CN108780371B - 触控系统及其电源供应电路 - Google Patents

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Abstract

一种电源供应电路(106)，用于一触控系统(10)，包括一高压电路(108)，用来提供一高压信号；一第一电平转换器(110)，连接于所述高压电路(108)，用于转换来自所述触控模块(102)传送至所述电源供应电路(106)的一第一信号的电平,将所述第一信号自一信号地域转换至一接地域；以及一第二电平转换器(112)，连接于所述高压电路(108)，用于转换所述触控模块(102)以及一主系统(104)间的一第二信号的电平,将所述第二信号自所述信号地域转换至所述接地域，再从所述接地域转换至所述信号地域。提供的电源供应电路(106)，可转换触控模块(102)与主系统(104)间的信号，增加触控模块(102)信噪比，并且降低制作成本的优点。

Description

触控系统及其电源供应电路
技术领域
本申请涉及一种触控系统及其电源供应电路，尤其涉及一种可转换电压信号以及提升触控模块信噪比的电源供应电路及采用该电源供应电路的触控系统。
背景技术
随着科技的发展与进步，移动电话、数字相机、平板计算机、笔记本电脑等移动电子装置已经成为了人们生活中不可或缺的工具。为了能够达到更有效率的工作方式，应用于各种电子装置的触控装置也随之产生，例如，电感式及电容式的触控装置。然而，现行的电容式触控装置，常常利用自容式侦测来改善互容的精准度或增加防水的功能，但是，为了增加自容式触控模块的信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR Ratio)，一般需要使用高压制程来设计芯片，也造成触控模块的制作成本大幅上升。
因此，如何提供一种可转换信号以及提升触控模块信噪比，并且能够降低制程成本的电源供应电路及其相关的触控系统，也就成为业界所努力的目标之一。
发明内容
因此，本发明部分实施例主要目的即在于提供一种可转换信号以及提升触控模块信噪比的电源供应电路及其相关触控系统。
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种电源供应电路，包括一高压电路，用来提供一高压信号；一第一电平转换器，连接于所述高压电路，用于转换来自所述触控模块传送至所述电源供应电路的一第一信号的电平,将所述第一信号自一信号地域转换至一接地域；以及一第二电平转换器，连接于所述高压电路，用于转换所述触控模块以及一主系统间的一第二信号的电平,将所述第二信号自所述信号地域转换至所述接地域，再从所述接地域转换至所述信号地域。
例如，所述触控模块的一接地端的信号为来自所述电源供应电路的一高压参考信号。
例如，所述电源供应电路为用来供应触控模块电力来源，其中电源供应电路的所述高压参考信号与一工作信号存在一固定位准差值。
例如，所述电源供应电路另包括一放大器，连接于所述第一电平转换器，用来放大所述第一信号的电压,将所述第一信号的振幅大小放大到高压振幅大小；以及一稳压电路，连接于所述放大器，用来稳定所述触控模块及所述电源供应电路的电压。
为了更好解决上述技术问题，本申请还提供了一种触控系统，包括一触控模块，根据一浮动地信号以产生一信号；一主系统，连接于所述触控模块，用来接收来自所述触控模块的所述信号；以及一电源供应电路，连接于所述触控模块与所述主系统之间，包括一高压电路，用来提供一高压信号；一第一电平转换器，连接于所述高压电路，用于转换来自所述触控模块传送至所述电源供应电路的一第一信号的电平,将所述第一信号自一信号地域转换至一接地域；以及一第二电平转换器，连接于所述高压电路，用于转换所述触控模块以及一主系统间的一第二信号的电平,将所述第二信号自所述信号地域转换至所述接地域，再从所述接地域转换至所述信号地域。
本申请提供的电源供应电路及其相关触控系统，可转换信号以及提升触控模块的信噪比，由于仅有电源供应电路需要利用高压制程来制造,因此，具有大幅降低以高压制程的方式来制造触控模块成本的优点。
附图说明
图1为本申请一实施例的一触控系统的示意图；
图2为本申请一实施例的一电源供应电路的工作信号与高压参考信号于操作时的比较图；
图3为本申请另一实施例的触控系统的示意图；
图4本申请一实施例的电源供应电路的示意图；
图5为本申请另一实施例的电源供应电路的示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
请参考图1，图1为本申请实施例的一触控系统10的示意图。触控系统10包括一触控模块102、一主系统104以及一电源供应电路106。触控模块102，用来接受一手指的触摸(等效上可将手指的触摸视为一浮动地信号FG)，以产生电容变化的一信号，例如触控屏(touch panel)上具有电极组成的触控传感器(sensor)，当手指触摸触控屏造成触控传感器的电容值发生变化，触控模块102的触控控制器(touch controller)检测出电容的变化，从而判断哪个位置的电极发生了触碰。主系统104连接于触控模块102，用来接收触控模块102的信号，例如，主系统104可以平板计算机或手持电子装置实现，使触控系统10根据触控模块102的信号，与主系统104(即平板计算机或手持电子装置)进行通信。电源供应电路106连接于触控模块102与主系统104之间，用来以一高压信号驱动触控模块102，并且提供触控模块102电力来源。如此一来，触控模块可不需通过高压制程制造，仅须通过电源供应电路的高压驱动信号，达到较高的信噪比。
