CN109725779B - 触摸检测设备和检测触摸的方法 - Google Patents

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Abstract

一种触摸检测设备和检测触摸的方法，采用：电流至电压转换器，被配置为将从触摸面板接收的接收信号转换为感测信号，并且还被配置为响应于复位信号而周期性地复位达第一时间段；模数转换器，被配置为将基于感测信号的模拟信号转换为第一数字输出信号；以及控制器，被配置为通过对第一数字输出信号的与第一时间段相对应的第一部分执行数据插值来基于第一数字输出信号生成第二数字输出信号。

Description

触摸检测设备和检测触摸的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年9月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0128305号的优先权，该申请的公开内容通过引用全部并入本文中。
技术领域
本公开的发明构思涉及指示器的触摸检测，并且更具体地涉及触摸检测设备和检测触摸的方法。
背景技术
触摸面板安装在各种电子设备上。触摸面板可以提供电子设备外部的指示器可以触摸的区域，并且可以包括用于检测指示器的多个电极。可以通过处理从触摸面板中的多个电极中的至少一个电极提供的信号来识别触摸面板上触摸的指示器的触摸坐标。此外，当指示器在触摸面板上进行触摸时，电子设备可以通过识别由指示器引起的触摸压力以及触摸坐标来另外提供各种功能。从触摸面板提供的信号可能包括在电子设备内部和/或外部生成的噪声，并且通过消除噪声，可以更精确地检测指示器的触摸。
发明内容
根据本发明构思的一个方面，提供了一种用于通过减少或去除从触摸面板接收的信号中的显示噪声来更精确地检测指示器的触摸的设备。
根据本发明构思的另一方面，提供了一种通过减少或去除从触摸面板接收的信号中的显示噪声来更精确地检测指示器的触摸的方法。
根据本发明构思的一个方面，提供了一种触摸检测设备，所述触摸检测设备包括：电流至电压转换器，被配置为将从触摸面板接收的接收信号转换为感测信号并且响应于复位信号而周期性地复位达第一时间段；模数转换器，被配置为将基于感测信号生成的模拟信号转换为第一数字输出信号；以及控制器，被配置为通过对第一数字输出信号的第一部分执行数据插值，来基于第一数字输出信号生成第二数字输出信号，其中第一数字输出信号的所述第一部分对应于所述第一时间段。
根据本发明构思的另一方面，提供了一种用于处理随指示器在触摸面板上的触摸而变化的接收信号的触摸检测设备。所述触摸检测设备包括：模拟前端，被配置为通过转换和放大接收信号来生成第一输出信号，其中所述模拟前端响应于复位信号而周期性地复位，以生成具有非连续数据值的第一输出信号；以及控制器，被配置为通过基于连续时段的数据值对具有非连续数据值的第一输出信号的非连续时段进行插值来生成具有连续数据值的第二输出信号，并且还被配置为检测第二输出信号的频率。
根据本发明构思的另一方面，提供了一种用于处理随指示器在触摸面板上的触摸而变化的接收信号的触摸检测设备，所述触摸检测设备包括：模拟前端，被配置为通过转换和放大接收信号来生成第一输出信号；以及控制器，被配置为基于在第一输出信号的第二时段之前的第一输出信号的第一时段的第一数据值和在所述第二时段之后的第一输出信号的第三时段的第三数据值来对所述第二时段的第二数据值进行插值。
根据本发明构思的另一方面，提供了一种通过处理随指示器在触摸面板上的触摸而变化的接收信号来检测触摸的方法。所述方法包括：基于接收信号生成输出信号，其中输出信号作为与接收信号的变化相对应的数据值；通过基于输出信号的第一时段的数据值和输出信号的第三时段的数据值对在所述第一时段和所述第三时段之间的输出信号的第二时段的至少一个数据值进行插值来生成重构的输出信号；以及检测重构的输出信号的幅度和频率。
根据本发明构思的又一方面，一种设备，包括：模拟前端(AFE)，被配置为从触摸面板接收接收信号，其中接收信号随指示器在触摸面板上的触摸而变化，并且响应于此而输出具有多个数据值的第一数字信号，其中所述多个数据值随指示器在触摸面板上的触摸而变化；以及控制器，被配置为接收第一数字信号并响应于此而输出第二数字信号，其中控制器被配置为用插值的数据值替代第一数字信号的数据值中的一个或多个数据值以生成第二数字信号，其中所述一个或多个数据值对应于当接收信号中的噪声水平大于其他时间段时的第一时间段。
附图说明
根据以下结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解本发明构思的实施例。
图1是触摸检测设备的示例实施例的框图。
图2是示出了在时域中的图1的触摸检测设备的信号波形的曲线图。
图3A和图3B是示出了数据插值方法的示例实施例的图。
图4是模拟前端(AFE)的示例实施例的电路图。
图5是AFE的另一示例实施例的电路图。
图6是触摸检测设备的另一示例实施例的框图。
图7是示出了在时域中的图6的触摸检测设备的信号波形的曲线图。
图8是用于解释显示噪声的图。
图9A、图9B、图9C和图9D是示出了定时信号和复位信号的示例实施例的曲线图。
图10是触摸检测电路的示例实施例的框图。
图11是示出了图10中的信号发生器的复位信号生成方法的曲线图。
图12是触摸检测电路的另一示例实施例的框图。
图13A、图13B和图13C是示出了在频域中的图12的AFE的内部信号的曲线图。
图14A和图14B是AFE的更多示例实施例的电路图。
图15是触摸检测方法的示例实施例的流程图。
图16是触摸检测方法的另一示例实施例的流程图。
图17是包括触摸检测设备的示例实施例的系统的框图。
图18是系统的示例实施例的框图。
具体实施方式
下文将参考附图描述本公开的实施例。
图1是触摸检测设备10的示例实施例的框图，并且图2是示出了在时域中的图1的触摸检测设备10的信号波形的曲线图。
触摸检测设备10可以安装在具有触摸识别功能的各种电子设备上。例如，触摸检测设备10可以安装在诸如个人计算机(PC)、网络服务器、平板PC、电子阅读器、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、移动电话、物联网(IoT)设备、冰箱和导航设备之类的电子设备上。此外，触摸检测设备10可以安装在作为车辆、家具、制造设施、门以及各种测量仪器中的一部分而提供的电子设备上。
参考图1，触摸检测设备10可以包括触摸面板100、模拟前端(AFE)210和控制器220。AFE 210和控制器220可以构成触摸检测电路200，其处理由触摸面板100提供的接收信号RX(或输入信号)，从而检测触摸。AFE 210和控制器220可以集成在一个半导体芯片中或集成在不同的半导体芯片中。尽管图1的触摸检测设备10包括触摸面板100，但是包括AFE210和控制器220的触摸检测电路200可以被称为触摸检测设备，而没有触摸面板100。
触摸面板100可以包括多个电极110。例如，多个电极110可以包括沿第一方向延伸的第一电极和沿第二方向延伸的第二电极。第一电极和第二电极均可以作为用于从外部接收发送信号的驱动电极和/或用于向触摸面板100的外部提供接收信号的感测电极来操作。
