使用的感测技术的类型和期望的准确度而显著变化。因此，一些实施例感测下面这样的输入：其包括不与输入设备100的任何表面的接触、与输入设备100的输入表面（例如触摸表面）的接触、与利用一定量的所施加的力或压力而耦合的输入设备100的输入表面的接触、和/或其组合。在各种实施例中，输入表面可能由其中存在传感器电极的壳的表面、在传感器电极上应用的面板或任何壳来提供等。在一些实施例中，感测区120在被投影到输入设备100的输入表面上时具有矩形形状。
输入设备100可以利用传感器组件和感测技术的任何组合来检测感测区120中的用户输入。输入设备100包括用于检测用户输入的一个或多个感测元件。作为若干个非限制性示例，输入设备100可以使用电容性、弹性、电阻性、电感性、磁性、声学、超声和/或光学技术。
一些实施方式被配置成提供跨越一维、二维、三维或更高维空间的图像。一些实施方式被配置成提供输入沿着特定轴线或平面的投影。
在输入设备100的一些电阻性实施方式中，通过一个或多个间隔件元件将柔性且导电的第一层与导电的第二层分开。在操作期间，产生横跨多层的一个或多个电压梯度。按压柔性第一层可能使其足够偏斜以在各层之间产生电性接触，从而产生反映各层之间的接触的（一个或多个）点的电压输出。这些电压输出可被用来确定位置信息。
在输入设备100的一些电感性实施方式中，一个或多个感测元件拾取谐振线圈或线圈对所感应的环路电流。电流的幅度、相位和频率的一些组合然后可被用来确定位置信息。
在输入设备100的一些电容性实施方式中，施加电压或电流以产生电场。附近的输入对象引起电场的变化，并且产生可以被检测为电压、电流或等等的变化的可检测到的电容耦合的变化。
一些电容性实施方式利用电容感测元件的阵列或者其他规则或不规则模式来产生电场。在一些电容性实施方式中，独立的感测元件可被一起欧姆短路以形成较大的传感器电极。一些电容性实施方式利用电阻薄膜，其可以是均匀电阻性的。
一些电容性实施方式利用基于传感器电极和输入对象之间的电容耦合的变化的“自电容”（或“绝对电容”）感测方法。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极附近的电场，由此改变测得的电容耦合。在一种实施方式中，绝对电容感测方法通过关于基准电压（例如系统接地）调制传感器电极，以及通过检测传感器电极和输入对象之间的电容耦合来操作。
一些电容性实施方式利用基于各传感器电极之间的电容耦合的变化的“互电容”（或“跨越电容”）感测方法。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象改变各传感器电极之间的电场，由此改变测得的电容耦合。在一种实施方式中，跨越电容感测方法通过检测一个或多个发射器传感器电极（也称为“发射器电极”或“发射器”）和一个或多个接收器传感器电极（也称为“接收器电极”或“接收器”）之间的电容耦合来操作。可以相对于基准电压（例如系统接地）来调制发射器传感器电极以发射发射器信号。接收器传感器电极可以保持相对于基准电压基本上不变以促进对所产生的信号的接收。所产生的信号可以包括对应于一个或多个发射器信号、和/或环境干扰（例如其他电磁信号）的一个或多个来源的（一个或多个）作用。传感器电极可以是专用发射器或接收器，或者可以被配置成既发射又接收。
在图1中，处理系统110被示出为输入设备100的一部分。处理系统110被配置成操作输入设备100的硬件以检测感测区120中的输入。处理系统110包括一个或多个集成电路（IC）和/或其他电路部件的部分或所有。例如，用于互电容传感器设备的处理系统可以包括被配置成利用发射器传感器电极发射信号的发射器电路，和/或被配置成利用接收器传感器电极接收信号的接收器电路。在一些实施例中，处理系统110还包括电子可读指令，诸如固件代码、软件代码和/或诸如此类的。在一些实施例中，组成处理系统110的部件被设置在一起，诸如在输入设备100的（一个或多个）感测元件附近。在其他实施例中，处理系统110的部件与靠近输入设备100的（一个或多个）感测元件的一个或多个部件、以及别处的一个或多个部件物理上分开。例如，输入设备100可以是耦合到台式计算机的外围设备，并且处理系统110可以包括被配置成在台式计算机的中央处理单元以及与该中央处理单元分开的一个或多个IC（可能会具有相关联的固件）上运行的软件。作为另一示例，输入设备100可以物理地集成在电话中，并且处理系统110可以包括作为电话的主处理器的部分的电路和固件。在一些实施例中，处理系统110专用于实施输入设备100。在其他实施例中，处理系统110还执行其他功能，诸如操作显示屏，驱动触觉致动器等等。
处理系统110可以被实施为操控处理系统110的不同功能的一组模块。每个模块可以包括电路、固件、软件或其组合，其中，该电路是处理系统110的一部分。在各种实施例中，可以使用模块的不同组合。示例模块包括用于操作诸如传感器电极和显示屏之类的硬件的硬件操作模块、用于处理诸如传感器信号和位置信息之类的数据的数据处理模块、以及用于报告信息的报告模块。其他示例模块包括被配置成操作（一个或多个）感测元件以检测输入的传感器操作模块、被配置成识别诸如模式改变手势之类的手势的识别模块、以及用于改变操作模式的模式改变模块。
在一些实施例中，处理系统110直接通过引起一个或多个动作来响应于感测区120中的用户输入（或用户输入的缺失）。示例动作包括改变操作模式，以及诸如光标移动、选择、菜单导航和其他功能的GUI动作。在一些实施例中，处理系统110向电子系统的一些部分（例如向电子系统的与处理系统110分开的中央处理系统，如果这样的独立中央处理系统存在的话）提供关于输入（或输入的缺失）的信息。在一些实施例中，电子系统的一些部件处理从处理系统110接收到的信息以作用于用户输入，诸如促进全方位的动作，包括模式改变动作和GUI动作。
例如，在一些实施例中，处理系统110操作输入设备100的（一个或多个）感测元件以产生指示感测区120中的输入（或输入的缺失）的电信号。处理系统110可以在产生提供给电子系统的信息的过程中对电信号执行任何适当数量的处理。例如，处理系统110可以对从传感器电极获得的模拟电信号进行数字化。作为另一示例，处理系统110可以执行滤波或其他信号调节。作为又一示例，处理系统110可以去掉或以另外计及基线，使得信息反映电信号和基线之间的差别。作为再一示例，处理系统110可以确定位置信息、将输入识别为命令、识别手写等等。
