CN109308144A - 多个模拟前端的校准 - Google Patents

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Abstract

公开了用于获取对应于多个模数转换器(ADC)的增益失配值和偏移失配值的方法以及关联的处理系统。一种方法包括将处理系统的接收器电路与包括多个传感器电极的电容性传感器耦合，接收器电路包括多个ADC，多个ADC中的每一个ADC与多个传感器电极中的一个或多个相应的传感器电极耦合。该方法还包括，当处理系统的发射器电路的至少一部分被禁用时，使用多个ADC中的每一个ADC来获取测量结果；以及使用所获取的测量结果将多个偏移失配值存储在处理系统的存储器中。处理系统可操作以将多个偏移失配值应用于使用多个ADC获取的电容性测量结果。

Description

多个模拟前端的校准
技术领域
本文中所公开的实施例总体上涉及电子设备，并且更具体地，涉及用于执行处理系统的多个模拟前端的校准的技术。
背景技术
包括接近传感器设备(通常又称作触摸板或触摸传感器设备)的输入设备广泛用于多种电子系统中。接近传感器设备典型地包括常常通过表面来区分的感测区，在其中接近传感器设备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用来提供用于电子系统的界面。例如，接近传感器设备常常用作用于较大计算系统的输入设备(诸如笔记本计算机或台式计算机中集成的或者作为其外设的不透明触摸板)。接近传感器设备还常常用于较小计算系统中(诸如蜂窝电话中集成的触摸屏)。
发明内容
本文中所描述的一个实施例是一种方法，所述方法包括将处理系统的接收器电路与包括多个传感器电极的电容性传感器耦合。接收器电路包括多个模数转换器(ADC)，并且多个ADC中的每一个ADC与多个传感器电极中的一个或多个相应的传感器电极耦合。该方法还包括，当处理系统的发射器电路的至少一部分被禁用时，使用多个ADC中的每一个ADC来获取测量结果；以及使用所获取的测量结果将多个偏移失配值存储在处理系统的存储器中。处理系统可操作以将多个偏移失配值应用于使用多个ADC获取的电容性测量结果。
本文中所描述的另一个实施例是一种处理系统，所述处理系统包括：发射器电路，其配置成将感测信号驱动到多个传感器电极上；以及接收器电路，其包括多个模数转换器(ADC)。多个ADC中的每一个ADC与多个传感器电极中的一个或多个相应的传感器电极耦合。接收器电路配置成：当发射器电路的至少一部分被禁用时，使用多个ADC中的每一个ADC来获取测量结果；使用所获取的测量结果将多个偏移失配值存储在存储器中；以及将多个偏移失配值应用于使用多个ADC获取的电容性测量结果。
本文中所描述的另一个实施例是一种方法，所述方法包括将处理系统的接收器电路与包括多个传感器电极的电容性传感器耦合。接收器电路包括多个模数转换器(ADC)，其中多个ADC中的每一个ADC与多个传感器电极中的一个或多个相应的传感器电极耦合。该方法还包括当校准电容器被设定成第一非零电容值时，将多个ADC中的每一个ADC耦合至校准电容器以获取多个第一测量结果。该方法还包括当校准电容器被设定成第二非零电容值时，将多个ADC中的每一个ADC耦合至校准电容器以获取多个第二测量结果。该方法还包括使用第一测量结果和第二测量结果来确定对应于多个ADC的多个增益失配值，其中处理系统可操作以将多个增益失配值应用于使用多个ADC获取的电容性测量结果。
本文中所描述的另一个实施例是一种处理系统，所述处理系统包括发射器电路，其配置成将感测信号驱动到多个传感器电极上；以及接收器电路，其包括多个模数转换器(ADC)。多个ADC中的每一个ADC与多个传感器电极中的一个或多个相应的传感器电极耦合。接收器电路配置成：当校准电容器被设定成第一非零电容值时，将多个ADC中的每一个ADC耦合至校准电容器以获取多个第一测量结果。接收器电路还配置成当校准电容器被设定成第二非零电容值时，将多个ADC中的每一个ADC耦合至校准电容器以获取多个第二测量结果。接收器电路还配置成使用第一测量结果和第二测量结果来确定对应于多个ADC的多个增益失配值。接收器电路还配置成将多个增益失配值应用于使用多个ADC获取的电容性测量结果。
附图说明
为了在其中能够详细理解以上所记载的本公开的特征的方式，可以通过参考实施例来得到对以上简述的本公开的更加具体的描述，在附图中图示了所述实施例中的一些。然而，要指明的是，附图仅图示了示例性实施例，并因此不认为限制发明的范围，这是由于本公开可以容许其它同样有效的实施例。
图1是根据本文中所描述的实施例的输入设备的示意框图。
图2和图3图示了根据本文中所描述的实施例的示例性传感器电极实现方式的部分。
图4是图示了根据本文中所描述的实施例的具有多个模拟前端的示例性处理系统的图。
图5是图示了根据本文中所描述的实施例的针对模拟前端的增益失配值和偏移失配值的框图。
图6是图示了根据本文中所描述的实施例的使用校准电容器来获取测量结果的电路图。
图7是根据本文中所描述的实施例的确定多个偏移失配值的方法。
图8是根据本文中所描述的实施例的确定多个增益失配值的方法。
图9是图示了根据本文中所描述的实施例的针对增益失配值的示例性补偿的图表。
参考标号：
100 输入设备
110 处理系统
120 传感器电极
150 关联的电子设备
160 显示设备
170 感测区
200 布置
205 传感器电极
215 传感器电极
300 布置
310 传感器模块
320 显示模块
400 图
405 发射器电路
410 传感器电极发射器
415 保护放大器
420 CBC发射器
425 接收器电路
430 模拟前端
435 校准电容器
440 校准发射器
445 基线电容性测量结果
450 电容测量结果
500 框图
505 ADC
510 增益参数
515 偏移参数
520 增益失配值
525 偏移失配值
600 电路图
605 复用器
700 方法
705 方框
715 方框
725 方框
735 方框
800 方法
805 方框
815 方框
825 方框
835 方框
845 方框
900 图表
905 测量结果
910 差值
915 归一化差值
920 实际值
925 值
930 平均差值
为了促进理解，已经在可能的情况下使用相同的参考标号来标明附图共有的相同元件。预期到的是，一个实施例中公开的元件可以有利地用于其它实施例而无需特定记载。此处所参考的附图不应当被理解为按比例绘制，除非具体指明。同样，为了呈现和解释的清楚性，常常简化附图并且省略细节或部件。附图和讨论用于解释以下所讨论的原理，其中类似的标记表示类似的元件。
具体实施方式
以下的具体实施方式在本质上仅仅是示例性的而不意在限制本公开或本公开的应用和用途。此外，不存在受前面的背景、发明内容或者以下具体实施方式中所呈现的任何明示的或暗示的理论所束缚的意图。
本公开的各种实施例提供用于改进可用性的输入设备和方法。输入设备可以包括电极，所述电极操作为传感器电极以检测输入设备与输入对象(例如，触控笔或用户的手指)之间的相互作用。输入设备通常将感测信号驱动到传感器电极上，以获取对应于感测区的电容性测量结果和/或力测量结果。
输入设备的接收器电路可以包括用于获取电容性测量结果的多个模拟前端(AFE)。然而，每一个AFE可以具有不同的增益参数值和/或偏移参数值，所述值可以影响通过不同AFE获取的电容性测量结果。例如，通过不同AFE获取的电容性测量结果可以展现出由不同的值所造成的不准确度和/或不均匀性。本文中所公开的实施例描述了用于补偿增益失配和/或偏移失配的技术，其趋向于改进所获取的电容性测量结果的准确度和/或均匀性。