由于指示器或从指示器提供的信号改变了电容，所以在感测电极中布置在触摸指示器的点处的感测电极可以提供与其他感测电极不同的接收信号。换句话说，接收信号RX可以包括通过指示器的触摸而生成的触摸信号。在这种情况下，指示器对触摸面板100的触摸不仅可以包括指示器与触摸面板100接触的情况，还可以包括指示器靠近触摸面板100的情况。
指示器可以是指通过触摸或几乎触摸触摸面板100而可以引起触摸面板100输出的接收信号(例如，接收信号RX)改变的任何对象。例如，指示器可以是其上安装有触摸检测设备10的电子设备的用户的身体部位的一部分(例如，手指)，可以是用户佩戴或使用的物品(例如，手套、触摸笔或者手写笔)，或者可以是其位置随操作而变化的另一系统的一部分。
如下所述，随着由触摸面板100输出的接收信号(例如，接收信号RX)被处理，可以识别由指示器施加到触摸面板100的触摸压力以及触摸面板100上触摸的指示器的位置(例如，触摸面板100上的坐标)，并且相应地，安装有触摸检测设备10的电子设备可以根据指示器的压力提供附加功能。
AFE 210可以从触摸面板100接收接收信号RX(或输入信号)，并且可以处理接收信号RX，从而生成对应于接收信号RX的输出信号DOUT。从触摸面板100接收到的接收信号RX可以是响应于指示器的触摸而变化的模拟信号。例如，接收信号RX可以是交流信号。输出信号DOUT可以是具有随着接收信号RX的变化而变化的数据值的数字信号。AFE 210可以将接收信号RX转换为包括与接收信号RX相对应的数字值的输出信号DOUT，使得控制器220可以容易地检测指示器的触摸。例如，AFE 210可以转换和/或放大接收信号RX和/或去除接收信号RX中的噪声。
AFE 210可以包括输入缓冲器201、滤波器202、放大器203和模数转换器204(以下称为ADC)。输入缓冲器201、滤波器202、放大器203和ADC 204可以构成用于处理从触摸面板100提供的一个接收信号RX的一个接收器。尽管为了便于描述，图1中的AFE 210包括一个接收器，但是AFE 210可以从触摸面板100接收多个接收信号，并且可以包括同时处理多个接收信号的多个接收器。在实施例中，AFE210可以进一步包括向触摸面板100的电极110提供发送信号的发送器。
输入缓冲器201可以通过将从触摸面板100提供的接收信号RX转换为感测信号VS来接收触摸信号。在一些实施例中，接收信号RX可以是电流信号，并且感测信号VS可以是电压信号。在那种情况下，输入缓冲器201可以被称为电流-电压转换器。接收信号RX可以是变化的交流电。输入缓冲器201可以用作电流放大器或电流-电压转换器，并生成根据或对应于接收信号RX而变化的感测信号VS。
滤波器202可以衰减感测信号VS的频带中的一个或多个频带以便降低噪声。滤波器202可以是开关电容器滤波器或包括多个单元电容器的离散时间滤波器，以及可以是包括至少一个有源元件或无源元件的连续时间滤波器。
滤波器202可以具有设定的通带和阻带，其中阻带具有至少一个截止频率的边界。接收信号RX可以包括根据或响应于指示器的触摸的触摸信号和噪声，并且通过转换接收信号RX生成的感测信号VS也可以包括触摸信号和噪声。触摸信号的频带和噪声的频带可以彼此不同，并且滤波器202的设定通带可以被设置为包括由于触摸信号而引起的频带。因此，滤波器202可以去除感测信号VS的频带之中由于噪声而引起的一些或全部频带，从而生成包括触摸信号并且去除了小噪声或全部噪声的滤波器输出信号FOUT。
放大器203可以通过用设定的增益放大滤波器输出信号FOUT来生成模拟输出信号AOUT。放大器203可以被实现为可变增益放大器或可编程增益放大器。在实施例中，放大器203的增益可以根据从控制器220提供的控制信号来设置。
ADC 204可以通过对模拟输出信号AOUT进行数字转换来生成数字输出信号DOUT。ADC 204可以基于采样频率对模拟输出信号AOUT进行采样并将采样值转换为数据值(或数字码)。采样频率可以被设置为比模拟输出信号AOUT的频率相对更高，使得对应于多个采样值的数据值充分地反映模拟输出信号AOUT的波动。
在实施例中，AFE 210可以响应于复位信号RST被复位(或保持)达预定时间段，以在处理接收信号RX时避免噪声，从而生成数据信号DOUT。
参考图2，接收信号RX可以包括触摸信号，并且噪声可能在接收信号RX中。复位信号RST可以被设置为在接收信号RX中存在噪声的时段(即，间隔)中具有有效电平，例如高电平。复位信号RST具有有效电平的时段，即复位信号RST的有效时段可以被称为复位时段Trst。在实施例中，噪声可能周期性地出现在接收信号RX中。因此，复位信号RST可以被设置为周期性地具有有效电平的周期性信号。
响应于复位信号RST，AFE 210可以在复位时段Trst中被复位。在复位时段Trst中，AFE 210可以不执行转换和放大接收信号RX的操作，由此避免噪声。具体地，响应于复位信号RST，AFE 210中设置的输入缓冲器201、滤波器202和放大器203中的至少一个可以被复位。因此，与复位信号RST的复位时段Trst相对应的输出信号DOUT的复位数据时段RP的数据值(或多个数据值)可以具有与接收信号RX无关的值。在实施例中，输出信号DOUT的复位数据时段RP的数据值可以是恒定的。
返回参考图1，控制器220可以控制AFE 210并基于由AFE 210提供的输出信号DOUT来检测指示器的触摸，以生成触摸检测信号TDET。控制器220可以用数字信号处理器、微处理器、专用处理器等来实现。
例如，控制器220可以基于输出信号DOUT的幅度和频率来检测触摸坐标和触摸压力，并且可以生成包括关于触摸坐标和触摸压力的信息的触摸检测信号TDET。控制器220可以通过向AFE 210提供复位信号RST来控制AFE 210的复位。控制器220可以基于从外部提供的定时信号生成复位信号RST，或者可以基于从AFE 210提供的输出信号DOUT来确定接收信号RX中存在噪声的时段，并且基于确定的结果生成复位信号RST。另外，控制器220可以设置放大器203的增益。
如上所述，当AFE 210响应于复位信号RST而被复位时，由于输出信号DOUT的复位数据时段RP的数据值(或多个数据值)是与接收信号RX无关的值，所以可以避免噪声，但是触摸信号也可能不会被反映。如图2所示，输出信号DOUT在复位数据时段RP以外的时段中具有根据或对应于触摸信号的数据值，但在复位数据时段RP中具有与触摸信号无关的数据值。此外，即使AFE 210未被复位，由于接收信号RX中引入的噪声，输出信号DOUT的复位数据时段RP也可具有不正确反映触摸信号的噪声数据值。因此，输出信号DOUT的复位数据时段RP具有非连续的数据值。在这种情况下，当数据值非连续时，这意味着数据值突然改变或者数据值不改变。结果，控制器220可能无法从输出信号DOUT提取准确的幅度和频率信息，并且当基于输出信号DOUT的幅度和频率检测触摸坐标和压力时，可能在触摸压力中发生错误。
然而，根据本实施例的控制器220可以对输出信号DOUT的复位数据时段RP的数据值进行插值以生成如图2所示的重构的输出信号DOUT_R，并且可以基于重构的输出信号DOUT_R提取幅度和频率信息。换句话说，控制器220可以将数据插值方法应用于输出信号DOUT，从而针对输出信号DOUT的复位数据时段RP恢复或重构触摸信号的数据值。
控制器220可以基于输出信号DOUT的数据值之中在复位数据时段RP之前的时段和之后的时段的数据值来生成复位数据时段RP的数据值。控制器220可以使用各种数据插值方法来生成复位数据时段RP的数据值。重构的输出信号DOUT_R可以具有连续的数据值。控制器220可以从重构的输出信号DOUT_R中提取正确的幅度和频率信息。