如在这里使用的“位置信息”广泛地包括绝对位置、相对位置、速度、加速度和其他类型的空间信息。示例性“零维”位置信息包括近/远或者接触/没有接触信息。示例性“一维”位置信息包括沿着轴线的位置。示例性“二维”位置信息包括平面中的运动。示例性“三维”位置信息包括空间中的瞬时或平均速度。其他示例包括空间信息的其他表示。关于一种或多种类型的位置信息的历史数据也可以被确定和/或存储，例如包括随着时间追踪位置、运动或瞬时速度的历史数据。
在一些实施例中，利用通过处理系统110或通过一些其他处理系统操作的额外输入部件来实施输入设备100。这些额外输入部件可以提供用于感测区120中的输入的冗余功能或一些其他功能。图1示出感测区120附近可以被用来便于使用输入设备100选择条目的按钮130。其他类型的额外输入部件包括滑动条、滚珠、轮盘、开关等等。反过来，在一些实施例中，可以在没有其他输入部件的情况下实施输入设备100。
在一些实施例中，输入设备100包括触摸屏接口，并且感测区120覆盖显示屏的有效面积的至少一部分。例如，输入设备100可以包括覆盖显示屏的基本上透明的传感器电极并且为相关联的电子系统提供触摸屏接口。显示屏可以是能够向用户显示视觉界面的任何类型的动态显示器，并且可以包括任何类型的发光二极管（LED）、有机LED（OLED）、阴极射线管（CRT）、液晶显示器（LCD）、等离子体、电致发光（EL）、或其他显示技术。输入设备100和显示屏可以共享物理元件。例如，一些实施例可以利用一些用于显示和感测的相同电子部件。作为另一示例，显示屏可以部分或整体地由处理系统110来操作。
应该理解，尽管在功能完备的装置的背景中描述了本公开的许多实施例，但是本公开的各机构能够被分配为各种形式的程序产品（例如软件）。例如，本公开的各机构可以被实施并分配为能够被电子处理器读取的信息承载介质（例如能够被处理系统110读取的非瞬时计算机可读和/或可记录/可写信息承载介质）上的软件程序。另外，本公开的实施例等同地适用，不管被用来实施该分配的特定类型的介质是什么。非瞬时电子可读介质的示例包括各种盘、记忆棒、存储卡、存储模块等等。电子可读介质可以基于闪存、光、磁、全息或任何其他存储技术。
图2是根据本公开的实施例的耦合到传感器电极215和显示电极220的处理系统110 的框图。具体来说，图2示意了处理系统110耦合到感测区120中的电极的系统200。处理系统110包括传感器模块205和显示驱动器模块210。如上文所述，每个模块可以包括电路、固件、软件或其组合，其中，该电路是处理系统110的一部分。传感器模块205被耦合到传感器电极215并且被用来通过将电容感测信号驱动到传感器电极215上且测量由电容感测信号引起的作用（例如电荷、电流、电压等等的变化）来执行电容感测。
在一个实施例中，来自多个电容像素的一组测量形成表示电容像素处的电容耦合的“电容图像”（也叫“电容帧”）。可以在多个时间段内获取多个电容图像，并且它们之间的差被用来导出关于感测区120中的输入的信息。例如，在连续的时间段内获取的连续电容图像可以被用来跟踪一个或多个输入对象进入感测区120、离开感测区120以及在感测区120之内的（一个或多个）运动。在一个实施例中，传感器模块205使用传感器脉冲串（burst）来测量电容像素并形成电容图像或帧。然而，因为干扰信号可能影响在传感器脉冲串期间获取的测量结果，所以传感器模块205使用在每个电容帧期间的一个或多个干扰脉冲串来执行干扰检测。例如，可以在每个电容帧的开始或结束执行干扰脉冲串。如果传感器模块205检测到干扰信号，则传感器模块205改变传感器脉冲串的频率。
显示驱动器模块210被耦合到用来更新显示器中的显示行的多个显示电极220。在一个实施例中，显示驱动器模块210的操作可以控制传感器模块205何时执行电容感测。例如，一旦接收到已更新的显示数据，显示驱动器模块210就可以暂停传感器模块205所执行的电容感测并使用所接收到的显示数据来更新显示。一旦显示被更新，显示驱动器模块210就可以重新开始电容感测。如此，可以通过显示更新时段使干扰脉冲串与同一电容帧中的各传感器脉冲串的一个或多个分开。
显示驱动器模块210可以与传感器模块205一起被包括或者与传感器模块205分开。在一个实施例中，处理系统包括第一集成控制器，其包括显示驱动器模块210和传感器模块205的至少一部分（即发射器模块和/或接收器模块）。在另一实施例中，处理系统包括第一集成控制器（其包括显示驱动器模块210）和第二集成控制器（其包括传感器模块205）。在又一实施例中，处理系统包括：第一集成控制器，其包括显示驱动器模块210和传感器模块205的第一部分（例如发射器模块和接收器模块中的一个）；以及第二集成控制器，其包括传感器模块205的第二部分（例如发射器和接收器模块中的另一个）。
在一个实施例中，传感器电极215中的一个或多个包括在更新显示中使用的一个或多个显示电极220。也就是说，作为如所示的传感器电极215与显示器电极220分开的代替，共享或共用的电极可以被用来执行电容感测和显示更新两者。在一个或多个实施例中，共用电极可以包括Vcom电极、源极驱动线、栅极线、阳极电极或阴极电极、或者任何其他显示元件中的一个或多个区段。因为共用电极既在执行电容感测时又在更新显示时可被使用，所以在一个实施例中，处理系统110可以在非重叠时间段期间执行电容感测和显示更新。在其他实施例中，处理系统110可以在重叠时间段期间执行电容感测和显示更新。此外，在一些实施例中，在非重叠时间段和重叠时间段的任何组合情况下，电容感测和显示更新可以发生。共用电极可以被安置在一些显示屏（例如共面切换（IPS）或平面至线路切换（PLS）有机发光二极管（OLED））中的透明衬底（玻璃衬底、TFT玻璃或任何其他透明材料）上、在一些显示屏（例如图案化的垂直对齐（PVA）或多域垂直对齐（MVA））的滤色镜玻璃的底部上、在发射层（OLED）上、等等。在这样的实施例中，共用电极还可以被称为“组合电极”，因为它执行多个功能。在各种实施例中，传感器电极215中的每一个都包括一个或多个共用电极。在其他实施例中，至少两个传感器电极215可以共享至少一个共用电极。