示例性输入设备实现方式
图1是根据本技术的实施例的输入设备100的示意框图。在各种实施例中，输入设备100包括与感测设备集成的显示设备。输入设备100可以配置成向电子系统150提供输入。如本文档中所使用的那样，术语“电子系统”(或“电子设备”)宽泛地表示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，诸如台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板电脑、网页浏览器、电子书阅读器和个人数字助理(PDA)。附加示例电子系统包括复合输入设备，诸如包括输入设备100和分离操纵杆或按键开关的物理键盘。另外的示例电子系统包括诸如数据输入设备(包括遥控设备和鼠标)和数据输出设备(包括显示屏和打印机)的外围设备。其它示例包括远程终端、信息站和视频游戏机(例如，视频游戏控制台、便携式游戏设备等)。其它示例包括通信设备(包括蜂窝电话，诸如智能电话)和媒体设备(包括记录器、编辑器和播放器，诸如电视机、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机)。另外，电子系统可以是输入设备的主设备或从设备。
输入设备100可以实现为电子系统的物理部分，或者可以与电子系统在物理上分离。视情况而定，输入设备100可以使用以下方式中的任何一种或多种与电子系统的部分进行通信：总线、网络和其它有线或无线互连件。示例通信协议包括内部集成电路(I2C)、串行外围接口(SPI)、个人系统/2(PS/2)、通用串行总线(USB)、 射频(RF)和红外数据协会(IrDA)通信协议。
在图1中，输入设备100示出为接近传感器设备(也常常称作“触摸板”或“触摸传感器设备”)，其配置成感测由一个或多个输入对象140在感测区170中提供的输入。示例输入对象包括手指和触控笔，如图1中所示出的那样。
感测区170涵盖输入设备100之上、周围、之中和/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所提供的用户输入)。特定感测区的尺寸、形状和位置可以因实施例而很大地变化。在一些实施例中，感测区170沿一个或多个方向从输入设备100的表面延伸到空间中，直到信噪比阻碍充分准确的对象检测。在各种实施例中，此感测区170沿特定方向延伸到的距离可以是大约小于一毫米、数毫米、数厘米或者更多，并且可以随所使用的感测技术的类型和所期望的准确度而显著地变化。因而，在一些实施例中，感测输入可以包括没有与输入设备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、以某个量的施加力或压力耦合的与输入设备100的输入表面的接触和/或其组合。在各种实施例中，可以由传感器电极位于其内的外壳的表面、由应用在传感器电极或者任何外壳之上的面板等来提供输入表面。在一些实施例中，感测区170当投影到输入设备100的输入表面上时具有矩形形状。
输入设备100可以利用传感器部件和感测技术的任何组合来检测感测区170中的用户输入。输入设备100包括用于检测用户输入的多个传感器电极120。输入设备100可以包括一个或多个传感器电极120，其被组合以形成传感器电极。作为若干非限制性示例，输入设备100可以使用电容性技术、弹性技术、电阻性技术、电感性技术、磁声技术、超声技术和/或光学技术。
一些实现方式配置成提供跨一维、二维、三维或更高维空间的图像。一些实现方式配置成提供沿着特定轴或平面的输入的投影。
在输入设备100的一些电阻性实现方式中，柔性且导电的第一层由一个或多个隔离件元件与导电的第二层分离。在操作期间，跨层创建一个或多个电压梯度。按压柔性的第一层可以使其充分偏移，以在层之间创建电接触，从而产生反映层之间的(一个或多个)接触点的电压输出。这些电压输出可以用来确定位置信息。
在输入设备100的一些电感性实现方式中，一个或多个传感器电极120采集由谐振线圈或线圈对所感生的回路电流。电流的幅值、相位和频率的某个组合然后可以用来确定位置信息。
在输入设备100的一些电容性实现方式中，施加电压或电流以创建电场。附近的输入对象引起电场的改变，并且产生电容性耦合的可检测改变，其可以作为电压、电流等的改变被检测。
一些电容性实现方式利用电容性传感器电极120的阵列或者其它规则或不规则图案来创建电场。在一些电容性实现方式中，分离的传感器电极120可以欧姆地短接在一起，以形成更大的传感器电极。一些电容性实现方式利用电阻片，其可以是均匀电阻性的。
如以上所讨论的那样，一些电容性实现方式利用基于传感器电极120与输入对象之间的电容性耦合的改变的“自电容”(或“绝对电容”)感测方法。在一个实施例中，处理系统110配置成将具有已知幅度的电压驱动到传感器电极120上，并且测量将传感器电极充电到所驱动电压所要求的电荷量。在其它实施例中，处理系统110配置成驱动已知电流，并且测量所产生电压。在各种实施例中，传感器电极120附近的输入对象更改传感器电极120附近的电场，因而改变所测量的电容性耦合。在一个实现方式中，绝对电容感测方法通过使用经调制的信号相对于参考电压(例如，系统接地)调制传感器电极120，以及通过检测传感器电极120与输入对象140之间的电容性耦合来进行操作。
另外，如以上所讨论的那样，一些电容性实现方式利用基于感测电极之间的电容性耦合的改变的“互电容”(或“跨电容”)感测方法。在各种实施例中，感测电极附近的输入对象140更改感测电极之间的电场，因而改变所测量的电容性耦合。在一个实现方式中，跨电容性感测方法通过以下步骤进行操作：检测一个或多个发射器感测电极(又称作“发射器电极”)与一个或多个接收器感测电极(又称作“接收器电极”)之间的电容性耦合，如下面进一步描述的那样。发射器感测电极可以相对于参考电压(例如，系统接地)被电气地调制，以发射发射器信号。接收器感测电极可以相对于参考电压保持基本上恒定，以促进对所产生信号的接收。所产生信号可以包括与一个或多个发射器信号和/或与一个或多个环境干扰源(例如，其它电磁信号)对应的(一个或多个)效应。感测电极可以是专用的发射器电极或接收器电极，或者可以配置成既发射又接收。
在图1中，处理系统110示出为输入设备100的部分。处理系统110配置成操作输入设备100的硬件，以检测感测区170中的输入。处理系统110包括一个或多个集成电路(IC)和/或其它电路部件中的部分或全部。例如，用于互电容传感器设备的处理系统可以包括：发射器电路，其配置成利用发射器传感器电极来发射信号；和/或接收器电路，其配置成利用接收器传感器电极来接收信号。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、软件代码等。在一些实施例中，构成处理系统110的部件位于一起，诸如输入设备100的(一个或多个)传感器电极120的附近。在其它实施例中，处理系统110的部件在物理上分离，其中一个或多个部件靠近输入设备100的(一个或多个)传感器电极120，而一个或多个部件在其它位置。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可以包括配置成运行于台式计算机的中央处理单元上的软件以及与中央处理单元分离的一个或多个IC(也许具有关联的固件)。作为另一个示例，输入设备100可以在物理上集成在移动设备中，所述移动设备诸如为电话，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专用于实现输入设备100。在其它实施例中，处理系统110还执行其它功能，诸如操作显示屏、驱动触觉致动器等。