从触摸面板100提供的接收信号RX可能包括各种噪声。接收信号RX可以因各种噪声以及指示器而变化。例如，接收信号RX可以包括从电子设备中的其他组件、触摸面板100外部的光、连接到电子设备的充电器、显示面板等生成的噪声。由于噪声的影响，触摸检测可能不准确。
然而，在根据本公开的示例实施例的触摸检测设备10中，AFE 210在接收信号RX中存在噪声的时段期间被复位(或保持)，并且因此可以避免噪声。另外，控制器220可以通过经由数据插值方法在复位时段Trst中恢复触摸信号来重构输出信号DOUT，并且可以基于重构的输出信号DOUT_R来执行触摸检测。因此，根据本公开实施例的触摸检测设备10可以最小化噪声的影响并提高触摸检测的准确性。
图3A和图3B是示出了数据插值方法的示例实施例的图。
图3A和图3B所示的数据插值方法可以由图1的控制器220执行。
输出信号DOUT包括从ADC 204输出的数据值，并且数据值可随时间变化。如上所述，与复位信号RST的复位时段Trst相对应的输出信号DOUT的复位数据时段的数据值(例如，图3A和图3B的第二时段P2的数据值)可能由于噪声而无法反映触摸信号。因此，为了生成反映触摸信号的数据值，控制器220可以基于输出信号DOUT的第一时段P1和第三时段P3的数据值来对第二时段P2的数据值进行插值。在这种情况下，输出信号DOUT的第一时段P1和第三时段P3可以被称为包括连续数据值的连续时段，并且第二时段P2可以被称为包括至少一个非连续数据值的非连续时段。
例如，如图3A和图3B所示，控制器220可以通过使用线性插值来对第二时段P2的数据值进行插值。控制器220可以基于与最接近输出信号DOUT的第二时段P2的时间点相对应的数据值(例如，数据值D1和数据值D3)来生成第二时段P2的至少一个数据值(图3A中的数据值D2和图3B中的数据值D2_1和D2_2)。
如图3A所示，当输出信号DOUT在第二时段P2的时间t1处包括一个数据值时(例如，当第二时段P2小于采样周期的两倍时)，数据值D1与数据值D3之间的中间值(例如，通过将数据值D1和数据值D3的和除以2所获得的值)可以对应于时间t1处的数据值D2。
如图3B所示，当输出信号DOUT在第二时段P2的时间t1和时间t2处包括数据值时(例如，当第二时段P2大于采样周期的两倍并且小于采样周期的三倍时)，通过将数据值D1和数据值D3的和除以1/3和2/3而生成的中间值中较大的一个可以对应于时间t1处的数据值D2_1，并且中间值的较小值可以对应于时间t2处的数据值D2_2。
已经参考图3A和图3B描述了由图1的控制器220执行的数据插值方法。然而，本公开不限于此，并且可以使用各种数据插值方法。
图4是AFE 210a的示例实施例的电路图。参考图4，AFE 210a可以包括输入缓冲器201a、滤波器202a、放大器203a和ADC 204a。
图4的AFE 210a是图1的AFE 210的实现示例。参考图1给出的输入缓冲器201、滤波器202、放大器203和ADC 204的描述可以分别应用于图4中的输入缓冲器201a、滤波器202a、放大器203a和ADC 204a，并且因此将省略冗余描述。
在AFE 210a中，输入缓冲器201a可以响应于复位信号RST而被复位。
输入缓冲器201a可以包括运算放大器AMP、电阻器R1和电容器C1，并且可以被实现为电流至电压转换器，其中电阻器R1和电容器C1并联连接在输入端子IN1和输出端子ON1之间。
复位开关RSW可以连接在输入端子IN1和输出端子ON1之间，并且复位开关RSW可以响应于激活的复位信号RST而接通。例如，复位开关RSW可以响应于复位信号RST的有效电平(例如，高电平)而接通。
当复位开关RSW处于关断状态时，输入缓冲器201a可以输出对应于接收信号RX的感测信号VS。感测信号VS可以响应于接收信号RX的变化而变化。当复位开关RSW接通时，输入端子IN1和输出端子ON1可以彼此直接连接，并且可以停止输入缓冲器201a将接收信号RX转换为感测信号VS的操作。在该状态下，输入缓冲器201a可以输出与接收信号RX无关的感测信号VS，例如具有固定电平的感测信号VS。因此，当复位开关RSW接通时，通过经由滤波器202a、放大器203a和ADC 204a转换并放大感测信号VS而输出的输出信号DOUT也可以具有与接收信号RX无关的数据值。
如上所述，根据本实施例，当输入缓冲器201a响应于复位信号RST而被复位时，AFE210a可被复位。
图5是AFE 210b的示例实施例的电路图。参考图5，AFE 210b可以包括输入缓冲器201b、滤波器202b、放大器203b和ADC 204b。
图5的AFE 210b是图1的AFE 210的实现示例。参考图1给出的输入缓冲器201、滤波器202、放大器203和ADC 204的描述可以分别应用于输入缓冲器201b、滤波器202b、放大器203b和ADC 204b，并且因此将省略冗余描述。
在AFE 210b中，输入缓冲器201b和放大器203b可以响应于复位信号RST而被复位。
输入缓冲器201b的配置和操作与图4的输入缓冲器201a的配置和操作相同，并且将省略冗余描述。
放大器203b可以包括运算放大器AMP2和可变电阻器VR1和VR2，并且可以利用根据可变电阻器VR1和VR2之间的电阻值比所设置的增益来放大滤波器输出信号FOUT。
放大器203b还可以包括连接到输入端子IN2的第一复位开关RSW1和第二复位开关RSW2。第一复位开关RSW1可以响应于激活的复位信号RST而关断，以在复位时段Trst期间阻断滤波器202b的输出端子与输入端子IN2之间的电连接。在复位时段Trst中，滤波器输出信号FOUT不被发送给放大器203b。第二复位开关RSW2可以响应于激活的复位信号RST而接通，以向输入端子IN2提供共模电压VCM。例如，共模电压VCM可以是地电压。放大器203b可以在复位时段Trst中输出地电压或具有固定电平的另一电压，作为模拟输出信号AOUT。在实施例中，放大器203b还可以包括连接到输出端子ON2的第三复位开关RSW3，并且第三复位开关RSW3可以响应于激活的复位信号RST而关断，以防止放大器203b的输出被输出到ADC204b。因此，在复位时段Trst中从ADC 204b输出的输出信号DOUT可以具有与接收信号RX无关的数据值。
在图4和图5中，为了便于说明，输入缓冲器201a和201b以及放大器203b中的电路仅仅是示例，并且输入缓冲器201a和201b以及放大器203b可以包括与图4和图5中所示的电路不同的电路。例如，输入缓冲器201a和201b以及放大器203b可以进一步包括其他组件，或者可以包括替代图4和图5中所示的组件的其他组件。
图6是触摸检测设备10c的示例实施例的框图，并且图7是示出了在时域中的图6的触摸检测设备10c的信号波形的曲线图。
类似于图1的触摸检测设备10，图6的触摸检测设备10c可以包括触摸面板100c、AFE 210c和控制器220c。AFE 210c和控制器220c可以构成触摸检测电路200c。如图6所示，触摸面板100c可以被指示器20(例如，手写笔)触摸。