在一些实施例中，输入设备100和/或系统200被配置成感测该感测区120附近的一个或多个有源输入设备。如这里所限定的，有源输入设备通过发射能够在输入设备的感测区（例如输入设备100的感测区120）内被检测到的一个或多个电信号或光学信号来提供输入。有源输入设备的一些非限制示例包括供电的笔或触控笔，但是可以使用其他适当形状因数和布置。有源输入设备通常包括电源（诸如电池）和供电电路。
在一个实施例中，系统200包括用于检测从有源输入设备发射的信号的专用电路。例如，系统200可以包括专门被配置成接收所发射的信号的不同类型的传感器电极215、天线、接收器等等。在其他实施例中，已经被包括在系统200中并被配置成执行电容或其他感测的部件还可以被配置成接收所发射的信号。处理系统110可以控制传感器电极215和/或其他部件的操作以便适当地区分从有源输入设备接收的输入和电容感测输入。例如，处理系统可以在用于执行电容感测的第一输入模式中以及在用于从有源输入设备接收输入的第二输入模式中操作传感器电极215。在另一示例中，处理系统可以使用时间和/或频率分离来区分电容感测输入和有源输入设备所提供的输入。
图3示意了根据在此所描述的实施例的示例性有源输入设备。如所示的那样，有源输入设备300（其是输入对象140的一个示例）被安置在感测区120附近。有源输入设备300被描绘为有源笔，其包括安置在外壳305之内的各种电路元件。外壳305本身可以包括一个或多个不同的部分，诸如与其连接或形成的圆柱体315和笔尖端310。
有源输入设备300生成并发射能够被安置在感测区120（诸如传感器电极215）附近的感测元件检测到的输入信号。有源输入设备300所发射的信号可以被耦合到感测元件的一个或多个中，由此将信息提供给处理系统110。信息的一些示例可以包括位置数据、有源输入设备300的各个部件的操作状态（例如施加在笔尖端310上的力、在外壳305中形成的按钮是否被按下）、电池数据、设备识别数据等等。在一些实施例中，由有源输入设备300所发射的信号具有方波的形式；然而，任何适当的替代信号波形是可能的。
圆柱体315的切口部分316示意了可以被包括在外壳305内的若干个部件。该部件包括控制器320、一个或多个电池325、升压布置330（升压器330）和发射硬件335（TX 335）。尽管在这里没有明确讨论，但是外壳305可以包括额外的电路部件，诸如接收硬件、按钮、开关、传感器、指示器等等。
控制器320通常被配置成管理和/或操作有源输入设备300内的各个部件并且被配置成与诸如输入设备之类的外部设备通信。控制器320可以具有任何适当的形式，诸如具有一个或多个内核的通用微处理器、控制器、专用集成电路（ASIC）等等。在一些实施例中，控制器320包括一个或多个集成电路（IC）和/或其他电路部件的多个部分（或所有）。在一些实施例中，控制器320还包括电子可读指令，诸如固件代码、软件代码等等。
控制器320从电池325接收电功率。在一个实施例中，有源输入设备300支持与另一设备（其将功率供应给控制器320和/或对电池325再充电）的有线连接。被连接的设备的一些示例包括输入设备本身、另一计算设备、外部电池组或墙式适配器等等。
电池325可以具有任何适当的特性。电池325可以被固定到外壳305或从外壳305移除，可以是一次性的（例如碱性的）或可再充电电池等等。在某些情况下，电池325可以具有工业标准尺寸，诸如“AA”、“AAA”或“AAAA”。在一些实施例中，电池325所供应的电压可能不足以从有源输入设备300产生具有期望性质的输入信号，并且进行升压的一个或多个阶段被包括在内以便将电压增加到期望电平。升压布置330（升压器330）提供电压升高的一个示例，但是更多的示例是可能的（诸如电池325和控制器320之间的升压阶段）。
控制器320被配置成生成一个或多个未放大的输入信号，当其被放大和/或以其他方式处理时适合于从有源输入设备300传输并且被相关联的输入设备接收。在一些实施例中，未放大的输入信号可以是具有适当频率、占空比等等的方波的形式。然而，其他形式的未放大的输入信号是可能的。
升压布置330从控制器320接收未放大的信号并且使用来自电池325的电功率来生成适合于被有源输入设备300传输的放大的方波信号。如将在下文更详细讨论的那样，升压布置330可以包括包括无源和/或有源元件、数字逻辑和/或模拟电路等等的各种电路。在一些实施例中，升压布置330在不使用独立振荡器的情况下产生放大的方波信号，这在与基于振荡器的设计相比时提供了功率消耗的显著降低。另外，升压布置330能够横跨输入信号电压、部件和负载变化为放大的方波信号保持期望的峰值到峰值电压。
升压布置330将放大的方波信号提供给发射硬件335。在一些实施例中，发射硬件335的至少部分被安置在笔尖端310处或附近以便在感测区120提供更大的信号强度。发射硬件335可以包括任何适当的有源和/或无源元件。在一个实施例中，发射硬件335包括导电笔尖端310。在另一实施例中，发射元件335包括天线或射频（RF）收发器。
图4示意了根据在此描述的实施例的示例性升压布置。升压布置330从控制器320接收输入信号402，在某些情况下该输入信号402是具有期望性质的方波信号。宽度可变脉冲发生器基于所接收到的输入信号402生成脉冲信号412。脉冲信号412的脉冲宽度可以由所接收到的控制信号444自适应地控制。下面关于图11 进一步讨论宽度可变脉冲发生器446的若干示例性实施方式。
在一些实施例中，宽度可变脉冲发生器446包括斜坡发生器404，其被配置成基于输入信号402来生成斜坡信号406。比较器408在第一输入端处接收斜坡信号406，并且在第二输入端处接收第二信号410。在一些实施例中，第二信号410是由反馈模块440生成的控制信号444。在其他实施例中，第二信号410是预定阈值电压。比较器408产生脉冲信号412，其反映斜坡信号406与第二信号410的比较。因为针对升压布置330的不同实施例比较器408的特定配置可以不同，所以在这里没有指出比较器408的输入端子的极性。