处理系统110可以实现为对处理系统110的不同功能进行处理的模块的集合。每一个模块可以包括作为处理系统110的一部分的电路、固件、软件或者其组合。在各种实施例中，可以使用模块的不同组合。示例模块包括：硬件操作模块，用于操作诸如传感器电极和显示屏之类的硬件；数据处理模块，用于处理诸如传感器信号和位置信息之类的数据；以及报告模块，用于报告信息。另外的示例模块包括：传感器操作模块，配置成操作传感器电极120以检测输入；识别模块，配置成识别诸如模式改变手势之类的手势；以及模式改变模块，用于改变操作模式。处理系统110还可以包括一个或多个控制器。
在一些实施例中，处理系统110通过引起一个或多个动作而直接地响应于感测区170中的用户输入(或者没有用户输入)。示例动作包括改变操作模式，以及诸如光标移动、选择、菜单导航和其它功能的图形用户界面(GUI)动作。在一些实施例中，处理系统110向电子系统的某个部分(例如向与处理系统110分离的电子系统的中央处理系统，如果这样的分离的中央处理系统存在的话)提供关于输入(或者没有输入)的信息。在一些实施例中，电子系统的某个部分处理从处理系统110所接收的信息以作用于用户输入，诸如以促进全范围的动作，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)传感器电极120，以产生指示感测区170中的输入(或者没有输入)的电信号。处理系统110可以在产生提供给电子系统的信息期间对电信号执行任何适当量的处理。例如，处理系统110可以数字化从传感器电极120所获得的模拟电信号。作为另一个示例，处理系统110可以执行滤波或者其它信号调节。作为又一个示例，处理系统110可以减去或者以其它方式计及基线，使得信息反映电信号与基线之间的差。作为又一些示例，处理系统110可以确定位置信息、将输入识别为命令、识别笔迹等。
如本文中所使用的“位置信息”宽泛地涵盖绝对位置、相对位置、速度、加速度和其它类型的空间信息。示例性“零维”位置信息包括近/远或接触/无接触信息。示例性“一维”位置信息包括沿着轴的位置。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。另外的示例包括空间信息的其它表示。还可以确定和/或存储关于一种或多种类型的位置信息的历史数据，包括例如随时间跟踪位置、运动或者瞬时速度的历史数据。
在一些实施例中，输入设备100利用由处理系统110或者由某个其它处理系统所操作的附加输入部件来实现。这些附加输入部件可以提供用于感测区170中的输入的冗余功能性或者某种其它功能性。图1示出了感测区170附近的按钮130，其能够用来促进使用输入设备100来选择项目。其它类型的附加输入部件包括滑块、球、轮、开关等。相反地，在一些实施例中，输入设备100可以不利用其它输入部件来实现。
在一些实施例中，输入设备100包括触摸屏界面，并且感测区170重叠显示设备160的显示屏的有效区域中的至少一部分。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120，并且提供用于关联的电子系统的触摸屏界面。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)或者其它显示技术。输入设备100和显示设备160可以共享物理元件。例如，一些实施例可以利用相同电学部件中的一些以供显示和感测。作为另一个示例，显示设备160可以由处理系统110部分地或整体地操作。
应当理解的是，虽然在全功能装置的上下文中描述了本技术的许多实施例，但是本技术的机制能够以多种形式被分发为程序产品(例如，软件)。例如，本技术的机制可以被实现和分发为由电子处理器可读的信息承载介质(例如，由处理系统110可读的非瞬态计算机可读和/或可记录/可写信息承载介质)上的软件程序。另外，本技术的实施例同样适用，而与用于执行分发的介质的特定类型无关。非瞬态的电子可读介质的示例包括各种盘、存储棒、存储卡、存储模块等。电子可读介质可以基于闪速存储技术、光学存储技术、磁性存储技术、全息存储技术或者任何其它存储技术。
示例性传感器电极实现方式
图2和图3图示了根据本文中所描述的实施例的示例性传感器电极布置的部分。具体地，布置200(图2)图示了根据若干实施例的传感器电极的图案的一部分，所述传感器电极配置成在与图案关联的感测区170中进行感测。为了图示和描述的清楚性，图2示出了按照简单矩形图案的传感器电极，而没有示出各种关联的部件。感测电极的此图案包括第一多个传感器电极205(例如，205-1、205-2、205-3、205-4)以及第二多个传感器电极215(例如，215-1、215-2、215-3、215-4)。传感器电极205、215各自是以上所讨论的传感器电极120的示例。在一个实施例中，处理系统110操作第一多个传感器电极205作为多个发射器电极，并且操作第二多个传感器电极215作为多个接收器电极。在另一个实施例中，处理系统110操作第一多个传感器电极205和第二多个传感器电极215作为绝对电容性感测电极。
第一多个传感器电极205和第二多个传感器电极215典型地与彼此欧姆地隔离。即，一个或多个绝缘体将第一多个传感器电极205和第二多个传感器电极215分离，并且防止它们彼此间电气地短接。在一些实施例中，第一多个传感器电极205和第二多个传感器电极215可以设置在公共层上。多个传感器电极205、215可以由设置在它们之间的在交叠区域处的绝缘性材料电气地分离；在这样的构造中，第一多个传感器电极205和/或第二多个传感器电极215可以利用连接相同电极的不同部分的跳线来形成。在一些实施例中，第一多个传感器电极205和第二多个传感器电极215由一层或多层绝缘性材料来分离。在一些实施例中，第一多个传感器电极205和第二多个传感器电极215由一个或多个基板来分离；例如，它们可以设置在相同基板的相对侧上或者在层压在一起的不同基板上。
多个传感器电极205、215可以形成为任何期望的形状。而且，传感器电极205的尺寸和/或形状可以与传感器电极215的尺寸和/或形状不同。另外，位于基板的相同侧上的传感器电极205、215可以具有不同的形状和/或尺寸。在一个实施例中，第一多个传感器电极205可以比第二多个传感器电极215更大(例如，具有更大的表面积)，尽管这不是要求。在其它实施例中，第一多个和第二多个传感器电极205、215可以具有类似的尺寸和/或形状。
在一个实施例中，第一多个传感器电极205基本上沿第一方向延伸，而第二多个传感器电极215基本上沿第二方向延伸。例如，并且如图2中所示出的那样，第一多个传感器电极205沿一个方向延伸，而第二多个传感器电极215沿基本上垂直于传感器电极205的方向延伸。其它取向也是可能的(例如，平行或其它相对取向)。
在一些实施例中，第一多个和第二多个传感器电极205、215二者位于一起形成显示设备160的多个(或者显示堆叠)层的外部。显示堆叠的一个示例可以包括多层，诸如透镜层、一个或多个偏光器层、滤色器层、一个或多个显示电极层、显示材料层、薄膜晶体管(TFT)玻璃层和背光层。然而，显示堆叠的其它实现方式是可能的。在其它实施例中，第一多个和第二多个传感器电极205、215之一或二者位于显示堆叠内，不管是作为分离层还是显示相关层的部分被包括。例如，特定显示电极层内的Vcom电极能够配置成执行显示更新和电容性感测二者。