触摸面板100c可以向AFE 210c提供根据指示器20的触摸而变化的接收信号RX。例如，当指示器20是手写笔时，指示器20可以包括具有可变电容器VC和电感器L的谐振电路，并且可以向触摸面板100c提供从谐振电路生成的谐振信号。指示器20可以向触摸面板100c提供自生成的谐振信号或基于通过触摸面板100c的驱动电极(第一电极101c或第二电极102c)所提供的发送信号TX而生成的谐振信号。触摸面板100c的感测电极(第一电极101c或第二电极102c)可以通过在触摸面板100c和指示器20之间形成的电容器C2接收从指示器20提供的谐振信号，作为指示器20的触摸信号。因此，接收信号RX可以包括从指示器20提供的触摸信号。
AFE 210c可以从接收信号RX生成输出信号DOUT。类似于图4中所示的AFE 210a和图5中所示的AFE 210b，AFE 210c可以包括输入缓冲器201c、滤波器202c、放大器203c和ADC204c，并且可以响应于复位信号RST而被复位。在图6中，为了便于说明，输入缓冲器201c和放大器203c中的电路仅仅是示例，并且输入缓冲器201c和放大器203c可以包括与图6中示出的电路不同的电路。
AFE 210c还可以包括频率调制器205c。频率调制器205c可以对感测信号VS的频率进行下调制或下变频，从而生成频率调制信号MOUT。频率调制器205c可以基于预定调制频率来调制感测信号VS的频率，或者基于根据接收信号RX的频率自适应地改变的调制频率来调制感测信号VS的频率。
尽管在图6中示出了输入缓冲器201c可以响应于复位信号RST而被复位，但是本公开不限于此。如以上参考图1所述，AFE 210c的至少一个组件(例如，输入缓冲器201c、频率调制器205c、滤波器202c和放大器203c中的至少一个)可以响应于复位信号RST而被复位。相应地，AFE 210c可以被复位。
参考图7，接收信号RX的频率可以高于复位信号RST的频率。换句话说，从指示器20提供的触摸信号的频率(例如，谐振频率)可以高于复位信号RST的频率。
当AFE 210c在复位时段Trst中被复位时，包括在接收信号RX中的触摸信号可能与噪声一起被去除。当AFE 210c基于与接收信号RX具有相同频率的感测信号VS生成输出信号DOUT时，输出信号DOUT的一个时段与接收信号RX的一个时段相似，并且与复位时段Trst相对应的输出信号DOUT的复位数据时段RP的数据值可以是与触摸信号无关的固定值。因此，当接收信号RX的频率高于复位信号RST的频率时，即使控制器220c对输出信号DOUT的复位数据时段RP的数据值进行插值，经插值的数据值也难以正确反映触摸信号。
然而，在根据本公开的实施例的AFE 210c中，频率调制器205c可以对感测信号VS的频率进行下调制或下变频，从而生成频率调制信号MOUT，并且当频率调制信号MOUT通过滤波器202c、放大器203c和ADC 204c时，可以生成输出信号DOUT。因此，如图7所示，输出信号DOUT的频率可以低于接收信号RX的频率。因此，只有显著小于输出信号DOUT的一个时段的复位数据时段RP的数据值可以是与触摸信号无关的固定值。通过控制器220c的数据插值，复位数据时段RP的数据值可以被恢复为反映触摸信号的数据值。
返回参考图6，控制器220c可以包括插值模块221c、幅度和频率检测器222c以及信号发生器223c。插值模块221c、幅度和频率检测器222c和信号发生器223c可以通过逻辑操作等进行操作，并且可以以硬件、软件和固件之一或者硬件和软件的组合来实现。
信号发生器223c可以基于从控制器220c外部(并且在一些实施例中在触摸检测电路200c外部)提供的定时信号Tsig来生成复位信号RST。定时信号Tsig可以是如下信号，该信号指示在接收信号RX中存在噪声或与其他时间段相比处于更高电平的时间段、或者被预期存在噪声或与其他时间段相比处于更高电平的时间段。信号发生器223c可以基于定时信号Tsig生成与定时信号Tsig同步的复位信号，如下面参考图9所述。
例如，定时信号Tsig可以是从显示驱动电路提供的水平同步信号。水平同步信号具有一个或多个定时脉冲，该一个或多个定时脉冲指示显示驱动电路利用新的或更新的像素数据更新触摸面板的像素的定时。如下面参考图8所述，每当触摸面板的像素被更新时，可能周期性地发生显示噪声，并且显示噪声可能存在于接收信号RX中。由于控制器220c基于定时信号Tsig生成复位信号RST，并且AFE 210c响应于复位信号RST而被复位，所以可以使显示噪声的影响最小化。
插值模块221c可以将数据插值应用于输出信号DOUT，从而恢复输出信号DOUT的复位数据时段RP的一个或多个数据值。插值模块221c可以基于从信号发生器223c提供的复位信号RST来区分输出信号DOUT的复位数据时段RP。插值模块221c可以基于输出信号DOUT的其他时段的数据值来对复位数据时段RP的数据值进行插值。因此，插值模块221c可以生成在整个时段上包括反映触摸信号的数据值的重构的输出信号DOUT_R。
幅度和频率检测器222c可以从重构的输出信号DOUT_R检测幅度和频率信息。例如，幅度和频率检测器222c可以包括诸如快速傅立叶变换(FFT)电路或离散时间傅里叶变换(DFT)电路之类的频谱检测电路，并且可以分析重构的输出信号DOUT_R的频谱以由此检测幅度和频率信息。控制器220c可以基于重构的输出信号DOUT_R的幅度和频率信息来检测指示器20的触摸坐标和触摸压力。控制器220c还可以基于频率信息来改变频率调制器205c的调制频率。
图8是用于解释显示噪声的图。
触摸面板100可以布置在显示面板300上，或者触摸面板100可以与显示面板300一体地形成。因此，可以在显示面板300的电极层与触摸面板100之间生成寄生电容器CP1和CP2。例如，可以在显示面板300的最上层中形成提供有公共电压Vcom的公共电极COM，并且可以在公共电极COM与触摸面板100的电极101和102之间生成寄生电容器CP1和CP2。
显示驱动电路400可以响应于水平同步信号Hsync来更新显示面板300的像素。例如，提供给像素的显示电压DV可以与水平同步信号Hsync同步地逐行提供给显示面板300。因此，在通过公共电极COM共同提供给像素的公共电压Vcom中出现噪声。公共电压Vcom的噪声可通过寄生电容器CP1和CP2作为显示噪声提供给触摸面板100的电极101和102，并且可能在接收信号RX中。
具体地，当如图6中所示的触摸检测设备10c中那样指示器20是手写笔时，触摸检测设备10c可以在接通显示器的状态下(即，当图像显示在显示面板300上时)进行操作。因此，在水平同步信号Hsync被激活的每个时间段，可能在接收信号RX中周期性地发生显示噪声。
为了最小化显示噪声的影响，触摸检测电路200(例如，图6的触摸检测电路200c)可以从显示驱动电路400接收对显示面板300的像素的更新定时加以指示的定时信号Tsig(例如，水平同步信号Hsync)，并且触摸检测电路200的AFE(例如，图6中的AFE 210c)可以基于定时信号Tsig被同步地复位。因此，可以降低显示噪声的影响。
图9A至图9D是示出了定时信号和复位信号的示例实施例的曲线图。
如以上参考图7所述，信号发生器223c可以基于定时信号Tsig生成复位信号RST。在这种情况下，信号发生器223c可以考虑直到显示噪声在接收信号RX中的延迟时间以及在AFE 210c中对接收信号RX进行处理的时间来生成复位信号RST。参考图9A至图9D，复位信号RST与定时信号Tsig同步，并且复位信号RST的周期可以与定时信号Tsig的周期相同。