详细来说，电源供应电路106可用来供应触控模块102电力来源，其包括一高压电路108、一第一电平转换器110(level shifter)、一第二电平转换器112(level shifter)、一放大器114及一稳压电路116。高压电路108连接于第一电平转换器110、第二电平转换器112，用来提供电源供应电路106高压的信号(例如大约15伏特的高压信号)。由于手指的触摸等效上视为浮动地信号FG，触控模块102的接地电位(Ground)会不断地随着手指的电位而改变，因此，当触控模块102的触控传感器感测到电容值变化并产生一信号Tx的电平时，第一电平转换器110用来转换来自触控模块102传送至电源供应电路106的信号Tx的电平，并且将信号Tx自一信号地域(SGND domain)转换至一接地域(GND domain)，使得电源供应电路106接收来自触控模块102信号Tx的电平一致，其中，接地域为技术人员所熟知的大地(Earth Ground)。换句话说，通过电源供应电路106的第一电平转换器110对来自触控模块102的信号电平转换，使电平不同的触控模块102及电源供应电路106进行信号传递。
此外，为了使触控模块102与主系统104之间的信号电平一致，第二电平转换器112用来转换触控模块102与主系统104间的一通信信号的电平。第二电平转换器112将自触控模块102所输出的信号自SGND domain转换至GND domain，再将通信信号自GND domain转换至SGND domain。举例来说，触控模块102可通过序列外围接口(Serial PeripheralInterface，SPI)或内部整合电路(Inter Integrated Circuit Communications，I2C)总线与主系统104进行通信信号的传递，然而，由于触控模块102与主系统104的电平不同，因此本申请通过第二电平转换器112的信号转换，使触控模块102与主系统104进行通信信号的传递。放大器114连接于第一电平转换器110，用来将第一电平转换器110所输出的信号Tx放大为高压参考信号TGND，也就是将信号Tx的振幅(swing)大小放大到高压的振幅大小，并且作为触控模块102的接地端信号来源，在此例中，第一电平转换器110与放大器114除了以不同的组件分开实现之外，也可通過单一组件进行信号的电平转换以及电压放大的功能，不限于此。此外，稳压电路116连接触控模块102及放大器114，可连接于外部电源(例如，2.8伏特或3.3伏特等)用来维持电容Cp两端电压的稳定状态，也就是说，稳压电路116可维持触控模块102以及电源供应电路106之间的电压。如此一来，电源供应电路不仅可提供触控模块的电力来源，转换且稳定触控系统10的内部电平，并且提供触控模块高压信号，以提升触控模块的信噪比。
具体而言，在一实施例中，当一使用者的手指触摸电容式触控装置时，由于手指相当于电路的接地(Earth Ground)效果，也就是说，等效上相当于浮动地信号FG通过手指传送到触控模块102的接收端。接着，触控模块102可根据手指触摸时，电容值所产生的改变判断触摸的位置。并且，触控模块102可将信号Tx传送至电源供应电路106，通过第一电平转换器110转换信号Tx的电平，再通过放大器114输出高压参考信号TGND以作为触控模块102的接地端信号来源。此外，由于手指于电路上等效连接于大地,若触控模块102的信号地(SGND)是浮动的,表示对触控模块102而言，等效人手上有一个高压的发射信号，因此，触控模块102可以根据所收到的信号来判断人是否触摸。再者，由于此信号为高压信号，进而提升触控模块102的信噪比。值得注意的是，由于第一电平转换器110的信号为高压电路108所提供，因此，信号Tx通过第一电平转换器110以及放大器114后，其所输出的高压参考信号TGND为高压信号。如此一来，触控模块的接地端信号来源为高压信号，而不需使用高压制程的技术来设计触控模块，进而大幅降低制程成本。
请继续参考图2，图2为本申请实施例电源供应电路106的工作信号TVDD与高压参考信号TGND于操作时的比较图。由图2可知，第一电平转换器110可将电源供应电路106的工作信号TVDD与高压参考信号TGND维持一固定位准(电平)差值D，以达到转换信号的目的。相似地，第二电平转换器112可用来转换主系统104与触控模块102之间，通过SPI/I2C总线所传递的通信信号，因此，电源供应电路106的第二电平转换器112也可用来稳定触控模块102与主系统104之间的电压。除此之外，由于高压制程的电源供应电路106的面积小于触控模块102的面积，并且，电路供应电路106于高压制程上较触控模块102的容易达成，因此，本申请可有效减少应用装置的面积及体积，进一步地降低制作成本。如此一来，通过电源供应电路的高压电路所提供的高压的参考信号，用来作为触控模块接地端信号来源，不仅可以降低制作成本，更能提升触控模块的信噪比。