基于脉冲信号412的第一切换信号416驱动第一开关418的控制端子419。在一些实施例中，第一开关418可以是场效应晶体管（FET）、双极性结型晶体管（BJT）、或用于改变电路的电导的其他适当装置。在FET作为开关418的情况下，控制输入端是FET的栅极。在一个实施例中，第一切换信号416是脉冲信号412。在另一实施例中，在处理模块414处接收到脉冲信号412，该处理模块414基于脉冲信号412来产生第一切换信号416。处理模块414可以包括任何数目的适当有源和/或无源电路元件、模拟和/或数字逻辑部件等等。在一个实施例中，处理模块414包括一个或多个逻辑门。
第一开关418被描绘为n沟道金属氧化物半导体FET（n沟道MOSFET或NFET）。开关418的控制端子419（栅极）接收第一切换信号416。具有任何适当配置的感应能量源422与开关418的输出端子420（漏极）连接。根据第一切换信号416，由感应能量源422提供的电流被通过开关418（例如FET的沟道）引导到接地，或者通过第二开关424（被描绘为二极管）引导到升压布置330的其他部件中。一般来讲，开关424可以是二极管或任何适当的受控开关（诸如FET或BJT）。如所示出的，开关424的第一端子（阳极）425在开关418的输出端子420处与感应能量源422耦合。在第二开关424是受控开关的一些实例中，具有第一切换信号416的反相的控制信号可以被施加给受控开关的控制端子。受控开关可以被配置成感测流过此的电流何时被降低到基本为零，并且响应于其将受控开关关掉。
第二开关430（NFET）包括控制端子431（栅极）和输出端子432（漏极）。输出端子432与开关424的第二输出端子（阴极）426耦合。开关430在控制端子431处接收第二切换信号434，从而选择性地提供通过开关430（沟道）到接地的路径。在某些情况下，输入信号402被提供为第二切换信号434。在一些实施例中，将使用第一切换信号416操作第一开关418以引导从感应能量源422流动的电流与使用第二切换信号434操作第二开关430相结合来在开关424的第二输出端子（阴极）426处生成放大的方波信号428。然后可以将放大的方波信号428输出给发射器硬件335。
升压布置330还包括反馈模块440以调整所生成的放大的方波信号428的特性。反馈模块440接收基于放大的方波信号428的反馈信号438。在一个实施例中，反馈信号438是放大的方波信号428。在其他实施例中，使放大的方波信号428通过处理模块436来生成反馈信号438。处理模块436可以包括有源和/或无源电路元件、模拟和/或数字逻辑组件等等的任何适当组合以产生合适的反馈信号428。在一些实施例中，处理模块436可以包括分压器电路，其被配置成将放大的方波信号428的缩放版本作为反馈信号438输出。
反馈模块440还可以接收基准信号442，通过将反馈信号438与基准信号442相比较来确定控制信号444的特性。由反馈模块440生成的控制信号444被施加给包括在宽度可变脉冲发生器446中的一个或多个元件，以便影响提供给开关418的第一切换信号416和/或脉冲信号412。控制信号444的影响操作用来调整所生成的放大的方波信号428的特性。在一些实施例中，控制信号444被作为第二输入信号410施加给比较器408。在其他实施例中，控制信号444被施加给斜坡发生器404以便适配斜坡信号406的特性。
图5示意了根据在此所描述的实施例的升压布置的示例性实施方式。升压布置500表示适合于在有源输入设备300中使用的升压布置330的一个可能实施方式。
在升压布置500中，在宽度可变脉冲发生器446处接收输入信号402，并且斜坡发生器模块404产生斜坡信号406。在比较器408的正极端子处接收斜坡信号406，而在比较器408的负极端子处接收作为第二输入信号410的控制信号444。基于该比较来生成脉冲信号412，并且脉冲信号412被输入到处理模块414。
如所示的那样，处理模块414包括NOR门505，其被配置成接收作为一个输入的脉冲信号412，以及作为另一输入的输入信号402。基于这些输入信号，NOR门505产生用于操作开关418的第一切换信号416。
如所示的那样，感应能量源422包括开关515（p沟道MOSFET（或PFET）），该开关515在其源极处与电压源510连接并且在其漏极处与电感器520连接。开关515在其控制端子（栅极）处接收输入信号402，其从根本上将电压源510连接到电感器520和从电感器520断开电压源510。电压源510提供处于预定电源电平的电压（诸如VDD或VBOOST），并且被用来对电感器520充电。基于开关418、430和515的切换，一定量电流iIND流过电感器520并且横跨开关418或横跨开关424被耦合到接地。开关430可以提供到接地的路径以产生放大的方波信号428的逻辑“低”部分。如所示的那样，用于开关430的第二切换信号434是输入信号402。
电容525表示升压布置500的各个开关以及所连接的部件（诸如导电笔尖端）的寄生电容。一般来说，电容525的值应该按照实际保持为低以改进升压布置500的效率。
处理模块436包括与开关424的输出端子426（阴极）耦合的分压器布置530。分压器布置530包括串联连接的电容器531、532。基于在电容器531、532之间的串联连接处的信号来生成反馈信号438。处理模块436包括开关535（NFET），其具有被配置成接收输入信号402的控制端子（栅极）和与电容器531、532的串联连接相连接的输出端子（漏极）。开关535可以基于输入信号402的状态来提供到接地的路径。在一些实施例中，开关535被操作成重置反馈信号438。
图6示意了根据在此描述的实施例的示意了示例性升压布置的操作的若干信号图。具体来说，图表600对应于升压布置500的操作。
如所示的那样，输入信号402是具有周期T且具有大约50%占空比（也就是说“接通”时间量（t1-t0）等于“断开”的时间量（t5-t1））的方波。然而，输入信号402的占空比可以基于输出信号（即放大的方波信号428）的占空比需求而改变。在一些实施例中，输入信号402表示期望输出信号的实质性的逆，其中输出信号具有较短的占空比。
在时间t0，输入信号402被驱动为“高”（对应于逻辑“1”）。开关430被接通，从而提供从第一端子（阴极）426到接地的路径并且促使放大的方波信号428到“低“（逻辑”0“）。