参考图9A，复位信号RST改变为有效电平(例如，逻辑高)的定时可以与定时信号Tsig改变为有效电平的定时相同。也就是说，复位信号RST的上升点(或下降点)可以与定时信号Tsig的上升点(或下降点)相同。然而，复位信号RST保持有效电平的时间段TA2(即，复位时段)(以下称为复位信号RST的有效时段TA2)可以大于定时信号Tsig保持有效电平的时间段TA1(以下称为定时信号Tsig的有效时段TA1)。换句话说，复位信号RST的占空比可以高于定时信号Tsig的占空比。
参考图9B，复位信号RST可以是定时信号Tsig的延迟版本。复位信号RST可以被延迟大于定时信号Tsig的延迟量D。复位信号RST的上升点(或下降点)可以晚于定时信号Tsig的上升点(或下降点)。复位信号RST的有效时段TA2(即，复位时段)可以与定时信号Tsig的有效时段TA1相同。在一个实施例中，延迟量D可以小于定时信号Tsig的有效时段TA1。
参考图9C，复位信号RST可以相对于定时信号Tsig被延迟了延迟量D，并且复位信号RST的有效时段TA2可以大于定时信号Tsig的有效时段TA1。
参考图9D，复位信号RST可以比定时信号Tsig更快。即，复位信号RST可以相对于定时信号Tsig提前了提前量A。复位信号RST的上升点(或下降点)可以快于定时信号Tsig的上升点(或下降点)。在实施例中，提前量A可以小于定时信号Tsig的有效时段TA1。在实施例中，复位信号RST的有效时段TA2可以大于定时信号Tsig的有效时段TA1。在一些实施例中，定时信号Tsig(例如，Hsync)可以以预定的或已知的模式或频率而发生，或者定时信号Tsig(例如，Hsync)的连续有效电平脉冲之间的时间间隔可以由触摸检测电路200(例如，图6的触摸检测电路200c)确定。这可以使控制器220(例如，图6的触摸检测电路200c)能够使得复位信号RST的脉冲的有效电平的上升沿在定时信号Tsig(Hsync)的脉冲的有效电平的上升沿之前发生，例如如图9D所示。
虽然已经参考图9A至图9D描述了基于定时信号Tsig生成的复位信号RST，但是这些仅仅是示例实施例，并且本公开不限于此。在基于定时信号Tsig生成复位信号RST的范围内，可以不同地改变复位信号RST。
如参考图1所述，控制器220可以基于输出信号DOUT来确定接收信号RX中存在噪声的时段，并且可以生成复位信号RST。这将参考图10和图11进行描述。
图10是触摸检测电路200d的示例实施例的框图，并且图11是示出了图10中的信号发生器223d的复位信号生成方法的曲线图。
参考图10，触摸检测电路200d可以包括AFE 210d和控制器220d。
AFE 210d可以基于接收信号RX生成输出信号DOUT，并且可以包括输入缓冲器201d和ADC 204d。AFE 210d可以进一步包括其他组件。例如，AFE 210d可以进一步包括上面参考图1、图4、图5和图6所述的滤波器、增益放大器、频率调制器等。
控制器220d可以控制AFE 210d并且可以基于AFE 210d的输出信号DOUT来检测触摸坐标和触摸压力。控制器220d可以包括插值模块221d和信号发生器223d。尽管在图10中未示出，但控制器220d还可以包括幅度和频率检测器。信号发生器223d可以生成复位信号RST并将复位信号RST提供给AFE 210d。AFE 210d可以响应于复位信号RST被周期性地复位，并且插值模块221d可以对从周期性复位的AFE 210d提供的输出信号DOUT执行数据插值，从而生成重构的输出信号DOUT_R。
信号发生器223d可以基于从AFE 210d提供的输出信号DOUT的初始信号(例如，初始输出信号DOUT_I)生成复位信号RST。初始输出信号DOUT_I表示在触摸检测电路200d执行触摸检测之前的操作(例如，设置操作、测试操作或初始化操作)中从AFE 210d输出的输出信号DOUT。
参考图11，初始输出信号DOUT_I的数据值可以反映接收信号RX的噪声。信号发生器223d可以基于初始输出信号DOUT_I来确定发生噪声的时段，并且可以基于确定的结果来生成复位信号RST。在实施例中，信号发生器223d可以确定在初始输出信号DOUT_I中检测到异常数据值的时段，并且可以基于检测到异常数据值的时段的周期和持续时间来提供周期性地具有有效电平的复位信号RST。
图12是触摸检测电路200e的示例实施例的框图，并且图13A至图13C是示出了在频域中的图12的AFE 210e的内部信号的曲线图。
触摸检测电路200e可以包括AFE 210e和控制器220e。AFE 210e可以包括输入缓冲器201e、频率调制器205e、滤波器202e、放大器203e和ADC 204e，并且控制器220e可以包括插值模块221e、幅度和频率检测器222e以及信号处理器223e。触摸检测电路200e的配置和操作类似于图6的触摸检测电路200c的配置和操作。因此，将省略冗余描述。
参考图12，频率调制器205e可以包括混频器21e和本地振荡器22e，并且可以自适应地改变调制频率。
混频器21e可以通过对从输入缓冲器201e提供的感测信号VS和本地振荡器信号LO进行外差来输出频率调制信号MOUT。混频器21e可以根据本地振荡器信号LO的频率(即，调制频率(或移位频率))来移动感测信号VS的频率。
本地振荡器22e可以将本地振荡器信号LO提供给混频器21e，并且可以响应于从控制器220e提供的频率设置信号FSET来改变本地振荡器信号LO的频率(即，调制频率)。例如，本地振荡器22e可以包括锁相环(PLL)或延迟锁定环(DLL)。
本地振荡器信号LO的频率可以基于触摸信号的频率和滤波器202e的设定通带来设置。因此，混频器21e基于本地振荡器信号LO的频率来对感测信号VS的频带进行外差，从而将感测信号VS中包括的触摸信号的频带移位到滤波器202e的设定通带。
图13A、图13B和图13C分别示出了在频域中的感测信号VS、频率调制信号MOUT和滤波器输出信号FOUT。
参考图13A，除了由触摸信号引起的频带S之外，从接收信号RX生成的感测信号VS还可以包括由噪声引起的低频带NL和高频带NH。也就是说，感测信号VS可以包括由频率高于触摸信号引起的频带S的频率的噪声所引起的高频带NH以及由频率低于触摸信号引起的频带S的频率的噪声所引起的低频带NL。
频率调制器205e可以对感测信号VS和本地振荡器信号LO进行外差，使得滤波器202e容易地去除由噪声引起的频带，并且容易地提取由触摸信号引起的频带S。
本地振荡器信号LO可以具有接近由触摸信号引起的频带S的频率F_L0。通过基于本地振荡器信号LO的频率F_LO进行外差，由触摸信号引起的频带S可以被移位以与噪声引起的低频带NL和高频带NH间隔开，例如在比NL和NH被移位到的范围更低的频率范围中。
如图13B所示，图13A所示的感测信号VS的低频带NL、由触摸信号引起的频带S以及感测信号VS的高频带NH可以分别移位到频带NL′、S′和NH’，所述频带NL′、S′和NH’对应于与本地振荡器信号LO的频率F_LO的差值Δ1、Δ2和Δ3。因此，由噪声引起的频带NL′和NH′可以位于由触摸信号引起的频带S′的一侧。
