DE102012213691A1

DE102012213691A1 - Analog-Digital-Wandler mit dualen integrierenden Kondensatorsystemen

Info

Publication number: DE102012213691A1
Application number: DE102012213691A
Authority: DE
Inventors: Trond Pedersen
Original assignee: Atmel Corp
Current assignee: Atmel Corp
Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2013-02-14
Anticipated expiration: 2032-08-03
Also published as: TW201320614A; CN102957428A; TWI577136B; US20130038476A1; DE102012213691B4; US8416117B2

Abstract

In einer Ausführungsform umfasst eine Vorrichtung ein erstes Kondensatorsystem und ein zweites Kondensatorsystem. Jedes Kondensatorsystem ist entfernbar mit dem gleichen Teil eines Analog-Digital-Wandlers (ADW) und derselben Messschaltung verbunden. Jedes Kondensatorsystem speichert eine über die Messschaltung empfangene Ladung, wenn es mit der Messschaltung verbunden ist, und führt die über die Messschaltung empfangene Ladung zu dem ADW für eine Wandlung zu einem digitalen Wert, wenn es mit dem ADW verbunden ist. Wenn sich die Steuersignale in einem ersten Zustand befinden, empfängt das erste Kondensatorsystem die Ladung über die Messschaltung und ist das zweite Kondensatorsystem mit dem Teil des ADW verbunden. Wenn sich ein oder mehrere Steuersignale in einem zweiten Zustand befinden, ist das zweite Kondensatorsystem mit der Messschaltung verbunden, um eine Ladung über die Messschaltung zu empfangen, und ist das erste Kondensatorsystem mit dem Teil des ADW verbunden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Analog-Digital-Wandler.
Ein Analog-Digital-Wandler (ADW) ist eine Vorrichtung, die eine kontinuierliche Größe zu einer zeitdiskreten digitalen Wiedergabe wandelt. Zum Beispiel kann ein ADW eine elektronische Einrichtung sein, die eine analoge Eingangspannung oder einen analogen Eingangsstrom zu einer digitalen Zahl wandelt, die proportional zu der Größe der Spannung oder des Stroms ist. Gewöhnlich kann eine Eingangsspannung an einem oder mehreren Abtastungskondensatoren des ADW gespeichert werden, bevor sie zu einer digitalen Zahl gewandelt wird. Ein ADW kann ein beliebiges, geeignetes Codierungsschema für seine Ausgabe verwenden, wie etwa eine Zweierkomplement-Binärzahl oder einen Gray-Code.
1 zeigt ein beispielhaftes System, das einen kapazitiven Berührungssensor umfasst, der mit einer Steuereinheit verbunden ist, die einen Analog-Digital-Wandler (ADW) enthält.
2A zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des ADW von 1.
2B–2C zeigen beispielhafte Betriebszustände des ADW von 2A.
3 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Wechseln zwischen den Kondensatorsystemen des ADW von 1.
4 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform des ADW von 1.
1 zeigt ein beispielhaftes System 100, das einen kapazitiven Berührungssensor 105 umfasst, der mit einer Steuereinheit 150 verbunden ist. Der kapazitive Berührungssensor 105 des Systems 100 kann einen Bildschirm umfassen, der einen Isolator enthält, der mit einem transparenten Leiter in einem bestimmten Muster bedeckt ist. Wenn ein Finger oder ein anderes Objekt die Oberfläche des Bildschirms berührt, tritt eine Kapazitätsänderung auf. Ein Signal, das die Kapazitätsänderung wiedergibt, kann zu einer Steuereinheit 150 gesendet werden, wo es verarbeitet wird, um die Position der Berührung zu bestimmen. In verschiedenen Ausführungsformen kann das System 100 betrieben werden, um Messungen von beliebigen, geeigneten Kapazitätstypen wie etwa Oberflächenkapazitäten, projizierten Kapazitäten, Gegenkapazitäten, Eigenkapazitäten oder absoluten Kapazitäten zu verarbeiten.
Wie gezeigt, umfasst der kapazitive Berührungssensor 105 einen Erfassungsbereich 105A. Treiberelektroden 103(x) und Messelektroden 103(y) können in dem Erfassungsbereich 105A auf einem oder mehreren Substraten ausgebildet sein. Wie gezeigt, verlaufen die Treiberelektroden 103(x) in einer horizontalen Richtung und verlaufen die Messelektroden 103(y) in einer vertikalen Richtung. Die Mess- und Treiberelektroden können jedoch auch eine beliebige andere, geeignete Form und Anordnung aufweisen. Kapazitive Messkanäle 104 können in dem Erfassungsbereich in den Bereichen ausgebildet sein, in denen die Kanten der Treiberelektroden 103(x) und der Messelektroden 103(y) zueinander benachbart sind. In bestimmten Ausführungsformen sind die Treiberelektroden 103(x) und die Messelektroden 103(y) elektrisch voneinander isoliert angeordnet. Zum Beispiel können die Treiberelektroden 103(x) und die Messelektroden 103(y) des kapazitiven Berührungssensors 105 auf gegenüberliegenden Flächen eines isolierenden Substrats angeordnet sein, sodass das Substrat eine elektrische Isolierung zwischen den Treiber- und Messelektroden vorsieht.