斜坡信号406也到“低”，在输入信号402转换的情况下变为 “高”状态。控制信号444被示为DC电压电平，其比在时间t0的斜坡信号406更大，从而促使脉冲信号412被驱动为“低”。NOR门505接收“高”输入信号402和“低”脉冲信号412（满足OR条件），由此促使其输出端（第一切换信号416）被驱动为“低”。
在输入信号402驱动为“高”的情况下，开关418和开关515二者被断开，防止电感器520充电。开关535接通，将反馈信号438耦合到接地。
在时间t1，输入信号402被驱动为“低”并且斜坡信号406开始增加。对于t1和t2之间的时段，斜坡信号406保持小于控制信号444，以使得脉冲信号412保持“低”。因为输入信号402也为“低”，所以满足NOR条件。NOR门505将逻辑“高”驱动在第一切换信号416上，促使开关418接通。
在“低“输入信号402的情况下也接通开关515，这将电压源510通过开关515与电感器520连接。在开关418和515接通的情况下，存在从电压源510横跨电感器520到接地的路径并且电流开始从电压源510流过电感器520，从而允许电感器520在时间t1和t2之间充电。开关430和535被断开，从而断开放大的方波信号428和反馈信号438接地的相应路径。
在时间t2，当斜坡信号406开始超过控制信号444时，脉冲信号412到“高”。斜坡信号406继续增加直到达到其极限并在该值饱和为止。在脉冲信号412处于“高”状态的情况下，NOR门505具有一个“高”输入并且将第一切换信号416驱动到逻辑“低”，从而切断开关418。通过切断开关418引起的电流变化促使电感器520生成横跨开关424的电感性“反冲（kick）”，导致用于放大的方波信号428（和反馈信号438）的电压的急剧增加。在通过开关430、535接地的路径被断开的情况下，在电容器525、531、532上保持增加的电压。
在时间t3，放大的方波信号428的电压被视为逻辑“高”。需要转换成“高”状态的电压电平（以及由此在时间t2和t3之间的距离）将基于升压布置500中所使用的特定部件、下流部件（诸如包括在感测区中的那些）的敏感性等等而变化。
在时间t4，并且刚好在输入信号402在时间t5转换成“高”之前。反馈信号438被反馈模块440采样。基于经过采样的反馈信号438与基准信号442的比较，反馈模块440可以调整控制信号444用于输入信号402随后的周期。在时间t5，输入信号402转换成“高”并且该过程重复。
如所示的那样，放大的方波信号428的占空比是（（t5-t3）/T），其稍稍小于输入信号402的占空比（（t1-t0）/T）。在一些实施例中，放大的方波信号428的可接受的占空比取决于与有源输入设备（例如有源笔）一起使用的输入设备（例如触摸屏）的性质和感测需求。在某些情况下，落入预定范围之内的占空比可以是可接受的。例如，对于特定输入设备来说，在20%和80%之间的放大的方波信号428的占空比可以是可接受的。在一些实施例中，有源输入设备可以被配置成与许多不同输入设备一起工作，使得基于与有源输入设备一起使用的特定输入设备来自适应地设置放大的方波428的占空比。
由可接受的占空比的范围所负担的灵活性也考虑升压布置500的部件选择的灵活性。诸如部件尺寸、其功率消耗等等的其他考虑因素可能影响选择。例如，具有较小尺寸的电感器520可能是期望的以节省电路板上的空间，并且较小的电感器可以更迅速地充电到期望电平（例如表明时间t2、t3将进一步向左移位）。只要所产生的放大的方波信号438的占空比保持在可接受的范围之内，就可以使用较小的电感器。类似地，可以基于所需的速度来选择比较器408的设计。如果具有比更复杂比较器设计相对更低的速度的较低功率消耗比较器可以产生可接受的占空比，则可以使用较慢的比较器。当然，用于升压布置500的各部件的选择将是相互关联的，其中针对每个适当的配置而言某些设计是折中的。
在一些实施例中，输入信号402的占空比的适配还可以为放大的方波信号428提供适当的占空比。例如，将转换时间t1向左移动（用于输入信号402的较短占空比）将对于放大的方波信号428而言产生较长占空比。因此，在一个可能的配置中，升压布置500可以向输入信号402的源（例如控制器320）提供适当的控制信号以调整在该源处的占空比。在另一可能配置中，升压布置500可以向斜坡发生器模块404提供适当的控制信号以影响相对于输入信号402的转换时间何时触发倾斜。例如，可以从输入信号减去控制信号，其中减法的结果被用来触发斜坡发生器。然而，其他配置是可能的。
图7示意了根据在此描述的实施例的升压布置的示例性实施方式。升压布置700表示适合于在有源输入设备300中使用的升压布置330的一种可能的实施方式。
在升压布置700中，在宽度可变脉冲发生器446处接收输入信号402，并且斜坡发生器模块404产生斜坡信号。在该实施例中，在比较器408的负极端子处接收斜坡信号406，而在比较器408的正极端子处接收作为第二输入信号410的控制信号444。基于该比较来生成脉冲信号412。在该实施例中，将脉冲信号412作为第一切换信号416提供给开关418，并且不需要处理模块414产生第一切换信号416。升压布置700的剩余部件通常以与上文关于升压布置330、500所讨论的操作类似的方式操作。
图8示意了根据这里描述的实施例的示意示例性升压布置的操作的若干信号图。具体来说，图表800对应于升压布置700的操作。
输入信号402是具有大约50%占空比（也就是说“接通”的时间量（t1-t0）等于“断开”的时间量（t5-t1））的方波。如上文所讨论的，输入信号402的占空比可以基于输出信号（即，放大的方波信号428）的占空比需求来改变。
在时间t0，输入信号402被驱动为“高”（逻辑“1”）。开关430被接通，从而提供从开关424的输出端子（阴极）到接地的路径并且促使放大的方波信号428为“低”（逻辑“0”）。
当输入信号402转为“高”时，斜坡信号406也到“低”。控制信号444被示为比在时间t0的斜坡信号406更大的DC电压电平，从而促使脉冲信号412（第一切换信号416）被驱动为“高”。第一切换信号416接通开关418，并且开关418的沟道提供从开关424的第一端子（阳极）到接地的路径。然而，尽管输入信号402保持“高”，但电感器520从电压源510断开且不充电。在该实施例中，开关515的切换控制流过电感器520的电流。