参考图13C，图13B的频带S′可以由具有截止频率F_CUT的滤波器202e(例如，低通滤波器)提取。也就是说，当图13B的频率调制信号MOUT通过具有截止频率F_CUT的滤波器202e时，由触摸信号引起的频带S′位于滤波器202e的设定通带中并因此通过滤波器202e输出。然而，由噪声引起的频带NL′和NH′位于滤波器202e的阻带中，因此可能无法通过滤波器202e。因此，如图13C所示，滤波器输出信号FOUT中由噪声引起的频带NL′和NH′可以被衰减。
控制器220e可以生成用于设置调制频率(即，本地振荡器信号LO的频率F_LO)的频率设置信号FSET，并且将频率设置信号FSET提供给频率调制器205e，使得由触摸信号引起的频带被包括在滤波器202e的设定通带中，并且由噪声引起的频带被包括在滤波器202e的阻带中。
如图13B所示，可以设置频率偏移Δ1，即，由触摸信号引起的频带S与本地振荡器信号LO的频率F_LO之间的差值，使得该差值被包括在滤波器202e的设定通带中，并且本地振荡器信号LO的频率F_L0可以根据由触摸信号引起的频带S而变化。由于频率偏移Δ1由滤波器202e的截止频率F_CUT确定，所以频率偏移Δ1可以具有恒定值。
在实施例中，触摸检测电路200e可以以粗略模式和精细模式操作。控制器220e可以在粗略模式中粗略地检测触摸，并且可以基于检测结果在精细模式中精细地检测触摸。在粗略模式中，控制器220e可以基于触摸信号的预测频率(例如，发送信号的频率)和频率偏移Δ1来设置本地振荡器信号LO的频率F_LO，即，调制频率。如上所述，控制器220e可以基于重构的输出信号DOUT_R来检测触摸信号的幅度和频率。在精细模式中，控制器220e可以基于在粗略模式中检测的触摸信号的频率和频率偏移Δ1来设置本地振荡器信号LO的频率F_LO。因此，可以自适应地改变调制频率，并且可以提高频率调制器205e和滤波器202e的噪声去除性能。在精细模式中，控制器220e可以基于重构的输出信号DOUT_R检测触摸信号的幅度和频率，并且可以基于触摸信号的幅度和频率检测触摸坐标和压力。
图14A和图14B是AFE 210f和210g的示例实施例的电路图。
图14A和图14B示出了用于在差分模式中处理接收信号RX的实施例。
参考图14A，类似于图12的AFE 210e，AFE 210f可以包括输入缓冲器201f、频率调制器205f、滤波器202f、放大器203f和ADC 204f。
AFE 210f还可以包括选择器206f。选择器206f可以在从触摸面板接收的接收信号中选择对应的接收信号RX，并将选择的接收信号RX提供给输入缓冲器201f。选择器206f可以用复用器、开关电路等来实现。
输入缓冲器201f可以接收接收信号RX和共模电压VCM，并且可以输出作为差分信号的感测信号VSn和VSp。输入缓冲器201f可以包括连接到输入端子和输出端子的复位开关RSW1和RSW2，并且复位开关RSW1和RSW2可以响应于从控制器(例如，图12的控制器220e)提供的复位信号RST而接通，从而复位输入缓冲器201f。
频率调制器205f可以通过基于从本地振荡器22f提供的本地振荡器信号LO对感测信号VSn和VSp进行外差来输出频率调制信号MOUTn和MOUTp。本地振荡器信号LO的频率(即，调制频率)可以根据从控制器提供的频率设置信号FSET来设置。
滤波器202f可以通过以彼此相同的截止频率对频率调制信号MOUTn和MOUTp进行滤波来输出作为差分信号的滤波器输出信号FOUTn和FOUTp。
放大器203f可以包括差分放大器，并且可以通过放大滤波器输出信号FOUTn和FOUTp来输出作为差分信号的模拟输出信号AOUTn和AOUTp。
参考图14B，AFE 210g可以包括输入缓冲器201g、滤波器202g、放大器203g、ADC204g、频率调制器205g和选择器206g。
选择器206g可以向输入缓冲器201g差分地提供从触摸面板接收的接收信号中从两个相邻感测电极提供的两个接收信号RXn和RXp。输入缓冲器201g可以通过转换这两个接收信号RXn和RXp来生成两个差分感测信号VSn和Vsp。如参考图14A所述，频率调制器205g、滤波器202g、放大器203g和ADC 204g可以在差分模式中处理这两个差分感测信号VSn和Vsp，从而生成输出信号DOUT。
图15是触摸检测方法的示例实施例的流程图。
图15的触摸检测方法是检测在触摸面板中发生的指示器的触摸的方法，并且可以在上述触摸检测电路(例如，图1的触摸检测电路200、图6的触摸检测电路200c、图10的触摸检测电路200d或图12的触摸检测电路200e)中执行。在下文中，将参考图1描述图15的触摸检测方法。
参考图15，AFE 210可以基于从触摸面板100提供的接收信号RX来生成包括数字数据值的第一输出信号(即，输出信号DOUT)(操作S110)。例如，AFE 210可以将作为交流(AC)信号的接收信号RX转换为感测信号VS，放大感测信号VS的增益，并且将具有放大的增益的信号转换为数字数据值。AFE 210可以对感测信号VS进行滤波，从而去除噪声，并且可以对感测信号VS的频率进行下变频。
AFE 210可以响应于复位信号RST而周期性地复位。响应于复位信号RST，AFE 210的至少一个组件(例如，输入缓冲器201、滤波器202和放大器203)可以被复位。因此，输入缓冲器201将接收信号RX转换为感测信号VS的操作、滤波器202对感测信号VS(或频率调制信号)执行滤波的操作以及放大器203放大输入信号的增益的操作中的至少一个操作可以包括执行周期性复位的时段。
复位信号RST可以在接收信号RX中存在噪声的时段中具有有效电平。由于AFE 210响应于复位信号RST而被复位，所以可以避免噪声。在实施例中，复位信号RST可以是与从显示驱动电路提供的定时信号(例如，水平同步信号)同步的信号。
控制器220可以对第一输出信号执行数据插值，从而生成第二输出信号，即重构的输出信号DOUT_R(操作S120)。
如上所述，当AFE 210周期性地复位时，与复位信号RST的复位时段相对应的输出信号DOUT的复位数据时段的数据值与接收信号RX无关并且不反映触摸信号。即使AFE 210没有周期性地复位，输出信号DOUT中也可能周期性地存在噪声数据时段，并且噪声数据时段的数据值不正确地反映触摸信号。
控制器220可以执行数据插值以将第一输出信号(即，输出信号DOUT)的复位数据时段(或噪声数据时段)的数据值恢复为反映触摸信号的数据值。控制器220可以通过对第一输出信号的除了复位数据时段之外的时段的数据值之中与复位数据时段相邻的点的数据值进行插值，来生成复位数据时段的数据值。因此，可以生成包括准确反映触摸信号的数据值在内的第二输出信号。
控制器220可以基于第二输出信号(即，重构的输出信号DOUT_R)检测指示器的触摸(操作S130)。例如，控制器220可以检测第二输出信号的幅度并且基于幅度来计算触摸坐标。控制器220还可以检测第二输出信号的频率并且基于频率来检测触摸压力。
图16是触摸检测方法的示例实施例的流程图。
图16的触摸检测方法是检测在触摸面板中发生的指示器的触摸的方法，并且可以在图12的触摸检测电路200e中执行。在下文中，将参考图12描述图16的触摸检测方法。
触摸检测电路200e可以在执行粗略感测(操作S100)之后执行精细感测(操作S200)。触摸检测电路200e可以通过执行粗略感测来粗略地检测触摸信息，并且通过基于粗略检测到的触摸信息执行精细感测来精确地检测触摸。