需注意的是，前述实施例是用以说明本申请的概念，本领域技术人员可据以做不同的修饰，而不限于此。举例来说，本申请实施例所采用的触控装置，除了可利用单点触控技术来实现以外，也可采用点阵型触控装置来实现，例如使用双涂层的铟锡氧化物(IndiumTin Oxides，ITO)的触控面板来达到多点触控的效果。如图3所示，图3为本申请实施例的另一触控系统30的示意图。与触控系统10不同的地方在于，触控系统30根据相当于电路的接地的手指触摸一触控模块302时，通过3*n矩阵ITO中的每一像素单元P以达到多点触控。或者，电荷泵(charge pump)可为本申请实施例的电源供应电路的一具体实现方式，举例来说，请参考图4及图5，图4及图5为本申请实施例电源供应电路106的示意图。如图4所示，通过电容式电荷泵内部电路的电容C1、C2来储存能量，以及通过开关CK1、CK2的交互导通及断开来进行直流电/直流电(DC/DC)之间的电压转换，也就是说，当开关CK1导通时，由电压VDD对电容C1进行充电；并且于开关CK1断开以及开关CK2导通时，由电压VDD对电容C2进行充电，使电容式电荷泵可作为实现本申请电源供应电路的具体实现方式之一。在另一实施例中，请参考图5，与图4不同的地方在于，图5另外增加一反相闭环放大器OP(non-invertingclosed loop operational amplifier)以作为电源供应电路106的具体实现方式之一，但不以此为限，只要是能具体实现电荷泵的装置皆适用于本申请。除此之外，电源供应电路除了可以同时转换触控模块与主系统之间的信号以及提供触控模块高压信号，也可应用于各种系统中，单独地提供转换电路或提供高压信号的功能，皆属本申请的范畴。
综上所述，本申请的触控系统利用电源供应电路以及触控系统有效地提升触控模块的信噪比，并且由于仅有电源供应电路需要利用高压制程来制造,可大幅降低以高压制程的方式制造触控模块所花费的成本，并且转换触控模块与主系统之间的信号传递。
以上所述仅为本申请的部分实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电源供应电路，用于一触控系统，所述触控系统另包括一触控模块和一主系统，其中，所述电源供应电路包括：
一高压电路，用来提供一高压信号；
一第一电平转换器，连接于所述高压电路，用于转换来自所述触控模块传送至所述电源供应电路的一第一信号的电平,将所述第一信号自一信号地域转换至一接地域；以及
一第二电平转换器，连接于所述高压电路，用于转换所述触控模块以及所述主系统间的一第二信号的电平,将所述第二信号自所述信号地域转换至所述接地域，再从所述接地域转换至所述信号地域；
所述触控模块的一接地端的信号为来自所述电源供应电路的一高压参考信号。
2.如权利要求1所述的电源供应电路，其中，所述电源供应电路为用来供应触控模块电力来源，其中电源供应电路的所述高压参考信号与所述电源供应电路的一工作信号存在一固定位准差值。
3.如权利要求1所述的电源供应电路，其中，所述电源供应电路另包括：
一放大器，连接于所述第一电平转换器，用来放大所述第一信号的电压,将所述第一信号的振幅大小放大到高压振幅大小；以及
一稳压电路，连接于所述放大器，用来稳定所述触控模块及所述电源供应电路的电压。
4.一种触控系统，其特征在于，包括：
一触控模块，根据一浮动地信号以产生一信号；
一主系统，连接于所述触控模块，用来接收来自所述触控模块的所述信号；以及
一电源供应电路，连接于所述触控模块与所述主系统之间，包括：
一高压电路，用来提供一高压信号；
一第一电平转换器，连接于所述高压电路，用于转换来自所述触控模块传送至所述电源供应电路的一第一信号的电平,将所述第一信号自一信号地域转换至一接地域；以及
一第二电平转换器，连接于所述高压电路，用于转换所述触控模块以及一主系统间的一第二信号的电平,将所述第二信号自所述信号地域转换至所述接地域，再从所述接地域转换至所述信号地域；
所述触控模块的一接地端的信号为来自所述电源供应电路的一高压参考信号。
5.如权利要求4所述的触控系统，其中，所述电源供应电路为用来供应触控模块电力来源，其中电源供应电路的所述高压参考信号与一工作信号存在一固定位准差值。
6.如权利要求4所述的触控系统，其中，所述电源供应电路另包括：
一放大器，连接于所述第一电平转换器，用来放大所述第一信号的电压,将所述第一信号的振幅大小放大到高压振幅大小；以及
一稳压电路，连接于所述放大器，用来稳定所述触控模块及所述电源供应电路的电压。
7.如权利要求4所述的触控系统，其中，所述浮动地信号是一高压信号。
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