图3的布置300图示了根据若干实施例的传感器电极的图案的一部分，所述传感器电极配置成在感测区170中进行感测。为了图示和描述的清楚性，图3示出了按照简单矩形的图案的传感器电极120，而没有示出其它关联的部件。示例性图案包括布置成X列和Y行的传感器电极120X,Y的阵列，其中X和Y是正整数，尽管X和Y之一可以为零。预期到的是，传感器电极120的图案可以具有其它配置，诸如环形阵列、重复图案、非重复图案、单行或单列或者其它适合的实现方式。此外，在各种实施例中，传感器电极120的数目可以因行和/或因列而变化。在一个实施例中，传感器电极120中的至少一行和/或一列与其它传感器电极偏离，使得其与其它传感器电极相比沿至少一个方向延伸得更远。传感器电极120耦合到处理系统110，并且用来确定感测区170中的输入对象的存在(或者不存在)。
在第一操作模式中，传感器电极120(1201,1、1202,1、1203,1、…、120X,Y)的布置可以用来经由绝对感测技术检测输入对象的存在。即，处理系统110配置成调制传感器电极120，以获取经调制的传感器电极120与输入对象之间的电容性耦合的改变的测量结果来确定输入对象的位置。处理系统110还配置成基于利用经调制的传感器电极120所接收的所产生信号的测量结果来确定绝对电容的改变。
在一些实施例中，布置300包括一个或多个栅网电极(未示出)，其设置在传感器电极120中的至少两个传感器电极之间。(一个或多个)栅网电极可以至少部分围绕作为分组的多个传感器电极120，并且也可以，或者可选地，完全或部分围绕传感器电极120中的一个或多个。在一个实施例中，栅网电极是具有多个孔口的平面体，其中每一个孔口围绕传感器电极120中的相应一个。在其它实施例中，(一个或多个)栅网电极包括多个段，该多个段可以单独地或者按照分组或者两段或更多段来被驱动。(一个或多个)栅网电极可以与传感器电极120类似地制造。(一个或多个)栅网电极连同传感器电极120可以利用导电布线迹线耦合到处理系统110，并且用于输入对象检测。
传感器电极120典型地彼此欧姆地隔离，并且还与(一个或多个)栅网电极欧姆地隔离。即，一个或多个绝缘体将传感器电极120和(一个或多个)栅网电极分离，并且防止它们彼此间电气地短接。在一些实施例中，传感器电极120和(一个或多个)栅网电极由绝缘间隙分离，所述绝缘间隙可以用电气绝缘的材料填充，或者可以是空气间隙。在一些实施例中，传感器电极120和(一个或多个)栅网电极由一层或多层绝缘材料垂直地分离。在一些其它实施例中，传感器电极120和(一个或多个)栅网电极由一个或多个基板来分离；例如，它们可以设置在相同基板的相对侧上或者在不同基板上。在又一些其它实施例中，(一个或多个)栅网电极可以由相同基板上或者不同基板上的多个层来构成。在一个实施例中，第一栅网电极可以形成在第一基板(或者基板的第一侧)上，而第二栅网电极可以形成在第二基板(或者基板的第二侧)上。例如，第一栅网电极包括设置在显示设备160(图1)的薄膜晶体管(TFT)层上的一个或多个公共电极，而第二栅网电极设置在显示设备160的滤色器玻璃上。第一和第二栅网电极的尺寸可以在至少一个尺寸上相等或者不同。
在第二操作模式中，传感器电极120(1201,1、1202,1、1203,1、…、120X,Y)当发射器信号被驱动到(一个或多个)栅网电极上时可以用来经由跨电容性感测技术来检测输入对象的存在。即，处理系统110配置成利用发射器信号来驱动(一个或多个)栅网电极，并且利用每一个传感器电极120来接收所产生信号，其中所产生信号包括对应于发射器信号的效应，所述所产生信号由处理系统110或者其它处理器用来确定输入对象的位置。
在第三操作模式中，多个传感器电极120可以分成发射器电极和接收器电极的分组，该些分组用来经由跨电容性感测技术检测输入对象的存在。即，处理系统110可以利用发射器信号驱动传感器电极120的第一分组，并且利用传感器电极120的第二分组接收所产生信号，其中所产生信号包括对应于发射器信号的效应。所产生信号由处理系统110或者其它处理器用来确定输入对象的位置。
输入设备100可以配置成按照以上所描述的模式中的任何一种进行操作。输入设备100还可以配置成在以上所描述的模式中的任何两个或更多之间进行切换。
电容性耦合的局部化电容性感测的区域可以称作“电容性像素”、“触摸像素”、“触觉像素(tixel)”等。电容性像素可以在第一操作模式中在单独传感器电极120与参考电压之间形成、在第二操作模式中在传感器电极120与(一个或多个)栅网电极之间形成、以及在用作发射器电极与接收器电极的传感器电极120的分组(例如，图2的布置200)之间形成。电容性耦合随着与传感器电极120关联的感测区170中的输入对象的接近和运动而改变，并且因而可以用作输入设备100的感测区中的输入对象的存在的指示符。
在一些实施例中，“扫描”传感器电极120，以确定这些电容性耦合。即，在一个实施例中，驱动传感器电极120中的一个或多个以发射发射器信号。可以操作发射器使得一次一个发射器电极进行发射，或者使得同时多个发射器电极进行发射。在多个发射器电极同时进行发射的情况下，多个发射器电极可以发射相同的发射器信号，并且由此产生实际上更大的发射器电极。可替换地，多个发射器电极可以发射不同的发射器信号。例如，多个发射器电极可以根据一个或多个编码方案来发射不同的发射器信号，所述编码方案使它们对接收器电极的所产生信号的组合效应能够被独立地确定。在一个实施例中，多个发射器电极可以同时发射相同的发射器信号，而接收器电极接收该效应并且根据扫描方案被测量。
可以单个地或者多个地操作配置为接收器传感器电极的传感器电极120，以获取所产生信号。所产生信号可以用来确定电容性像素处的电容性耦合的测量结果。处理系统110可以配置成按照扫描方式和/或复用方式利用传感器电极120进行接收，以减小要进行的同时测量的数目以及支承电气结构的尺寸。在一个实施例中，一个或多个传感器电极经由诸如复用器等的切换元件耦合到处理系统110的接收器。在这样的实施例中，切换元件可以在处理系统110的内部或者在处理系统110的外部。在一个或多个实施例中，切换元件还可以配置成将传感器电极120与发射器或其它信号和/或电压电位耦合。在一个实施例中，切换元件可以配置成将多于一个接收器电极同时耦合到公共接收器。
在其它实施例中，“扫描”传感器电极120以确定这些电容性耦合包括调制传感器电极中的一个或多个，并且测量一个或多个传感器电极的绝对电容。在另一个实施例中，可以操作传感器电极使得每次多于一个传感器电极被驱动并且用以接收。在这样的实施例中，绝对电容性测量结果可以同时从一个或多个传感器电极120中的每一个来获得。在一个实施例中，传感器电极120中的每一个同时被驱动并且用以接收，从而同时从传感器电极120中的每一个获得绝对电容性测量结果。在各种实施例中，处理系统110可以配置成选择性地调制传感器电极120的一部分。例如，传感器电极可以基于但不限于以下来选择：运行在主处理器上的应用、输入设备的状态和感测设备的操作模式。在各种实施例中，处理系统110可以配置成选择性地屏蔽传感器电极120中的至少一部分，以及选择性地屏蔽(一个或多个)栅网电极122或者利用其进行发射，而同时选择性地利用其它传感器电极120进行接收和/或发射。