参考图16，在粗略感测中，AFE 210e可以根据粗略感测来生成第一输出信号(即，输出信号DOUT)(操作S210)。AFE 210e可以根据上述图15的操作S110生成第一输出信号。在这种情况下，在对感测信号VS的频率进行下变频的操作中，感测信号VS可以基于从本地振荡器22e提供的本地振荡器信号LO而被外差，并且本地振荡器信号LO的频率F_LO(即，调制频率)可以基于根据滤波器202e的截止频率和第一输出信号的预测频率而设置的频率偏移来粗略地设置。
控制器220e可以基于AFE 210e的第一输出信号生成第二输出信号，即，重构的输出信号DOUT_R，并且可以检测第二输出信号的频率(操作S220)。控制器220e可以对第一输出信号执行数据插值，从而生成第二输出信号。第一输出信号可以具有与数据信号无关的周期性数据值，并且控制器220e可以经由数据插值将所述数据值恢复为与触摸信号相关联的数据值，从而生成第二输出信号，即重构的输出信号DOUT_R。第二输出信号的频率可以反映触摸信号的频率。
在精细感测中，控制器220e可以基于检测到的频率改变本地振荡器信号LO的频率(即，调制频率)(操作S230)。控制器220e可以基于频率偏移和检测到的频率来复位调制频率。
AFE 210e可以根据精细感测来生成第一输出信号(操作S240)。AFE 210e可以根据上述图15的操作S110重新生成第一输出信号。在对感测信号VS的频率进行下变频的操作中，AFE 210e可以基于具有改变的频率的本地振荡器信号LO来对感测信号VS进行外差。
控制器220e可以基于AFE 210e的第一输出信号生成第二输出信号，并且基于第二输出信号检测指示器的触摸(操作S250)。AFE 210e可以对第一输出信号执行数据插值，从而生成第二输出信号，即重构的输出信号。控制器220e可以基于第二输出信号的幅度和频率来计算指示器的触摸坐标和触摸压力。
图17是包括触摸检测设备的系统1000的示例实施例的框图。
系统1000可以是诸如个人计算机、网络服务器、平板PC、电子阅读器、PDA、PMP、移动电话、智能电话或可穿戴设备之类的计算系统，或者可以是用于控制车辆、机械设备、制造设施、门等的控制系统。如图17所示，系统1000可以包括触摸检测设备10和中央处理单元(CPU)30。系统1000还可以包括其他组件，例如传感器模块和显示设备。
CPU 30可以控制系统1000的总体操作。例如，CPU 30可以通过执行存储在存储器中的一系列指令来控制系统1000的操作。CPU 30可以基于从触摸检测设备10接收的触摸检测信号TDET来识别触摸位置和触摸压力，并且基于触摸位置和触摸压力来控制系统1000的其他组件的操作。例如，CPU 30可以在显示设备上显示图像，并且可以根据显示设备上的触摸位置和触摸压力来显示图像改变。
触摸检测设备10可以包括触摸面板100和触摸检测电路200。触摸检测电路200可以将发送信号TX提供给触摸面板100，并且可以从触摸面板100接收接收信号RX。触摸检测电路200可以包括AFE和控制器。如以上参考图1等所描述的，AFE可以被周期性地复位，并且控制器可以通过经由数据插值恢复输出信号的复位时段的数据值来生成重构的输出信号。控制器可以基于重构的输出信号来检测触摸坐标和触摸压力，并且可以将触摸坐标和触摸压力作为触摸检测信号TDET提供给CPU 30。
图18是系统2000的示例实施例的框图。
如图18所示，系统2000可以包括CPU 2500、存储器2600、网络接口2700、触摸面板2100、显示面板2300和触摸显示驱动器集成电路(DDI)2800。与图18所示的情况不同，CPU2500和系统2000的其他组件可以通过总线相互连接并相互通信。
CPU 2500可以通过执行存储器2600或包括在CPU 2500中的存储器中所存储的指令来控制系统2000的总体操作。例如，CPU 2500可以将图像数据提供给触摸显示驱动电路2400，通过解释指向输出到显示面板2300的图像的指示器的触摸来识别外部输入，并且响应于外部输入来执行至少一个预定功能。在实施例中，CPU 2500可以是包括处理器、总线和功能块的片上系统(SoC)，并且可以被称为应用处理器(AP)。
存储器2600可以由CPU 2500访问，并且可以包括诸如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、相变随机存取存储器(PRAM)、电阻随机存取存储器(RRAM)、纳米浮栅存储器(NFGM)、聚合物随机存取存储器(PoRAM)、磁性随机存取存储器(MRAM)或铁电随机存取存储器(FRAM)之类的非易失性存储器，或可以包括诸如动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、移动DRAM、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDR SDRAM)、低功耗DDR(LPDDR)SDRAM、图形DDR(GDDR)SDRAM或Rambus动态随机存取存储器(RDRAM)之类的易失性存储器。
网络接口2700可以向CPU 2500提供到系统2000外部的网络的接口。例如，网络接口2700可以连接到有线或无线网络，并且可以将从网络接收的信号传送到CPU 2500，或者将从CPU 2500接收的信号发送到网络。
触摸DDI 2800可以被实现为单个芯片，并且可以包括用于控制触摸面板2100的触摸检测电路2200和用于控制显示面板2300的触摸显示驱动电路2400。触摸检测电路2200可以包括AFE 2210和触摸控制器2220，触摸显示驱动电路2400可以包括输出驱动器2310和显示控制器2320。触摸面板2100可以布置在显示面板2300上。触摸面板2100可以与显示面板2300一体地形成。触摸面板2100可以发送显示面板2300的输出，并且触摸面板2100和显示面板2300可以统称为触摸屏。
AFE 2210可以将发送信号TX提供给触摸面板2100以及可以从触摸面板2100接收接收信号RX。AFE 2210可以转换和放大接收信号RX，从而生成输出信号，并且触摸控制器2220可以基于输出信号检测指示器的触摸信息。AFE 2210可以响应于从触摸控制器2220提供的复位信号而周期性地复位，并且因此输出信号可以在复位时段中具有与触摸信号无关的周期性数据值。触摸控制器2220可以通过对输出信号执行数据插值并恢复输出信号的复位时段的一个或多个数据值来生成重构的输出信号。控制器可以基于重构的输出信号来检测触摸信息并且将包括触摸信息的信号提供给CPU 2500。
显示控制器2320可以将由CPU 2500提供的图像数据转换为用于在显示面板2300上进行显示的信号，并且输出驱动器2310可以在显示控制器2320的控制下输出显示输出信号DIS_OUT。如图18所示，显示控制器2320可以与触摸控制器2220通信。例如，显示控制器2320可以向触摸控制器2220提供包括关于显示定时的信息的定时信号Tsig。例如，定时信号Tsig可以是指示显示面板2300的像素的更新定时的水平同步信号。触摸控制器2220可以向显示控制器2320提供包括关于操作模式的信息(例如，关于是否进入待机模式的信息)的信号。
虽然在图18中未示出，但是触摸DDI 2800可以包括由触摸控制器2220和/或显示控制器2320访问的存储器，并且还可以包括用于向AFE 2210和输出驱动器2310供电的电源电路。与图18中所示的情况不同，触摸控制器2220和显示控制器2320可以通过单独的接口(例如，LoSSI和I2C)与CPU 2500通信。