Die Steuereinheit 105 des Systems 100 kann mit dem kapazitiven Berührungssensor 105 kommunizieren. Wie gezeigt, enthält die Steuereinheit 150 eine Treibereinheit 110, eine Messeinheit 120, eine Speichereinrichtung 130 und eine Verarbeitungseinheit 140. Die Speichereinrichtung 130 kann eine Programmierung in einem computerlesbaren Speichermedium für die Ausführung durch die Verarbeitungseinheit 140 und außerdem Daten speichern, die in Operationen der Verarbeitungseinheit 140 verwendet werden oder aus denselben resultieren. In einigen Ausführungsformen ist die Steuereinheit 150 ein IC-Chip wie etwa ein Universalmikroprozessor, ein Mikrocontroller, eine programmierbare Logikeinrichtung/-anordnung, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder eine Kombination aus denselben. In anderen Ausführungsformen können die Treibereinheit 110, die Messeinheit 120 und/oder die Verarbeitungseinheit 140 in separaten Steuereinheiten vorgesehen sein.
Die Verarbeitungseinheit 140 steuert die Treibereinheit 110, damit diese Treibersignale (wie etwa elektrische Pulse) zu den Treiberelektroden 103(x) sendet, um eine Ladung an den mit den Treiberelektroden 103(x) kreuzenden Messelektroden 103(y) zu induzieren. Die Messeinheit 120 erfasst die Ladung an den verschiedenen Kreuzungen 104 über die Messelektroden 103(y) und führt Messsignale, die die Knotenkapazität wiedergeben, zu der Verarbeitungseinheit 140. In der gezeigten Ausführungsform enthält die Messeinheit 120 einen oder mehrere Analog-Digital-Wandler (ADWs) 180, die betrieben werden können, um die Signale, die die Knotenkapazität wiedergeben, zu digitalen Werten zu wandeln, die dann zu der Verarbeitungseinheit 140 gesendet werden.
In der gezeigten Ausführungsform sind die Treiberelektroden 103(x) über ein oder mehrere erste Schaltelemente 170 mit der Treibereinheit 110 verbunden und sind die Messelektroden 103(y) über ein oder mehrere zweite Schaltelemente 160 mit der Messeinheit 120 verbunden. Die Schaltelemente 160 und 170 werden durch die Verarbeitungseinheit 140 gesteuert. In einer bestimmten Ausführungsform steuert die Verarbeitungseinheit 140 die Schaltelemente 160 und 170 und die Treiber- und Messeinheiten 110 und 120, um eine Erfassung an allen Kreuzungen 104 in dem Erfassungsbereich 105A zu implementieren und eine volle Erfassungsauflösung vorzusehen. Jede Treiberelektrode 103(x) kann getrieben werden, und es können Signale aus jeder Messelektrode 103(y) erfasst werden. In einer anderen Ausführungsform steuert die Verarbeitungseinheit 140 die Schaltelemente 160 und 170 und die Treiber- und Messeinheiten 110 und 120 für ein Treiben und Messen über eine kleinere Anzahl von Kanälen. Es können ausgewählte Teilsätze von Treiber- und Messelektroden verwendet werden. In diesem Beispiel werden die Treibersignale an Gruppen von Treiberelektroden 103(x), die eine kleinere Anzahl von Treiberkanälen bilden, angelegt und werden Signale von Gruppen von Messelektroden 103(y), die eine kleinere Anzahl von Messkanälen bilden, erfasst.
In einer bestimmten Ausführungsform kann die Verarbeitungseinheit 140 von der Messeinheit 120 empfangene Daten verarbeiten und das Vorhandensein und die Position einer Berührung an dem kapazitiven Berührungssensor 105 bestimmen. In einer bestimmten Ausführungsform können das Vorhandensein und die Position einer Berührung an dem kapazitiven Berührungssensor 105 bestimmt werden, indem eine Kapazitätsänderung einer oder mehrerer kapazitiver Messkanäle 104 des kapazitiven Berührungssensors erfasst werden. In einigen Ausführungsformen kann die Kapazität eines oder mehrerer kapazitiver Messkanäle 104 periodisch abgetastet werden, um zu bestimmen, ob sich die Kapazitäten der Kanäle geändert haben. In einigen Ausführungsformen wird die Kapazität eines oder mehrerer kapazitiver Messkanäle 104 durch den ADW 180 abgetastet.
In gewöhnlichen ADW-Systemen können ein oder mehrere Abtastungskondensatoren des ADW betrieben werden, um eine Ladung von einem oder mehreren integrierenden Kondensatoren, die mit dem ADW verbunden sind, zu empfangen. Der eine oder die mehreren integrierenden Kondensatoren messen einen Wert für eine Zeitperiode, indem sie eine dem Wert entsprechende Ladung speichern, Nachdem diese Zeitperiode abgelaufen ist, wird die Ladung an den integrierenden Kondensatoren zu dem einen oder den mehreren Abtastungskondensatoren des ADW übertragen. Die Ladung in den Abtastungskondensatoren des ADW wird dann zu einem digitalen Wert gewandelt. In einigen Systemen können die integrierenden Kondensatoren einen neuen Wert messen, während der ADW die an den Abtastungskondensatoren gespeicherte Ladung wandelt. Diese typischen Systeme weisen verschiedene Nachteile auf. Dazu gehören etwa die größere Fläche für die separat vorgesehenen integrierende Kondensatoren und Abtastungskondensatoren, ein aus der Ladungsübertragung von den integrierenden Kondensatoren zu den Abtastungskondensatoren resultierender Rückverteilungsfehler und ein relativ langsamer Betrieb, weil die Ladung von den integrierenden Kondensatoren zu den Abtastungskondensatoren übertragen werden muss, bevor der ADW mit dem Wandlungsprozess beginnen kann.