在时间t1，输入信号402被驱动为“低”，促使斜坡信号406开始增加。在时间t1和t2之间，斜坡信号406保持小于控制信号444，使得脉冲信号412保持“高”且开关418保持接通。然而，因为输入信号402已转换为“低”，所以开关515被接通且电流开始从电压源510流过电感器520且流过开关418到达接地，这促使电感器520开始充电。
在时间t2，当斜坡信号406开始超过控制信号444时，脉冲信号412到“低“。斜坡信号406继续增加直到达到其极限并在该值饱和为止。比较器408将脉冲信号412（第一切换信号416）驱动为”低“，从而切断开关418。由切断开关418引起的电流变化促使电感器520在开关424两端生成电感性“反冲”，导致用于放大的方波信号428（和反馈信号438）的电压的急剧增加。在通过开关430、535到接地的路径被断开的情况下，电容器525、531、532上保持增加的电压。
在时间t3，放大的方波信号428的电压被视为逻辑“高”。如上文所述，与转换成“高”相对应的电压电平将取决于所参与的部件的特性。在时间t4，由反馈模块440来对反馈信号438采样。在时间t5，输入信号402转换成“高”并且该过程重复。
图9示意了根据在此描述的实施例的升压布置的示例性实施方式。升压布置900表示适合于在有源输入设备300中使用的升压布置330的一个可能实施方式。升压布置900与升压布置700的不同之处在于，感应能量源422不包括开关515。作为代替，开关418的切换被用来控制电感器520的充电。
图10示意了根据在此描述的实施例的示意了示例性升压布置的操作的若干信号图。具体来说，图表1000对应于升压布置900的操作。输入信号401在t0和t1之间的“接通”时间由时段1005来表示。只要在其期间开关418被接通的时段（在t0和t2之间；由时段1010表示）使过去的时段1005延伸到在其期间输入信号402被驱动为“低”的时段中，升压布置900就可以产生适当的放大的方波438。在许多情况下，该条件可以被满足，其中斜坡信号406具有不止从重置电平到控制信号444的电平的基本上瞬时的转换，即在时间t1和t2之间的非零时间量。时段1010的长度可以取决于电感器520的性质，例如将电感器520充电到期望电平花费多长时间。剩余的所描绘的时间t3、t4、t5通常对应于关于图8的那些相同时间的描述。
图11示意根据在此描述的实施例的斜坡发生器模块的若干实施方式。具体来说，布置1100、1120、1130和1140表示适合于在升压布置330中使用的斜坡发生器模块404和/或宽度可变脉冲发生器446的可能实施方式。
布置1100包括具有控制端子1104（栅极）和输出端子1106（漏极）的开关1102（NFET）。布置1100还包括与电压源1114耦合的分压器布置1108。在一个实施例中，电压源1114与电压源510不同。例如，电压源1114具有第一预定电压（例如VDD），而电压源510具有第二预定电压（例如VBOOST）。分压器布置1108包括与电容器1112串联的电阻器1110。开关1102的输出端子1106在串联连接点处与分压器布置1108耦合，并且在同一点处产生斜坡信号406。
输入信号402驱动输入端子1104，从而选择性地通过开关1102的沟道将串联连接点与接地耦合。例如，当输入信号402为“高”时，开关1102为电流提供从电压源1114到接地、旁路电容器1112的路径。因此，在该时段期间斜坡信号406被耦合到接地。当输入信号402转换成“低”时，移除到接地的路径，并且电流从电压源1114流过电容器1112，从而增加电容器两端的电压且由此增加斜坡信号406的电压。该过程重复用于输入信号402的后续转换。
在一个实施例中，布置1100可以包括与电阻器1110串联的开关（PFET），其被配置成当输入信号402为“高”时停止从电压源1114流动的电流，从而节省功率。在可替代的实施例中，任何适当的电流源可以替代电阻器1110。
布置1120的斜坡发生器模块404与布置1100的斜坡发生器模块相类似地配置。然而，在这种情况下控制信号444是与分压器布置1108连接的功率源。斜坡信号406与比较器408的负输入端连接，并且预定阈值电压1125被提供为第二输入信号410。通过调整控制信号444，斜坡信号406的斜坡率可以被修改以便为斜坡信号406和脉冲信号412（以及可能的第一切换信号416）提供任何适当的时序。在该实施例中，比较器408可以被配置成横跨减小的电压范围来操作，从而提供更好的响应和可能降低的功率消耗。
包括在布置1130、1140中的斜坡发生器模块404与布置1120的斜坡发生器模块相类似地配置，将控制信号444用作分压器布置1108的功率源。然而，在布置1130中斜坡信号406被输出到施密特触发器1135（比较器408的示例），其提供脉冲信号412（以及可能的第一切换信号416）。在布置1140中所描绘的替代实施例中，比较器408被D触发器1145代替，其中斜坡信号406与D触发器1145的时钟输入端连接。在斜坡信号406的上升沿，输出端Q被设置成D值（电压源1114，例如VDD）并且输出端NOT Q将第一切换信号416驱动为“低”。当输入信号402到“高”时D触发器1145被重置，促使输出端NOT Q将第一切换信号416驱动为“高”。
尽管未示出，但是宽度可变脉冲发生器446的其他配置是可能的。在一个实施例中，宽度可变脉冲发生器446包括振荡器和计数器。来自计数器的数字计数（增加的计数或减小的计数）被作为反馈提供给宽度可变脉冲发生器446。当数字计数低于预定数字值时，宽度可变脉冲发生器446的输出处于预定逻辑电平（例如如所期望的逻辑“高”或“低”）。
图12示意了根据在此描述的实施例的反馈模块的若干实施方式。具体来说，布置1200、1230和1240表示适合于在升压布置330中使用的反馈模块440的可能实施方式。