来自电容性像素的测量结果的集合形成表示像素处的电容性耦合的“电容性图像”(又称作“电容性帧”)。多个电容性图像可以在多个时间段期间获取，并且它们之间的差异可以用来导出与感测区中的输入有关的信息。例如，在连续时间段期间所获取的连续电容性图像能够用来跟踪进入、离开感测区以及处于感测区内的一个或多个输入对象的(一个或多个)运动。
在以上实施例中的任何一个中，多个传感器电极120可以联接在一起使得传感器电极120同时被调制或同时被用于接收。与以上所描述的方法相比，将多个传感器电极联接在一起可以产生粗糙电容性图像，其不可以用来区分精确的位置信息。然而，粗糙电容性图像可以用来感测输入对象的存在。在一个实施例中，粗糙电容性图像可以用来将处理系统110或输入设备100移出“休眠”模式或低功率模式。在一个实施例中，粗糙电容性图像可以用来将电容性感测IC移出“休眠”模式或低功率模式。在另一个实施例中，粗糙电容性图像可以用来将主控IC和显示驱动器中的至少一个移出“休眠”模式或低功率模式。粗糙电容性图像可以对应于整个传感器区域，或者仅对应于传感器区域的一部分。
输入设备100的本底电容是与感测区170中没有输入对象关联的电容性图像。本底电容随环境和操作条件而改变，并且可以按照各种方式来估计。例如，一些实施例在确定没有输入对象在感测区170中时获取“基线图像”，并且将那些基线图像用作其本底电容的估计。本底电容或基线电容可以由于两个传感器电极之间的杂散电容性耦合而存在，其中一个传感器电极利用经调制的信号来驱动，而另一个传感器电极相对于系统接地而保持固定；或者由于接收器电极与附近的经调制的电极之间的杂散电容性耦合而存在。在许多实施例中，本底电容或基线电容在用户输入手势的时间段期间可以是相对固定的。
能够针对输入设备100的本底电容来调整电容性图像，以供更有效的处理。一些实施例通过对电容性像素处的电容性耦合的测量结果进行“基线化”来产生“基线化电容性图像”以实现这一点。即，一些实施例将形成电容图像的测量结果与关联于那些像素的“基线图像”的适当的“基线值”进行比较，并且根据该基线图像来确定改变。
在一些触摸屏实施例中，传感器电极120中的一个或多个包括在更新显示屏的显示中使用的一个或多个显示电极。显示电极可以包括有源矩阵显示器的一个或多个元件，诸如分段Vcom电极((一个或多个)公共电极)中的一段或多段、源极驱动线、栅极线、阳极子像素电极或阴极像素电极或者任何其它适合的显示元件。这些显示电极可以设置在适当的显示屏基板上。例如，公共电极可以设置在一些显示屏(例如，面内切换(IPS)、边缘场切换(FFS)或面线切换(PLS)有机发光二极管(OLED))中的透明基板(玻璃基板、TFT玻璃或者任何其它透明材料)上、一些显示屏(例如，图案垂直对齐(PVA)或多域垂直对齐(MVA))的滤色器玻璃的底部上、发射层(OLED)之上等。在这样的实施例中，显示电极也能够称作“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120中的每一个包括一个或多个公共电极。在其它实施例中，至少两个传感器电极120可以共享至少一个公共电极。虽然以下描述可以描述传感器电极120和/或(一个或多个)栅网电极包括一个或多个公共电极，但是如以上所描述的各种其它显示电极也可以结合公共电极或者作为公共电极的替换方案来使用。在各种实施例中，传感器电极120和(一个或多个)栅网电极包括整个公共电极层(Vcom电极)。
在各种触摸屏实施例中，“电容性帧速率”(获取连续电容性图像的速率)与“显示帧速率”(更新显示图像(包括刷新屏幕以重新显示相同图像)的速率)可以是相同或者不同的。在各种实施例中，电容性帧速率是显示帧速率的整数倍。在其它实施例中，电容性帧速率是显示帧速率的分数倍。在又一些实施例中，电容性帧速率可以是显示帧速率的任何分数或整数倍。在一个或多个实施例中，显示帧速率可以改变(例如，以降低功率或者以提供诸如3D显示信息之类的附加图像数据)而触摸帧速率维持恒定。在其它实施例中，显示帧速率可以保持恒定而触摸帧速率增大或减小。
继续参考图3，耦合到传感器电极120的处理系统110包括传感器模块310以及可选地包括显示模块320。传感器模块310包括配置成在期望输入感测的时段期间驱动传感器电极120中的至少一个以供电容性感测的电路。在一个实施例中，传感器模块310配置成将经调制的信号驱动到该至少一个传感器电极120上，以检测该至少一个传感器电极与输入对象之间的绝对电容的改变。在另一个实施例中，传感器模块310配置成将发射器信号驱动到该至少一个传感器电极120上，以检测该至少一个传感器电极与另一个传感器电极120之间的跨电容的改变。经调制的信号和发射器信号通常是变化的电压信号，该电压信号包括在分配用于输入感测的时间段期间的多个电压转变。在各种实施例中，传感器电极120和/或(一个或多个)栅网电极可以按照不同操作模式被不同地驱动。在一个实施例中，传感器电极120和/或(一个或多个)栅网电极可以利用在相位、幅度和/或形状中的任何一个方面可以不同的信号(经调制的信号、发射器信号和/或屏蔽信号)来驱动。在各种实施例中，经调制的信号和发射器信号在形状、频率、幅度和/或相位的至少一个方面是类似的。在其它实施例中，经调制的信号和发射器信号在频率、形状、相位、幅度和相位方面是不同的。传感器模块310可以选择性地耦合到传感器电极120和/或(一个或多个)栅网电极中的一个或多个。例如，传感器模块310可以耦合到传感器电极120的所选部分，并且按照绝对或者跨电容性感测模式操作。在另一个示例中，传感器模块310可以是传感器电极120的不同部分，并且按照绝对或者跨电容性感测模式操作。在又一示例中，传感器模块310可以耦合到所有传感器电极120，并且按照绝对或者跨电容性感测模式操作。
传感器模块310配置成操作(一个或多个)栅网电极作为屏蔽电极，该屏蔽电极可以屏蔽传感器电极120免受附近导体的电效应。在一个实施例中，处理系统配置成操作(一个或多个)栅网电极作为屏蔽电极，其可以“屏蔽”传感器电极120免受附近导体的电效应，并且配置成保护传感器电极120免受(一个或多个)栅网电极影响，从而至少部分地减小(一个或多个)栅网电极与传感器电极120之间的寄生电容。在一个实施例中，将屏蔽信号驱动到(一个或多个)栅网电极上。屏蔽信号可以是诸如系统接地或其它接地的接地信号，或者可以是任何其它恒定电压(即，未经调制的)信号。在另一个实施例中，操作(一个或多个)栅网电极作为屏蔽电极可以包括电气地浮置栅网电极。在一个实施例中，在由于其与其它传感器电极的大耦合而被电极浮置时，(一个或多个)栅网电极能够操作为有效的屏蔽电极。在其它实施例中，屏蔽信号可以称作“保护信号”，其中保护信号是变化的电压信号，其具有与被驱动到传感器电极上的经调制的信号相似的相位、频率和幅度中的至少一个。在一个或多个实施例中，布线迹线可以被屏蔽以免由于(一个或多个)栅网电极和/或传感器电极120下面的布线而响应于输入对象，并且因此可以不是有源传感器电极的一部分，如传感器电极120所示出的那样。