In einigen Ausführungsformen umfasst der ADW 180 ein erstes Kondensatorsystem und ein zweites Kondensatorsystem. Das erste und das zweite Kondensatorsystem umfassen jeweils einen oder mehrere Kondensatoren. Jedes Kondensatorsystem ist lösbar mit demselben Teil des ADW 180 und mit derselben Messschaltung verbunden. Jedes Kondensatorsystem ist konfiguriert, um eine über die Messschaltung empfangene Ladungsmenge zu speichern, wenn es mit der Messschaltung verbunden ist, und die über die Messschaltung empfangene Ladungsmenge zu dem ADW 180 für eine Wandlung zu einem digitalen Wert zu führen, wenn es mit dem Teil des ADW 180 verbunden ist. Der ADW 180 kann weiterhin eine Zeitschaltung, die konfiguriert ist, um ein oder mehrere Steuersignale zu erzeugen, und eine Schaltschaltung, die konfiguriert ist, um das eine oder die mehreren Steuersignale zu empfangen, umfassen. Wenn sich das eine oder die mehreren Steuersignale in einem ersten Zustand befinden, verbindet die Schaltschaltung das erste Kondensatorsystem mit der Messschaltung für den Empfang der Ladung über die Messschaltung und verbindet gleichzeitig das zweite Kondensatorsystem mit dem Teil des ADW 180. Wenn sich das eine oder die mehreren Steuersignale in einem zweiten Zustand befinden, verbindet die Schaltschaltung das zweite Kondensatorsystem mit der Messschaltung für den Empfang der Ladung über die Messschaltung und verbindet gleichzeitig das erste Kondensatorsystem mit dem Teil des ADW 180.
2A zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des ADW 180. 2B–2C zeigen beispielhafte Betriebszustände des ADW 180. 3 zeigt ein beispielhaftes Verfahren für den Wechsel zwischen den Kondensatorsystemen des ADW 180. Und 4 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform des ADW 180.
2A zeigt ein beispielhaftes System 200, das eine beispielhafte Ausführungsform des ADW 180 ist. Das System 200 umfasst einen ADW mit dualen integrierenden Kondensatorsystemen 206 und 208. In bestimmten Ausführungsformen kann das gesamte System 200 oder ein Teil desselben in einer Steuereinheit des kapazitiven Berührungssensors wie etwa der Steuereinheit 150 von 1 untergebracht sein. In bestimmten Ausführungsformen kann wenigstens ein Teil des Systems 200 in einer Messeinheit der Steuereinheit des kapazitiven Berührungssensors wie etwa der Messeinheit 120 der Steuereinheit 150 untergebracht sein. In bestimmten Ausführungsformen ist der ADW des Systems 200 konfiguriert, um ein Signal zu empfangen, das die Kapazität eines kapazitiven Messkanals 104 des kapazitiven Berührungssensors 105 angibt und das Signal zu einem digitalen Wert wandelt.
Das System 200 umfasst eine Messschaltung 202, eine Zeitschaltung 204, zwei Kondensatorsysteme 206 und 208, eine Reihe von Schaltern 210–213, einen Vergleicher 214, eine ADW-Logik 222 und einen Digital-Analog-Wandler (DAW) 224. Die zwei Kondensatorsysteme 206 und 208 können jeweils betrieben werden, um als integrierende Kondensatoren oder Abtastungskondensatoren zu funktionieren. In einigen Ausführungsformen kann das Kondensatorsystem 206 als ein Abtastungskondensator funktionieren, während der Kondensator 208 als ein integrierender Kondensator funktioniert, oder als ein integrierender Kondensator funktionieren, während der Kondensator 208 als ein Abtastungskondensator funktioniert. Der ADW des Systems 200 enthält also duale integrierende Kondensatoren, die auch als Abtastungskondensatoren des ADW funktionieren. Dementsprechend können bestimmte Ausführungsformen der Erfindung verschiedene Nachteile vermeiden, die ansonsten mit separat vorgesehenen integrierenden Kondensatoren und Abtastungskondensatoren assoziiert sind.
Die Messschaltung 202 kann einen beliebigen Schaltungsaufbau zum Übertragen eines Signals zu den Kondensatorsystemen 206 und 208 jeweils über Schalter 210 und 212 umfassen. Zum Beispiel kann die Messschaltung 202 ein oder mehrere Anschlüsse, Verstärker, Wechselrichter, Übertragungsleitungen oder einen anderen geeigneten Schaltungsaufbau aufweisen. In einer bestimmten Ausführungsform ist die Messschaltung 202 mit einem kapazitiven Messkanal 104 eines kapazitiven Berührungssensors 105 verbunden und konfiguriert, um ein Signal, das die Kapazität eines Bereichs des kapazitiven Berührungssensors 105 (wie etwa des kapazitiven Messkanals 104) angibt, zu den Kondensatorsystemen 206 und 208 zu übertragen.