尽管已经参考本发明构思的实施例具体示出和描述了本发明构思，但是应当理解，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (25)

1.一种触摸检测设备，包括：
电流至电压转换器，被配置为将从触摸面板接收的接收信号转换为感测信号，并且还被配置为响应于复位信号而周期性地复位达第一时间段；
模数转换器，被配置为将基于所述感测信号生成的模拟信号转换为第一数字输出信号；
控制器，被配置为通过对所述第一数字输出信号的第一部分执行数据插值，来基于所述第一数字输出信号生成第二数字输出信号，其中所述第一数字输出信号的所述第一部分对应于所述第一时间段，以及
频率调制器，被配置为通过基于设定调制频率对所述感测信号的频率进行外差来生成频率调制信号。
2.根据权利要求1所述的触摸检测设备，其中，所述电流至电压转换器被配置为响应于所述复位信号而在所述第一时间段内输出具有与所述接收信号无关的电平的电压。
3.根据权利要求1所述的触摸检测设备，还包括：
滤波器，被配置为基于设定通带，输出所述频率调制信号的低频带作为滤波器输出信号；以及
放大器，被配置为通过用设定增益放大所述滤波器输出信号来生成所述模拟信号。
4.根据权利要求3所述的触摸检测设备，其中，所述感测信号的频率高于所述复位信号的频率。
5.根据权利要求3所述的触摸检测设备，其中，所述控制器被配置为检测所述第二数字输出信号的频率，并且还被配置为基于所述第二数字输出信号的频率和所述设定通带来改变所述频率调制器的调制频率。
6.根据权利要求3所述的触摸检测设备，其中，所述放大器被配置为响应于所述复位信号而周期性地复位达所述第一时间段。
7.根据权利要求1所述的触摸检测设备，其中，所述控制器被配置为基于从驱动与所述触摸面板相邻的显示面板的显示驱动电路提供的定时信号来生成所述复位信号。
8.根据权利要求7所述的触摸检测设备，其中，所述定时信号包括水平同步信号，所述水平同步信号指示所述显示驱动电路利用新像素数据更新所述显示面板的像素的定时。
9.根据权利要求7所述的触摸检测设备，其中，所述复位信号与所述定时信号同步地被激活，并且所述复位信号的有效时段小于或大于所述定时信号的有效时段。
10.根据权利要求7所述的触摸检测设备，其中，所述复位信号的有效时段早于或晚于所述定时信号的有效时段。
11.根据权利要求1所述的触摸检测设备，其中，所述控制器被配置为分析所述第一数字输出信号的噪声分量，从而确定所述接收信号中存在噪声的时段，并且还被配置为生成在所述接收信号中存在噪声的所述时段中具有有效电平的所述复位信号。
12.根据权利要求1所述的触摸检测设备，其中，所述控制器被配置为检测所述第二数字输出信号的幅度和频率，并且还被配置为基于所述第二数字输出信号的幅度和频率来检测在所述触摸面板上生成的触摸坐标和触摸压力。
13.根据权利要求1所述的触摸检测设备，其中，所述控制器被配置为基于分别与第一时间点和第二时间点相对应的第一数据值和第二数据值来执行数据插值，其中所述第一时间点和所述第二时间点邻近于所述第一数字输出信号的所述第一部分。
14.一种触摸检测设备，用于处理随指示器在触摸面板上的触摸而变化的接收信号，所述触摸检测设备包括：
模拟前端，被配置为通过转换和放大所述接收信号来生成第一输出信号，其中所述模拟前端响应于复位信号而被周期性地复位，以生成具有非连续数据值的所述第一输出信号；以及
控制器，被配置为通过基于连续时段的数据值对具有非连续数据值的所述第一输出信号的非连续时段进行插值来生成具有连续数据值的第二输出信号，并且还被配置为检测所述第二输出信号的频率，
其中，所述模拟前端包括：
输入缓冲器，被配置为将所述接收信号转换为感测信号；以及
频率调制器，被配置为通过基于设定调制频率对所述感测信号的频率进行外差来生成频率调制信号。
15.根据权利要求14所述的触摸检测设备，其中，所述控制器被配置为基于定时信号来生成所述复位信号，其中所述定时信号指示用于以行为单位更新与所述触摸面板相邻的显示面板的像素的定时。
16.根据权利要求14所述的触摸检测设备，其中，所述模拟前端包括：
滤波器，被配置为基于设定通带对所述频率调制信号的频率分量进行滤波并输出滤波器输出信号；以及
放大器，被配置为通过放大所述滤波器输出信号来生成模拟输出信号，
其中，所述输入缓冲器、所述频率调制器、所述滤波器和所述放大器中的至少一个响应于所述复位信号而被复位。
17.根据权利要求16所述的触摸检测设备，其中，所述接收信号的频率随着所述指示器的触摸压力而变化，并且所述控制器被配置为基于所述第二输出信号的频率来计算所述指示器的触摸压力。
18.一种触摸检测设备，用于处理随指示器在触摸面板上的触摸而变化的接收信号，所述触摸检测设备包括：
模拟前端，被配置为通过转换和放大所述接收信号来生成第一输出信号；以及
控制器，被配置为基于在所述第一输出信号的第二时段之前的所述第一输出信号的第一时段的第一数据值和在所述第二时段之后的所述第一输出信号的第三时段的第三数据值来对所述第一输出信号的所述第二时段的第二数据值进行插值。
19.根据权利要求18所述的触摸检测设备，其中，所述控制器被配置为基于水平同步信号来确定所述第二时段，其中所述水平同步信号指示用于以行为单位更新与所述触摸面板相邻的显示面板的像素的定时。
20.根据权利要求19所述的触摸检测设备，其中，响应于所述水平同步信号或基于所述水平同步信号生成的复位信号，所述模拟前端在复位时段内被复位，并且所述第一输出信号的所述第二时段对应于所述复位时段。
21.一种通过处理随指示器在触摸面板上的触摸而变化的接收信号来检测触摸的方法，所述方法包括：
基于所述接收信号生成输出信号，其中所述输出信号具有与所述接收信号的变化相对应的数据值；
通过基于所述输出信号的第一时段的数据值和所述输出信号的第三时段的数据值对在所述第一时段和所述第三时段之间的所述输出信号的第二时段的至少一个数据值进行插值来生成重构的输出信号；以及
检测所述重构的输出信号的幅度和频率。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，生成所述输出信号包括：由模拟前端处理所述接收信号从而生成所述输出信号，其中所述模拟前端响应于复位信号而在复位时段期间停止操作，从而生成在与所述复位时段相对应的所述第二时段中具有非连续数据值的所述输出信号。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述复位信号基于水平同步信号而生成，其中所述水平同步信号指示用于更新与所述触摸面板相邻的显示面板的像素的定时。
24.根据权利要求21所述的方法，其中，生成所述输出信号包括：
将所述接收信号转换为感测信号；
通过对所述感测信号的频率进行下调制来生成低频信号；
对所述低频信号的噪声进行滤波以输出经噪声滤波的低频信号；
通过放大所述经噪声滤波的低频信号来生成模拟信号；以及
通过将所述模拟信号转换为数字信号来生成所述输出信号。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述接收信号的转换、所述低频信号的生成、所述噪声的滤波以及所述模拟信号的生成中的至少一项包括根据复位信号周期性地停止操作的时段。
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