在一个或多个实施例中，电容性感测(或输入感测)和显示更新可以在至少部分重叠的时段期间发生。例如，当公共电极被驱动用于显示更新时，该公共电极也可以被驱动用于电容性感测。在另一个实施例中，电容性感测和显示更新可以在非重叠时段期间发生，所述非重叠时段又称作非显示更新时段。在各种实施例中，非显示更新时段可以在用于显示帧的两条显示线的显示线更新时段之间发生，并且可以至少与显示更新时段在时间上一样长。在这样的实施例中，非显示更新时段可以称作“长水平消隐时段”、“长h消隐时段”或“分布式消隐时段”，其中消隐时段在两个显示更新时段之间发生，并且至少与显示更新时段一样长。在一个实施例中，非显示更新时段在帧的显示线更新时段之间发生，并且足够长以允许发射器信号的多个转变被驱动到传感器电极120上。在其它实施例中，非显示更新时段可以包括水平消隐时段和垂直消隐时段。处理系统110可以配置成在不同非显示更新时间中的任何一个或多个或者其任何组合期间驱动传感器电极120用于电容性感测。同步信号可以在传感器模块310与显示模块320之间共享，以提供对具有可重复相干频率和相位的重叠的显示更新和电容性感测时段的准确控制。在一个实施例中，这些同步信号可以配置成使得在输入感测时段的开始和结束时的相对稳定的电压能够与(例如，靠近输入积分器重置时间的结束以及靠近显示电荷共享时间的结束的)具有相对稳定的电压的显示更新时段重合。经调制的信号或发射器信号的调制频率可以处于显示线更新速率的谐波处，其中确定相位以提供从显示元件到接收器电极的几乎恒定的电荷耦合，从而使得此耦合能够作为基线图像的一部分。
传感器模块310包括电路，所述电路配置成在期望输入感测的时段期间利用传感器电极120和/或(一个或多个)栅网电极来接收所产生信号，所产生信号包括与经调制的信号或发射器信号对应的效应。传感器模块310可以确定感测区170中的输入对象的位置，或者可以将包括指示所产生信号的信息的信号提供给另一个模块或处理器，例如关联的电子设备150的处理器(即，主处理器)或者确定模块，以用于确定感测区170中的输入对象的位置。
显示模块320可以包括在处理系统110中或者与其分离。显示模块320包括配置成在非感测(例如，显示更新)时段期间向显示设备160的显示器提供显示图像更新信息的电路。
在一个实施例中，处理系统110包括第一集成控制器，其包括显示模块320以及传感器模块310(即，发射器模块和/或接收器模块)的至少一部分。在另一个实施例中，处理系统110包括：第一集成控制器，其包括显示模块320；以及第二集成控制器，其包括传感器模块310。在又一个实施例中，处理系统包括：第一集成控制器，其包括显示模块320和传感器模块310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310的第二部分(例如，发射器模块和接收器模块中的另一个)。在包括多个集成电路的那些实施例中，同步机构可以耦合在它们之间，配置成同步显示更新时段、感测时段、发射器信号、显示更新信号等。
用于多个模拟前端的校准的示例性技术
图4是图示了根据本文中所描述的实施例的具有多个模拟前端的示例性处理系统的图400。该处理系统110可以与其它实施例相结合来使用，所述实施例诸如为图2、3中所示出的和上文所讨论的传感器电极的布置200、300。
在图400中，传感器模块310包括发射器电路405和接收器电路425。尽管发射器电路405和接收器电路425被描绘为分离的部件，在其它实施例中发射器电路405和接收器电路425可以具有共享的电路。
在一些实施例中，发射器电路405包括一个或多个传感器电极发射器410，其配置成将感测信号驱动到一个或多个耦合的传感器电极上以用于电容性感测、力感测等。在一些实施例中，发射器电路405包括一个或多个保护放大器415，其配置成将保护信号驱动到一个或多个耦合的传感器电极上。在一些实施例中，发射器电路405包括一个或多个粗糙本底补偿(CBC)发射器420，其配置成减轻传感器电极的本底电容。发射器电路405的部件的任何适合的组合都是预期的。另外，可以在发射器电路405中包括配置成将信号驱动到一个或多个传感器电极上以向传感器模块310提供功能性的任何其它的部件。
在一些实施例中，接收器电路425包括多个模拟前端(AFE)430－1、430－2、…、430－n(统称作AFE 430)，每一个AFE配置成使用一个或多个耦合的传感器电极来获取电容性测量结果、力测量结果等。
如所示出的那样，接收器电路425配置成使用多个AFE 430来获取多个基线电容性测量结果445和/或多个电容性测量结果450。在一些实施例中，针对每一个AFE 430和/或AFE 430和传感器电极的特定组合来获取多个基线电容性测量结果445。与上文的讨论一致，当获取多个电容性测量结果450时，多个基线电容性测量结果445可以转而被使用。还可以使用多个AFE 430和多个传感器电极来获取其它的测量结果，诸如力测量结果。
如图5的框图500中所图示的那样，每一个AFE 430可以包括任何适合类型的模数转换器(ADC)505。ADC 505的一些非限制性示例包括流水线ADC、连续近似ADC、积分ADC、Σ－ΔADC等。每一个AFE 430可以包括其它适合的电路以获取各种测量结果，所述电路诸如是滤波电路或其它信号调节电路。在一些实施例中，每一个AFE 430包括CBC电容器，其用于减轻传感器电极的本底电容。
每一个AFE 430典型地包括具有增益参数510和偏移参数515的放大器。然而，增益参数510和/或偏移参数515可以针对每一个AFE 430而不同，这可以影响由不同的AFE 430获取的基线电容性测量结果445和电容性测量结果450。第一，不同的参数可以使得不准确度发生在基线电容性测量结果445中。例如，第一AFE 430可能将2皮法拉(pF)的基线电容测量为2.05pF(即，具有0.05pF或50飞法拉(fF)的不准确度)。第二，不同的增益参数510和/或偏移参数515可以使得不均匀性发生在由不同的AFE 430获取的基线电容性测量结果445中和电容测量结果450中。例如，使用第一AFE 430测量的2pF的基线电容可能被测量为2.05pF，而在第二AFE 430上的同一个2pF的基线电容可能被测量为1.95pF。如果第一AFE430和第二AFE 430各自测量到2.05pF，则基线电容性测量结果445会是均匀的，即使包括一些不准确度。在另一个示例中，100fF的触摸信号电容的电容测量结果450在第一AFE 430上可能被测量为105fF，而在第二AFE 430上可能被测量为95fF。再一次地，如果通过第一AFE430和第二AFE 430的电容测量结果450各自为95fF，则电容测量结果450会是均匀的，即使包括一些不准确度。
在一些实施例中，为了减轻不同参数的影响并使针对不同的AFE 430的基线电容性测量结果445和/或电容性测量结果450更好地标准化，传感器模块310可以执行一个或多个预定操作，以确定针对多个AFE 430的增益失配值520和/或偏移失配值525。增益失配值520反映针对不同AFE 430的增益参数510的差异，以及针对多个AFE 430的偏移失配值525。下文针对图8描述了用于确定偏移失配值525的示例性方法，并且下文针对图7描述了用于确定增益失配值520的示例性方法。此外，尽管分开描述了用于确定增益失配值520和偏移失配值525的示例性过程，但处理系统110的实现方式可以配置成将增益失配值520和偏移失配值525二者都应用于基线电容性测量结果445和/或电容性测量结果450，以减轻不同AFE 430的增益失配和偏移失配。