Kondensatorsysteme 206 und 208 können jeweils ein oder mehrere Kondensatoren umfassen, die betrieben werden können, um ein Signal von der Messschaltung 202 zu empfangen und zu speichern. In einigen Ausführungsformen können die Kondensatorsysteme 206 und 208 jeweils eine Vielzahl von Kondensatoren umfassen, die parallel miteinander verbunden sind. Die Kondensatorsysteme 206 und 208 sind jeweils lösbar über die Schalter 210 und 212 mit der Messschaltung verbunden. Die Kondensatorsysteme 206 und 208 sind jeweils konfiguriert, um ein von der Messschaltung 202 empfangenen Signal zu speichern und das gespeicherte Signal zu einem bestimmten Teil des ADW zu führen, wo das gespeicherte Signal zu einem digitalen Wert gewandelt wird. In einigen Ausführungsformen kann ein Signal von der Messschaltung 202 eine Ladungsmenge enthalten. In einer bestimmten Ausführungsform kann die Ladungsmenge die durch die Messschaltung 202 erfasste Kapazität angeben.
In einigen Ausführungsformen sind die Kondensatorsysteme 206 und 208 jeweils lösbar mit einem bestimmten Teil des ADW verbunden. In der gezeigten Ausführungsform sind die Kondensatorsysteme 206 und 208 jeweils lösbar mit einem Vergleicher 214 und insbesondere mit dem invertierenden Eingang des Vergleichers 214 verbunden. Wie gezeigt, sind die Schalter 211 und 213 direkt mit dem Vergleicher 214 verbunden und verbinden das Kondensatorsystem 206 und 208 mit dem Vergleicher 214.
Die Zeitschaltung 204 ist mit den Schaltern 210–213 verbunden und konfiguriert, um ein oder mehrere Steuersignale zu erzeugen, die zu den Schaltern 210–213 gesendet werden. Zum Beispiel kann die Zeitschaltung 204 ein Signal S senden, das betrieben werden kann, um die Schalter 210 und 213 zu schließen, wenn S hoch ist, und die Schalter zu öffnen, wenn S niedrig ist. Die Zeitschaltung 204 kann auch ein Signal S senden, das betrieben werden kann, um die Schalter 211 und 212 zu öffnen, wenn S hoch ist, und die Schalter zu schließen, wenn S niedrig ist. In einigen Ausführungsformen ist S eine invertierte Version des Signals S.
Die Schalter 210–213 können gemeinsam eine Schaltschaltung bilden, die betrieben werden kann, um ein oder mehrere Steuersignale von der Zeitschaltung 204 zu empfangen. Auf der Basis der Werte der empfangenen Steuersignale kann die Schaltschaltung die Kondensatorsysteme 206 und 208 mit den entsprechenden Elementen des Systems 200 verbinden. Wenn sich die von der Zeitschaltung 204 empfangenen Steuersignale in einem ersten Zustand befinden, kann die Schaltschaltung das Kondensatorsystem 206 mit der Messschaltung 202 und gleichzeitig das Kondensatorsystem 208 mit dem Vergleicher 214 verbinden. Wenn zum Beispiel wie in 2B gezeigt das Steuersignal S hoch ist und das Steuersignal S niedrig ist, wird das Kondensatorsystem 206 über den Schalter 210 mit der Messschaltung 202 verbunden und wird das Kondensatorsystem 208 über den Schalter 213 mit dem Vergleicher 214 verbunden. Wenn sich die von der Zeitschaltung 204 empfangenen Steuersignale in einem zweiten Zustand befinden, kann die Schaltschaltung das Kondensatorsystem 208 mit der Messschaltung 202 und gleichzeitig das Kondensatorsystem 206 mit dem Vergleicher 214 verbinden, Wenn zum Beispiel wie in 2C gezeigt das Steuersignal S niedrig ist und das Steuersignal S hoch ist, wird das Kondensatorsystem 208 über den Schalter 212 mit der Messschaltung 202 verbunden und wird das Kondensatorsystem 206 über den Schalter 211 mit dem Vergleicher 214 verbunden. In einigen Ausführungsformen kann die Schaltschaltung eine Vielzahl von Schaltern umfassen, die vorübergehend eines der Kondensatorsysteme 206 oder 208 mit der Messschaltung 202 und das jeweils andere Kondensatorsystem mit dem Vergleicher 214 verbinden.
Mit Bezug auf 2B–2C wird im Folgenden ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Wechseln zwischen den Kondensatorsystemen eines ADW 180 beschrieben. Das Verfahren beginnt in Schritt 302. In Schritt 304 wird ein erstes Kondensatorsystem mit einer Messschaltung verbunden und wird ein zweites Kondensatorsystem von der Messschaltung getrennt. Zum Beispiel wird in 2B das Kondensatorsystem 206 über den geschlossenen Schalter 210 mit der Messschaltung 202 verbunden und wird das Kondensatorsystem 208 durch den offenen Schalter 212 von der Messschaltung getrennt. In Schritt 306 wird das zweite Kondensatorsystem mit einem Teil eines ADW verbunden und wird das erste Kondensatorsystem von dem Teil des ADW getrennt. Zum Beispiel wird das Kondensatorsystem 208 über den geschlossenen Schalter 213 mit dem Vergleicher 214 verbunden und wird das Kondensatorsystem 206 durch den offenen Schalter 211 von dem Vergleicher 214 getrennt.