在布置1210中，反馈信号438被提供给比较器1212的一个输入端子。基准信号442被提供给比较器1212的另一输入端子。比较器1211的端子的极性没有被指定，因为如本领域普通技术人员所理解的那样配置可能在布置1210中变化。基于比较，比较器1212产生与D触发器1216的D输入端耦合的信号1214。输入信号402被提供给D触发器1212的时钟输入端。在输入信号402的上升沿上，信号1214被采样并被提供为来自D触发器1212的Q输出端的信号1218。因为比较器1212通常响应于输入中的变化而包括某一延迟，所以采样信号1214实际上反映刚好在输入信号402的上升沿之前的反馈信号438的电压。可以在可选的处理模块1222中进一步处理信号1218以产生控制信号444。处理模块1222可以包括用于将脉冲信号1218适配成控制信号444的期望形式的一个或多个模拟和/或数字逻辑元件。
在布置1230中，反馈信号438被提供给低通滤波器组件1232，其通常操作用来确定反馈信号438的平均电压。低通滤波器组件1232可以具有任何适当的配置，诸如所描绘的RC电路。尽管反馈信号438的峰值到峰值电压的某一分辨率可能不会通过滤波过程而保持，但是在许多情况下平均电压可能是用于生成控制信号444的适当措施。低通滤波器组件1232产生经过滤波的信号1234（表示反馈信号438的平均电压），其被输入到比较器1235并且与基准信号442相比较。可以在处理模块1222处进一步处理脉冲信号1236和/或经由路径1220将脉冲信号1236馈送回到比较器1235的输入端。在一个实施例中，路径1220还包括用于调整脉冲信号1236的一个或多个模拟或数字逻辑元件。处理模块1222还可以包括用于将脉冲信号1236适配成控制信号444的期望形式的一个或多个模拟和/或数字逻辑元件。
在布置1240中，反馈信号438被作为输入提供给处理模块1242。处理模块1242还可以接收作为输入的输入信号402。为了刚好在反馈信号438重置之前对该反馈信号438采样，处理模块1242可以执行离开输入信号402的下降沿而触发的“只有一次的”采样。可替代地，处理模块1242可以延迟输入信号402的本地复制，并且在检测到非延迟输入信号402的上升沿时即对该本地复制采样。处理模块1246产生被输入到比较器1235并与基准信号442相比较的信号1244。可以在处理模块1222处进一步处理脉冲信号1246和/或经由路径1220将脉冲信号1246馈送回到比较器1235的输入端。在一个实施例中，路径1220还包括用于调整脉冲信号1246的一个或多个模拟或数字逻辑元件。处理模块1222还可以包括用于将脉冲信号1246适配成控制信号444的期望形式的一个或多个模拟和/或数字逻辑元件。
图13示意了根据在此描述的实施例的基于输入信号来生成放大的方波信号的方法。方法1300通常可以与这里描述的有源输入设备和升压布置中的任一个一起使用，并且可以结合关于其描述的特征和技术中的任一个。
在块1305处，宽度可变脉冲发生器基于输入信号来生成脉冲信号。在一些实施例中，生成脉冲信号包括基于输入信号来生成斜坡信号，以及将斜坡信号与第二信号相比较以产生脉冲信号。在一些实施例中，通过升压布置的反馈环路产生的控制信号来控制斜坡信号的斜坡率。在一些实施例中，第二信号是来自反馈环路的控制信号。在其他实施例中，第二信号是预定阈值电压。
在块1315处，升压布置将基于脉冲信号的切换信号驱动到第一开关的第一控制端子上，在这里第一开关的输出端子与第二开关（例如二极管的阳极）耦合。基于切换信号来控制进入到第二开关内的电流。在一些实施例中，切换信号是脉冲信号。在其他实施例中，对脉冲信号执行处理以产生切换信号。
在块1325处，升压布置将输入信号驱动到第三开关的控制端子上，在这里第三开关的输出端子与第二开关的第二输出端子（例如二极管的阴极）耦合。输入信号通过第三开关选择性地使输出端子与接地耦合。基于切换信号和输入信号，在第二开关的输出端子处形成放大的方波信号。在一些实施例中，放大的方波信号具有与输入信号相同的时段，但是具有不同的占空比。
在可选的块1335处，放大的方波信号被施加给分压器布置以产生反馈信号。在一些实施例中，从分压器布置的元件的串联连接点处得到反馈信号，并且该反馈信号表示放大的方波信号的按比例版本。
在块1345处，反馈模块基于放大的方波信号来生成控制信号。在一个实施例中，控制信号是基于在块1335中产生的反馈信号的。在另一实施例中，反馈信号是放大的方波信号。所生成的控制信号被用来通过影响在斜坡发生器模块处产生斜坡信号和/或影响在比较器处斜坡信号与第二信号的比较来影响在块1305处产生的脉冲信号的宽度。在完成块1345之后方法1300结束。
因此，为了更好地解释根据本技术及其特定应用的实施例以及由此使得本领域技术人员能够完成和使用本技术，给出这里阐述的实施例和示例。然而，本领域技术人员将会认识到，仅为了说明和示例目的给出了前述描述和示例。所阐述的描述并不意在是穷举的或者将本公开限于所公开的精确形式。
鉴于上述内容，由下面的权利要求来确定本公开的范围。

Claims (20)

1.一种用于基于输入信号来生成放大的方波信号的系统，该系统包括：
宽度可变脉冲发生器，其被配置成基于输入信号来生成具有脉冲宽度的脉冲信号；
反馈模块，其被配置成基于放大的方波信号来生成控制信号，该脉冲信号的脉冲宽度基于该控制信号；
具有第一控制端子和第一输出端子的第一开关；
具有第二控制端子和第二输出端子的第二开关，第二输出端子与第一开关的第一控制端子耦合，其中该第二开关被配置成基于该脉冲信号在第二控制端子处接收第一切换信号；以及
具有第三控制端子和第三输出端子的第三开关；第三输出端子与第一开关的第一输出端子耦合，其中该第三开关被配置成在第三控制端子处接收第二切换信号，
其中响应于被提供给第二和第三开关的第一和第二切换信号，在第一开关的第一输出端子处生成放大的方波信号。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括与第一开关和第二开关耦合的感应能量源，其中感应能量源被配置成基于第一切换信号获得横跨第一开关和第二开关中的所选一个的感应能量，并且其中放大的方波信号基于该感应能量。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述宽度可变脉冲发生器包括：
斜坡发生器，其被配置成接收该输入信号并且生成斜坡信号；以及