在一些实施例中，传感器模块310可以使用一个或多个校准电容器435来获取增益失配值520。一个或多个校准电容器435可以具有被精准控制的电容值。在一些实施例中，一个或多个校准电容器435可以是多个校准电容器435，其中的每一个都具有不同的电容值。在其它的实施例中，一个或多个校准电容器435可以是单个的可变电容器，其具有多个预定的电容值。一个或多个校准电容器435可以具有任何适合的实现方式，诸如单个可变电容器，可选择电容器组等。
在一些实施例中，一个或多个校准电容器435对于不同的AFE430是公共的(或由不同的AFE430共享)。然而，在其它实施例中，一个或多个校准电容器435对于每一个不同的AFE 430可以是特定的。例如，一个或多个校准电容器435可以包括AFE 430的CBC电容器。尽管CBC电容器的实现方式可以针对不同的AFE 430而不同，但对于CBC电容器的失配显著小于AFE 430的增益失配值的情况而言，这仍然可以产生可接受的结果。
当获取增益失配值520时，每一个AFE 430可以根据预定序列被单独地与一个或多个校准电容器435耦合。在一些实施例中，传感器模块310还包括复用器(未示出)，其配置为将所选的AFE 430耦合至一个或多个校准电容器435。
在一些实施例中，传感器模块310包括专用的校准发射器440，其配置为利用预定的校准信号来驱动一个或多个校准电容器435以获取增益失配值520。校准信号可以是周期性波形，诸如正弦波形、方形波形、或任何其它适合的周期性波形。在其它实施例中，发射器电路405的一个或多个其它发射器(诸如传感器电极发射器410和/或CBC发射器420)用于驱动一个或多个校准电容器435。
图6是图示了根据本文中所描述的实施例的使用校准电容器获取测量结果的电路图600。包括在电路图600中的电路可以与其它实施例结合使用，诸如实现在图1、3和4中所示出的以及上文所讨论的处理系统110内。
在电路图600中，校准发射器440向校准电容器435提供输入电压信号VCAL。如所示出的那样，校准电容器435包括具有多个可以选择的预定电容值的可变电容器。校准电容器435经由复用器605与多个AFE(AFE1、AFE2、…、AFEn)中所选的AFE耦合。因而，可以控制校准电容器435和复用器605来使用每一个AFE获取多个测量结果，其中多个测量结果中的每一个对应于校准电容器435的不同电容值。
图7是根据本文中所描述的实施例的确定多个偏移失配值的方法700。方法700可以与其它实施例结合使用，诸如使用图1、3和4中所图示的以及上文所讨论的处理系统110来执行。方法700开始于方框705，其中处理系统的接收器电路与包括多个传感器电极的电容性传感器耦合。接收器电路包括多个ADC，每一个ADC与一个或多个相应的传感器电极耦合。
在方框715处，当处理系统的发射器电路的至少一部分被禁用时，处理系统使用每一个ADC来获取测量结果。在一些实施例中，所有的发射器电路都被禁用。在理想的情况下，由于不使用发射器电路发射感测信号，每一个ADC会具有为零的测量结果。然而，由于ADC的偏移参数，ADC会获取非零的测量结果。对于给定的ADC，偏移参数应当是恒定的，而独立于哪些传感器电极与ADC耦合。在一些替换实施例中，当ADC从电容性传感器断开时，可以测量偏移参数。
在方框725处，处理系统使用所获取的测量结果来存储多个偏移失配值。在一些实施例中，多个偏移失配值包括针对每一个ADC的相应的偏移失配值。在方框735处，处理系统将多个偏移失配值应用于使用多个ADC获取的电容性测量结果。方法700在完成方框735后结束。
图8是根据本文中所描述的实施例的确定多个增益失配值的方法800。方法800可以与其它实施例结合使用，诸如使用图1、3和4中所图示的以及上文所讨论的处理系统110来执行。方法800开始于方框805，其中处理系统的接收器电路与包括多个传感器电极的电容性传感器耦合。接收器电路包括多个ADC，每一个ADC与一个或多个相应的传感器电极耦合。
在方框815处，当校准电容器被设定成第一非零电容值时，处理系统将每一个ADC耦合至校准电容器以获取多个第一测量结果。每一个ADC可以通过复用器与校准电容器耦合，并且每一个ADC可以根据预定的序列来选择。在方框825处，当校准电容器被设定成第二非零电容值时，处理系统将每一个ADC耦合至校准电容器以获取多个第二测量结果。
在一些实施例中，在获取第一测量结果和第二测量结果的同时，处理系统操作处于预定状态的发射器电路。可以基于接收器电路的动态范围来选择预定状态。例如，接收器电路的动态范围可以是不足以支持其中使用发射器电路驱动一个或多个传感器电极使得削波发生在接收器电路中的实现方式。这可能是针对电容性传感器的一些绝对电容性实现方式的情况。在这样的情况下，预定状态包括启用发射器电路的发射器，其可以包括保护放大器。
在另一个示例中，接收器电路的动态范围足以支持其中使用发射器电路驱动一个或多个传感器电极不使得削波发生在接收器电路中的实现方式。这可能是针对电容性传感器的一些跨电容性实现方式的情况。在这样的情况下，预定状态包括禁用发射器电路的发射器。
在一些实施例中，获取第一测量结果和/或第二测量结果包括启用校准发射器。在一些实施例中，校准发射器包括用于执行绝对电容性感测的保护放大器。在一些实施例中，校准发射器包括用于执行跨电容性感测的CMOS驱动器。
在方框835处，处理系统使用第一测量结果和第二测量结果来确定对应于多个ADC的多个增益失配值。在方框845处，处理系统将多个增益失配值应用于使用多个ADC获取的电容性测量结果。方法800在完成方框845后结束。
图9是图示了根据本文中所描述的实施例的针对增益失配值的示例性补偿的图表900。补偿可以与其它实施例结合使用，诸如在上文所讨论的方法800中执行。
图表900图示了校准电容器的实际值920，以及对应于由AFE1、AFE2、…、AFEn获取的测量结果的值925(1)、925(2)、…、925(n)。对于具有1.00pF的实际值920的第一校准电容器值CCAL(1)，由AFE1获取的第一测量结果905(1)为1.02pF，由AFE2获取的第一测量结果905(1)为0.95pF，并且由AFEn值获取的第一测量结果905(1)为1.05pF。对于具有2.00pF的实际值920的第二校准电容器值CCAL(2)，由AFE1获取的第二测量结果905(2)为2.05pF，由AFE2获取的第二测量结果905(2)为1.91pF，并且由AFEn获取的第二测量结果905(2)为2.09pF。
在一些实施例中，确定第一测量结果905(1)和第二测量结果905(2)之间的多个差值910。每一个差值910对应于多个AFE中的相应的AFE。在图表900中，AFE1的差值910为2.05pF－1.02pF＝1.03pF，AFE2的差值910为1.91pF－0.95pF＝0.96pF，而AFEn的差值910为2.09pF－1.05pF＝1.04pF。
在一些实施例中，将平均差值930确定为多个差值910的算术平均。如所示出的那样，平均差值930是1.02pF。在一些实施例中，通过将多个差值910中的每一个除以平均差值930来确定多个归一化差值915。如所示出的那样，AFE1的归一化差值915是1.01，AFE2的归一化差值915是0.94，AFEn的归一化差值915是1.02。
在一些实施例中，应用多个增益失配值包括通过归一化差值915来换算基线电容性测量结果和/或电容性测量结果。例如，由AFE1获取的电容性测量结果可以乘以(1/1.01)，由AFE2获取的电容性测量结果可以乘以(1/0.94)，并且由AFEn获取的电容性测量结果可以乘以(1/1.02)。换算基线电容性测量结果和/或电容性测量结果因而减轻不同AFE之间的增益失配。