In Schritt 308 wird eine Ladung zwischen der Messschaltung und dem ersten Kondensatorsystem übertragen, während eine an dem zweiten Kondensatorsystem gespeicherte Ladung durch den ADW zu einem digitalen Wert gewandelt wird. Zum Beispiel kann die Ladung zwischen der Messschaltung 202 und dem Kondensatorsystem 206 übertragen werden, während eine durch das Kondensatorsystem 208 gespeicherte Ladung durch den ADW des Systems 200 zu einem digitalen Wert gewandelt wird.
In Schritt 310 wird ein zweites Kondensatorsystem mit einer Messschaltung verbunden und wird ein erstes Kondensatorsystem von der Messschaltung getrennt. Zum Beispiel wird in 2C das Kondensatorsystem 208 über den geschlossenen Schalter 212 mit der Messschaltung 202 verbunden wird das Kondensatorsystem 206 durch den offenen Schalter 210 von der Messschaltung getrennt. In Schritt 312 wird das erste Kondensatorsystem mit dem Teil eines ADW verbunden und wird das zweite Kondensatorsystem von dem Teil des ADW getrennt. Zum Beispiel wird das Kondensatorsystem 206 über den geschlossenen Schalter 211 mit dem Vergleicher 214 verbunden und wird das Kondensatorsystem 208 durch den offenen Schalter 213 von dem ADW getrennt.
In Schritt 314 wird eine Ladung von der Messschaltung zu dem zweiten Kondensatorsystem übertragen, während eine gespeicherte Ladung an dem ersten Kondensatorsystem durch den ADW zu einem digitalen Wert gewandelt wird. Zum Beispiel kann die Ladung zwischen der Messschaltung 202 und dem Kondensatorsystem 208 übertragen werden, während eine durch das Kondensatorsystem 206 gespeicherte Ladung durch den ADW des Systems 200 zu einem digitalen Wert gewandelt wird. Das Verfahren endet dann in Schritt 316.
Während der Schritte 308 und 314 kann ein beliebiger ADW die an den Kondensatorsystemen 206 und 208 gespeicherte Ladung zu digitalen Werten wandeln. Zum Beispiel ist in 2 der ADW des Systems 200 als ein Sukzessive-Approximation-ADW gezeigt. Als ein weiteres Beispiel ist in 4 ein algorithmischer ADW gezeigt.
Wie wiederum in 2B gezeigt, umfasst der ADW des Systems 200 einen Vergleicher 214, eine ADW-Logik 222 und einen DAW 224. Das Kondensatorsystem 208 ist mit dem Vergleicher 214 verbunden, wobei der ADW betrieben werden kann, um die durch das Kondensatorsystem 208 gespeicherte Ladungsmenge zu einem digitalen Wert zu wandeln. Zum Beispiel kann die durch das Kondensatorsystem 208 gespeicherte Ladungsmenge einen Spannungsabfall über das Kondensatorsystem 208 zur Folge haben, der zu einem digitalen Wert gewandelt wird. Der Vergleicher 214 kann betrieben werden, um eine Spannung von dem DAW 224 zu empfangen und mit einer in dem Kondensatorsystem 208 gespeicherten Spannung zu vergleichen. Der Vergleicherausgang 220 führt das Ergebnis dieses Vergleichs zu der ADW-Logik 222. Die ADW-Logik 222 kann betrieben werden, um einen n-Bit-Binärwert 223 zu speichern, der zu dem DAW 224 geführt wird. Der DAW 224 wandelt den n-Bit-Binärwert zu einer analogen Spannung auf der Basis einer Bezugsspannung V_ref 228. Die analoge Spannung wird dann zu dem Vergleicher 224 gegeben, um mit einer Spannung aus dem Kondensatorsystem 208 verglichen zu werden.