第一比较器，其被配置成基于该斜坡信号与第二信号的比较来生成该脉冲信号。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述斜坡发生器包括：
具有第四控制端子和第四输出端子的第四开关，其中该第四开关被配置成在第四控制端子处接收该输入信号；以及
第一分压器布置，其包括与第一电容器串联连接的电阻器，
其中第四输出端子在串联连接处与第一分压器布置耦合，并且其中在串联连接处生成该斜坡信号。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述第一分压器布置还包括与电阻器串联连接的第五开关，其中该第五开关被配置成当该输入信号处于第一预定逻辑电平时阻止电流流过该电阻器。
6.根据权利要求1所述的系统，还包括：
第二分压器布置，其与第一开关的第一输出端子耦合并且包括与第三电容器串联连接的第二电容器，
其中第二分压器布置被配置成接收作为输入电压而提供的放大的方波，
其中反馈模块在串联连接处与第二分压器布置耦合，并且还被配置成接收基于放大的方波信号的反馈信号。
7.根据权利要求6所述的系统，还包括：
第六开关，其具有在串联连接处与第二分压器布置耦合的对应输出端子，其中该第六开关被配置成通过当输入信号处于第一预定逻辑电平时将反馈信号传导到接地来重置所述反馈信号。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述反馈模块被配置成基于放大的方波信号来接收反馈信号，其中该反馈模块还被配置成在重置之前通过以下中的一个采样所述反馈信号：
在检测到输入信号的下降沿时触发采样；以及
在检测到输入信号的上升沿时延迟输入信号的本地复制并触发采样。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述反馈模块包括：
第二比较器，其被配置成将所接收的基于放大的方波信号的反馈信号与基准信号进行比较；以及
耦合的触发器，其被配置成在输入信号的上升沿处锁存第二比较器的输出端的值，
其中基于锁存的值来生成控制信号。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述反馈模块包括低通滤波器组件，其被配置成确定所接收的基于放大的方波信号的反馈信号的平均电压，其中基于所确定的平均电压来生成所述控制信号。
11.一种有源输入设备，其包括：
控制器，其被配置成生成未放大的输入信号；以及
升压布置，其与该控制器耦合且被配置成基于该输入信号来生成放大的方波信号，该升压布置包括：
宽度可变脉冲发生器，其被配置成基于该输入信号来生成具有脉冲宽度的脉冲信号；
反馈模块，其被配置成基于放大的方波信号来生成控制信号，所述脉冲信号的脉冲宽度基于所述控制信号；
具有第一控制端子和第一输出端子的第一开关；
具有第二控制端子和第二输出端子的第二开关，第二输出端子与第一开关的第一控制端子耦合，其中该第二开关被配置成基于所述脉冲信号在该第二控制端子处接收第一切换信号；以及
具有第三控制端子和第三输出端子的第三开关，该第三输出端子与第一开关的第一输出端子耦合，其中该第三开关被配置成在该第三控制端子处接收第二切换信号，
其中响应于提供给第二和第三开关的第一和第二切换信号，在第一开关的第一输出端子处生成放大的方波信号。
12.根据权利要求11所述的有源输入设备，其中该升压布置还包括与第一开关和第二开关耦合的感应能量源，其中该电感器被配置成基于第一切换信号获得通过第一开关的感应能量。
13.根据权利要求11所述的有源输入设备，其中所述宽度可变脉冲发生器包括：
斜坡发生器，其被配置成接收输入信号并且生成斜坡信号；以及
第一比较器，其被配置成基于斜坡信号与第二信号的比较来生成脉冲信号。
14.根据权利要求11所述的有源输入设备，其中所述升压布置还包括：
分压器布置，其与第一输出端子耦合并且包括与第二电容器串联连接的第一电容器，
其中分压器布置被配置成接收作为输入电压而提供的放大的方波，
其中反馈模块在串联连接处与分压器布置耦合，并且还被配置成接收基于放大的方波信号的反馈信号。
15.根据权利要求11所述的有源输入设备，其中所述反馈模块包括：
第二比较器，其被配置成将所接收的基于放大的方波信号的反馈信号与所接收的基准信号进行比较；以及
耦合的触发器，其被配置成在输入信号的上升沿处锁存第二比较器的输出端的值，
其中基于锁存的值来生成控制信号。
16.根据权利要求11所述的有源输入设备，其中所述反馈模块包括低通滤波器组件，其被配置成确定所接收的基于放大的方波信号的反馈信号的平均电压，其中控制信号基于所确定的平均电压。
17.根据权利要求11所述的有源输入设备，其中所述反馈模块被配置成接收基于放大的方波信号的反馈信号，其中该反馈模块还被配置成在重置之前通过以下中的一个采样所述反馈信号：
在检测到输入信号的下降沿时触发采样；以及
在检测到输入信号的上升沿时延迟输入信号的本地复制并触发采样。
18.一种基于输入信号来生成放大的方波信号的方法，该方法包括：
基于输入信号来生成具有脉冲宽度的脉冲信号；
将基于脉冲信号的切换信号驱动到第一开关的第一控制端子上，其中第一开关的第一输出端子与具有第二控制端子和第二输出端子的第二开关耦合，其中基于切换信号来控制进入到第二开关内的电流；
将输入信号驱动到第三开关的第三控制端子上，其中第三开关的第三输出端子被连接到第二开关的第二输出端子，其中基于切换信号和输入信号在第二输出端子处生成放大的方波信号；以及
基于放大的方波信号来生成控制信号，其中脉冲信号的脉冲宽度基于该控制信号。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：
将放大的方波信号应用于分压器布置以产生反馈信号，该分压器布置包括串联连接的第一和第二电容器且该反馈信号产生在串联连接处，
其中基于该反馈信号来生成所述控制信号。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括通过执行以下中的一个来对该反馈信号进行采样：
在检测到输入信号的下降沿时触发采样；以及
在检测到输入信号的上升沿时延迟输入信号的本地复制并触发采样。
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