在一些实施例中，在应用增益失配值之前，将偏移失配值应用于基线电容性测量结果和/或电容性测量结果。例如，假定AFE1的偏移失配值是－0.01fF，AFE2的偏移失配值是－0.01fF，并且AFEn的偏移失配值是+0.01fF。当测量耦合的传感器电极的电容的绝对值时，可以在应用增益失配值之前从每一个测量结果中减去偏移失配值。在一些情况下，当从基线电容性测量结果中测量Δ(即，电容的改变)时，当从电容性测量结果中减去基线电容性测量结果时，将偏移失配值移除。在从电容性测量结果中减去基线电容性测量结果之后，应用增益失配值。
因而，呈现了本文中所阐述的实施例和示例，以便最佳地根据本技术及其特定应用来解释实施例，并且由此使本领域技术人员能够做出和使用本公开。然而，本领域技术人员将意识到的是，仅出于说明和示例的目的而已经呈现了前面的描述和示例。所阐述的描述不意在是穷尽性的或者将本公开限制于所公开的精确形式。
鉴于前面的内容，本公开的范围由后面的权利要求来确定。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
将处理系统的接收器电路与包括多个传感器电极的电容性传感器耦合，所述接收器电路包括多个模数转换器(ADC)，所述多个ADC中的每一个ADC与所述多个传感器电极中的一个或多个相应的传感器电极耦合；
当所述处理系统的发射器电路的至少一部分被禁用时，使用所述多个ADC中的每一个ADC来获取测量结果；以及
使用所获取的测量结果将多个偏移失配值存储在所述处理系统的存储器中，
其中所述处理系统可操作以将所述多个偏移失配值应用于使用所述多个ADC获取的电容性测量结果。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述多个偏移失配值中的每一个偏移失配值对应于所述多个ADC中的相应的ADC。
3.如权利要求1所述的方法，其中使用所述多个ADC获取的所述电容性测量结果包括基线电容性测量结果。
4.如权利要求3所述的方法，其中将所述多个偏移失配值应用于所述电容性测量结果包括：
针对所述多个ADC中的第一ADC，从由所述第一ADC获取的第一基线电容性测量结果中减去对应于所述第一ADC的第一偏移失配值。
5.如权利要求1所述的方法，还包括：
禁用所述发射器电路，其中所述发射器电路包括以下项目中的至少一个：传感器电极发射器、保护放大器以及粗糙本底补偿发射器。
6.如权利要求1所述的方法，还包括：
当校准电容器被设定成第一非零电容值时，将所述多个ADC中的每一个ADC耦合至所述校准电容器以获取多个第一测量结果；
当所述校准电容器被设定成第二非零电容值时，将所述多个ADC中的每一个ADC耦合至所述校准电容器以获取多个第二测量结果；以及
使用所述第一测量结果和所述第二测量结果来确定对应于所述多个ADC的多个增益失配值，
其中所述处理系统可操作以将所述多个增益失配值应用于使用所述多个ADC获取的电容性测量结果。
7.如权利要求6所述的方法，还包括：
在将所述多个偏移失配值应用于所述电容性测量结果之后，将所述多个增益失配值应用于所述电容性测量结果。
8.一种处理系统，包括：
发射器电路，其配置成将感测信号驱动到多个传感器电极上；以及
接收器电路，其包括多个模数转换器(ADC)，所述多个ADC中的每一个ADC与所述多个传感器电极中的一个或多个相应的传感器电极耦合，其中所述接收器电路配置成：
当所述发射器电路的至少一部分被禁用时，使用所述多个ADC中的每一个ADC来获取测量结果；
使用所获取的测量结果将多个偏移失配值存储在存储器中；以及
将所述多个偏移失配值应用于使用所述多个ADC获取的电容性测量结果。
9.如权利要求8所述的处理系统，其中所述多个偏移失配值中的每一个偏移失配值对应于所述多个ADC中的相应的ADC。
10.如权利要求8所述的处理系统，其中使用所述多个ADC获取的所述电容性测量结果包括基线电容性测量结果。
11.如权利要求10所述的处理系统，其中将所述多个偏移失配值应用于所述电容性测量结果包括：
针对所述多个ADC中的第一ADC，从由所述第一ADC获取的第一基线电容性测量结果中减去对应于所述第一ADC的第一偏移失配值。
12.如权利要求8所述的处理系统，其中所述发射器电路包括以下项目中的至少一个：传感器电极发射器、保护放大器以及粗糙本底补偿发射器。
13.如权利要求8所述的处理系统，其中所述接收器电路还配置成：
当校准电容器被设定成第一非零电容值时，将所述多个ADC中的每一个ADC耦合至所述校准电容器以获取多个第一测量结果；
当所述校准电容器被设定成第二非零电容值时，将所述多个ADC中的每一个ADC耦合至所述校准电容器以获取多个第二测量结果；
使用所述第一测量结果和所述第二测量结果来确定对应于所述多个ADC的多个增益失配值；以及
将所述多个增益失配值应用于使用所述多个ADC获取的所述电容性测量结果。
14.如权利要求13所述的处理系统，其中在将所述多个偏移失配值应用于所述电容性测量结果之后，执行将所述多个增益失配值应用于所述电容性测量结果。
15.一种方法，包括：
将处理系统的接收器电路与包括多个传感器电极的电容性传感器耦合，所述接收器电路包括多个模数转换器(ADC)，所述多个ADC中的每一个ADC与所述多个传感器电极中的一个或多个相应的传感器电极耦合；
当校准电容器被设定成第一非零电容值时，将所述多个ADC中的每一个ADC耦合至所述校准电容器以获取多个第一测量结果；
当所述校准电容器被设定成第二非零电容值时，将所述多个ADC中的每一个ADC耦合至所述校准电容器以获取多个第二测量结果；以及
使用所述第一测量结果和所述第二测量结果来确定对应于所述多个ADC的多个增益失配值，
其中所述处理系统可操作以将所述多个增益失配值应用于使用所述多个ADC获取的电容性测量结果。
16.如权利要求15所述的方法，还包括：
当获取所述第一测量结果和所述第二测量结果时，按预定状态操作所述处理系统的发射器电路，其中基于所述接收器电路的动态范围来选择所述预定状态。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述接收器电路的所述动态范围不足以支持一实现方式，在该实现方式中使用所述发射器电路驱动一个或多个传感器电极使得削波发生在所述接收器电路中，
其中所述预定状态包括启用所述发射器电路的发射器。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述接收器电路的所述动态范围足以支持一实现方式，在该实现方式中使用所述发射器电路驱动一个或多个传感器电极不使得削波发生在所述接收器电路中，
其中所述预定状态包括禁用所述发射器电路的发射器。
19.如权利要求15所述的方法，其中确定对应于所述多个ADC的所述多个增益失配值包括：
针对所述多个ADC中的每一个ADC，确定对应的第一测量结果与对应的第二测量结果之间的相应的差值，其中确定多个差值；以及
使用所述多个差值来确定平均差值，其中使用所述平均差值和所述多个差值来确定所述多个增益失配值。
20.如权利要求19所述的方法，其中确定所述多个增益失配值包括：
通过将所述多个差值中的每一个除以所述平均差值来确定多个归一化差值；以及
其中应用所述多个增益失配值包括通过所述归一化差值来换算使用所述多个ADC获取的所述电容性测量结果。
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