In einer bestimmten Ausführungsform gibt die ADW-Logik in der ersten Wiederholung der Analog-Digital-Wandlung zuerst einen Binärwert 223 aus, dessen höchstwertiges Bit auf eine digitale Eins gesetzt ist und dessen andere Bits auf digitale Nullen gesetzt sind. Wenn der ADW ein 8-Bit-ADW ist, ist der erste digitale Wert also 10000000 (was einem Dezimalwert von 64 entspricht). Der DAW 224 empfängt diesen Wert und wandelt ihn auf der Basis von V_ref 228 zu einer analogen Spannung. In diesem Fall beträgt die analoge Spannung ungefähr 1/2 von V_ref, weil die analoge Spannung gleich V_ref mal dem Dezimalwert (64) des Binärwerts 223, dividiert durch den maximalen Dezimalwert (127) des Binärwerts ist: 223 = Vref·64/127. Die analoge Spannung wird mit der durch das Kondensatorsystem 208 gespeicherten Spannung verglichen. Wenn die analoge Spannung aus dem DAW 224 höher ist als die durch das Kondensatorsystem 208 gespeicherte Spannung, wird das höchstwertige Bit des Binärwerts 223 auf 0 zurückgesetzt, während es ansonsten auf 1 gesetzt bleibt. Das Bit mit der nächsthöheren Wertigkeit des Binärwerts 223 wird auf 1 gesetzt, es wird eine entsprechende analoge Spannung durch den DAW erzeugt, der Vergleich wird vorgenommen und das Ergebnis wird durch die ADW-Logik 222 aufgezeichnet. Dieser Prozess wird für jedes Bit des Signals 223 wiederholt, bis das Ergebnis 230 erhalten wird. Das Ergebnis 230 ist der digitale Wert, der der in dem Kondensatorsystem 208 gespeicherten Spannung entspricht. Eine ähnliche Prozedur kann durch den ADW durchgeführt werden, um einen in dem Kondensatorsystem 206 gespeicherten Wert zu einem digitalen Wert zu wandeln.
Bestimmte Ausführungsformen können einen oder mehrere oder auch keinen der im Folgenden genannten Vorteile bieten. Bestimmte Ausführungsformen sehen einen Analog-Digital-Wandler mit dualen integrierenden Kondensatoren vor. In bestimmten Ausführungsformen kann jeder integrierende Kondensator auch als ein Abtastungskondensator des Analog-Digital-Wandlers dienen. Bestimmte Ausführungsformen können die für das Messen und Wandeln von Spannungen zu digitalen Werten erforderliche Fläche reduzieren. Einige Ausführungsformen können einen aus der Ladungsübertragung von den integrierenden Kondensatoren zu den Abtastungskondensatoren resultierenden Ladungsverteilungsfehler reduzieren. Bestimmte Ausführungsformen beschleunigen den Betrieb zum Abtasten und Wandeln oder erhöhen die Anzahl der Abtastungen, die innerhalb einer bestimmten Zeitperiode gewandelt werden können.
4 zeigt ein beispielhaftes System 400, das eine beispielhafte Ausführungsform des ADW 180 ist. Das System 400 umfasst einen ADW mit dualen integrierenden Kondensatorsystemen 446 und 448. In bestimmten Ausführungsforen kann das gesamte System 400 oder ein Teil desselben in einer Steuereinheit eines kapazitiven Berührungssensors wie etwa der Steuereinheit 150 untergebracht sein. In bestimmten Ausführungsformen ist wenigstens ein Teil des Systems 400 in einer Messeinheit einer Steuereinheit für eine kapazitive Berührungssteuereinheit wie etwa der Messeinheit 120 der Steuereinheit 150 untergebracht. In bestimmten Ausführungsformen ist der ADW des Systems 400 konfiguriert, um ein Signal zu empfangen, das eine Kapazität eines kapazitiven Messkanals 104 eines kapazitiven Berührungssensors 105 angibt, und das Signal zu einem digitalen Wert zu wandeln.
Das System 400 umfasst eine Messschaltung 402, eine Zeitschaltung 404, zwei Kondensatorsysteme 446 und 448, Schalter 410–413, 420–422, 426–429 und 434–438, Kondensatoren 423–424, einen Differentialverstärker 440, eine ADW-Logik 430 und Digital-Analog-Wandler (DAWs) 432, 433(A) und 433(B). Die Messschaltung 402 kann einen beliebigen Schaltungsaufbau für das Übertragen eines Signals zu den Kondensatorsystemen 446 und 446 über die Schalter 410–413 umfassen. Zum Beispiel kann die Messschaltung 402 einen oder mehrere Anschlüsse, Verstärker, Wechselrichter, Übertragungsleitungen oder einen anderen geeigneten Schaltungsaufbau umfassen. In einer bestimmten Ausführungsform ist die Messschaltung 402 mit einem kapazitiven Messkanal 104 eines kapazitiven Berührungssensors 105 verbunden und konfiguriert, um ein Signal, das die Kapazität eines Bereichs des kapazitiven Berührungssensors 105 (wie etwa des kapazitiven Messkanals 104) angibt, zu den Kondensatorsystemen 446 und 448 zu übertragen. In einer bestimmten Ausführungsform kann die Messschaltung 402 betrieben werden, um auf Leitungen 406 und 408 ein Signal Vn1 zu übertragen, das von der Steuereinheit 150 durch das Senden einer positiven (d. h. steigenden) Flanke eines elektrischen Pulses zu dem kapazitiven Messkanal 104 induziert wird. Die Messschaltung 402 kann auch betrieben werden, um auf den Leitungen 407 und 409 ein Signal Vin2 zu übertragen, das von der Steuereinheit 150 durch das Senden einer negativen (d. h. fallenden) Flanke des elektrischen Pulses zu dem kapazitiven Messkanal 104 induziert wird. Die Messschaltung 402 kann einen Wechselrichter umfassen, der mit Verbindungen 407 und 409 gekoppelt ist, sodass die negative Flanke eine Ladungsübertragung zu dem Kondensatorsystem 446 oder 448 zur Folge hat.
In der gezeigten Ausführungsform können die Kondensatorsysteme 446 und 448 jeweils zwei Kondensatoren enthalten, die betrieben werden können, um ein oder mehrere von der Messschaltung 402 empfangene Signale zu empfangen und zu speichern. Das Kondensatorsystem 446 ist lösbar über die Schalter 410 und 411 mit der Messschaltung 402 verbunden, und das Kondensatorsystem 448 ist lösbar über die Schalter 412 und 413 mit der Messschaltung verbunden. Die Kondensatorsysteme 446 und 448 sind jeweils konfiguriert, um ein oder mehrere von der Messschaltung 402 empfangene Signale zu speichern und das eine oder die mehreren gespeicherten Signale zu einem bestimmten Teil des ADW des Systems 400 für eine Wandlung zu einem digitalen Wert zu führen. In einigen Ausführungsformen kann ein Signal aus der Messschaltung 402 eine Ladungsmenge enthalten. In einer bestimmten Ausführungsform kann die Ladungsmenge die durch die Messschaltung 402 gemessene Kapazität angeben.
In einigen Ausführungsformen sind die Kondensatorsysteme 446 und 448 jeweils lösbar mit einem bestimmten Teil des ADW verbunden. In der gezeigten Ausführungsform sind die Kondensatorsysteme 446 und 448 jeweils lösbar mit einem Differentialverstärker 440 und insbesondere mit dem invertierenden Eingang des Differentialverstärkers 440 über die Schalter 421 und 422 verbunden. Die Kondensatorsysteme 446 und 448 sind auch jeweils lösbar mit dem Ausgang 425 des Differentialverstärkers 440 über die Schalter 428 und 429 verbunden.
Die Zeitschaltung 404 ist mit den Schaltern 410–413, 421–422, 428–429 und 437–438 verbunden und ist konfiguriert, um ein oder mehrere Steuersignale zu erzeugen, die zu diesen Schaltern übertragen werden. Die Zeitschaltung 404 kann betrieben werden, um Steuersignale zu erzeugen, die wenigstens einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand aufweisen. In dem ersten Zustand schließen die Signale aus der Zeitschaltung 404 die Schalter 410 und 411, um das Kondensatorsystem 446 mit der Messschaltung 402 zu verbinden, und öffnen die Schalter 412 und 413, sodass das zweite Kondensatorsystem 448 nicht mit der Messschaltung 402 verbunden ist. Gleichzeitig werden die Schalter 421 und 426 durch die Signale aus der Zeitschaltung 404 offen gehalten, sodass das Kondensatorsystem 446 nicht mit dem Differentialverstärker 440 des ADW verbunden ist, und werden die Schalter 422 und 427 geschlossen gehalten, um das Kondensatorsystem 448 mit dem Differentialverstärker zu verbinden. In einigen Ausführungsformen sind die Schalter 421, 422, 426 und 427 auch von einem Taktsignal CK abhängig, das mit dem Schalter 420 verbunden ist. In bestimmten Ausführungsformen schließen diese Schalter nicht, außer wenn das Taktsignal CK nicht aktiv ist (oder das Komplement CK des Taktsignals CK aktiv ist).
Während sich die Steuersignale aus der Zeitschaltung 404 in dem ersten Zustand befinden, kann eine Ladung zwischen der Messschaltung 202 und dem Kondensatorsystem 446 übertragen werden, während eine durch das Kondensatorsystem 448 gespeicherte Ladung durch den ADW des Systems 400 zu einem digitalen Wert gewandelt wird. Wenn sich die Steuersignale von der Zeitschaltung 404 in einem zweiten Zustand befinden, öffnen die Signale aus der Zeitschaltung 404 die Schalter 410 und 411, um das Kondensatorsystem 446 von der Messschaltung 402 zu trennen, und schließen die Schalter 412 und 413, um das zweite Kondensatorsystem 448 mit der Messschaltung 402 zu verbinden. Gleichzeitig können die Schalter 421 und 426 geschlossen werden (in Abhängigkeit von dem Wert des Taktsignals CK), um das Kondensatorsystem 446 mit dem Differentialverstärker 440 des ADW zu verbinden, und können die Schalter 422 und 427 offen gehalten werden, um das Kondensatorsystem 448 von dem Differentialverstärker 440 zu trennen. In dem zweiten Zustand kann eine Ladung zwischen der Messschaltung 402 und dem Kondensatorsystem 448 übertragen werden, während eine durch das Kondensatorsystem 446 gespeicherte Ladung durch den ADW des Systems 400 zu einem digitalen Wert gewandelt wird.
Der ADW des Systems 400 kann betrieben werden, um die durch das Kondensatorsystem 446 oder 448 gespeicherte Ladungsmenge zu einem digitalen Wert zu wandeln. Der Betrieb wird im Folgenden mit Bezug auf das Kondensatorsystem 446 beschrieben. Der ADW verwendet zwei Stufen, um die Wandlung durchzuführen. Wenn das Kondensatorsystem 446 für die Wandlung gewählt wird, werden die Stufen 443 und 442 verwendet. Wenn das Kondensatorsystem 448 für die Wandlung gewählt wird, werden die Stufen 444 und 442 verwendet.
Die durch das Kondensatorsystem 446 gespeicherte Ladungsmenge hat einen Spannungsabfall über die Kondensatoren 416 und 417 zur Folge, der durch den ADW zu einem digitalen Wert gewandelt wird. Wenn ein Signal CK aktiv ist, wird der Schalter 421 geschlossen und kann der Differentialverstärker 440 betrieben werden, um die Spannung über die Kondensatoren 416 und 417 zu verstärken. Die verstärkte Spannung kann als ein Zwischenergebnis der Analog-Digital-Wandlung bezeichnet werden und wird in den Kondensatoren 423 und 424 der Stufe 442 gespeichert. Auf der Basis des verstärkten Wertes bestimmt die ADW-Logik 430 ein Stromergebnis 431 und einen Teil des zusammengesetzten Ergebnisses. Wenn CK aktiv geht, wird der Schalter 421 geöffnet und wird der Schalter 420 geschlossen. Das Stromergebnis 431 wird zu dem DAW 432 der Stufe 442 geführt. Der DAW 432 legt dann eine auf der Basis des Werts des Stromergebnisses 431 aus 434, 435 und 436 gewählte Spannung an. Diese Spannung und die in den Kondensatoren 423 und 424 gespeicherte Spannung wird durch den Differentialverstärker 440 verstärkt. Die resultierende Spannung (ein zweites Zwischenergebnis) wird in dem Kondensatorsystem 446 der Stufe 443 gespeichert. Die ADW-Logik 430 bestimmt ein neues Stromergebnis 431 und einen zusätzlichen Teil des zusammengesetzten Ergebnisses auf der Basis der resultierenden Spannung. Das neue Stromergebnis 431 wird zu dem DAW 433(A) der Stufe 443 zugeführt. Der DAW 433(A) legt dann eine auf der Basis des Werts des Stromergebnisses 431 aus 434(A), 435(A) und 436(A) gewählte Spannung an. Die durch den DAW 433(A) angelegte Spannung wird zusammen mit der in dem Kondensatorsystem 446 gespeicherten Spannung dann durch den Differentialverstärker 440 verstärkt, wobei die resultierende Spannung in den Kondensatoren 423 und 424 gespeichert wird. Ein neues Stromergebnis 431 und der zusätzliche Teil des zusammengesetzten Ergebnisses werden durch die ADW-Logik 430 bestimmt. Das System 400 fährt auf diese Weise fort und wechselt zwischen den Stufen 442 und 443, bis die Wandlung abgeschlossen ist und ein zusammengesetztes Ergebnis, das einen digitalen Wert des in dem Kondensatorsystem 446 gespeicherten anfänglichen Spannungspegels angibt, erhalten wird.
In einigen Ausführungsformen kann auf einen der DAWs 433(A) und 433(3) verzichtet werden, indem der andere DAW in beiden Stufen 443 und 444 verwendet wird. Zum Beispiel kann der DAW 433(A) wie folgt in beiden Stufen 443 und 444 verwendet werden. Wenn der ADW einen durch das Kondensatorsystem 446 der Stufe 443 gespeicherten Wert wandelt, kann der DAW 433(A) für die Verwendung durch die Stufe 443 gewählt werden. Wenn der ADW einen durch das Kondensatorsystem 448 der Stufe 444 gespeicherten Wert wandelt, kann der DAW 433(B) durch die Stufe 444 verwendet werden.
Eine Bezugnahme auf ein computerlesbares Speichermedium bezieht sich auf eine oder mehrere nicht-transitorische, greifbare und computerlesbare Speichermedien mit einem bestimmten Aufbau. Zum Beispiel kann ein computerlesbares Speichermedium ein halbleiterbasierter oder anderer integrierter Schaltkreis wie etwa eine feldprogrammierbare Gatteranordnung (FPGA) oder ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC), eine Festplatte, ein Festplattenlaufwerk, ein Hybridlaufwerk, eine optische Platte, ein optisches Plattenlaufwerk, eine magnetooptische Platte, ein magnetoptisches Laufwerk, eine Diskette, ein Diskettenlaufwerk, ein Magnetband, ein holografisches Speichermedium, ein Festkörperlaufwerk, ein RAM-Laufwerk, eine SECURE DIGITAL-Karte, ein SECURE DIGITAL-Laufwerk oder ein anderes, geeignetes computerlesbares Speichermedium oder eine Kombination aus zwei oder mehr derselben sein. Dabei sind jedoch computerlesbare Medien ausgeschlossen, die gemäß 35 U.S.C. §101 nicht für einen Patentschutz zulässig sind. Eine Bezugnahme auf ein computerlesbares Speichermedium schließt transitorische Formen der Signalübertragung (wie etwa die Fortpflanzung von elektrischen oder elektromagnetischen Signalen per se) aus, soweit diese gemäß 35 U.S.C. §101 nicht für einen Patentschutz zulässig sind. Ein computerlesbares, nicht-transitorisches Speichermedium kann flüchtig, nicht-flüchtig oder eine Kombination aus denselben sein.
Das Wort „oder” ist hier nicht exklusiv zu verstehen, außer wenn dies explizit oder aufgrund des Kontexts anders vorgegeben ist. „A oder B” ist also als „A, B oder beide” zu verstehen, außer wenn dies explizit oder aufgrund des Kontexts anders vorgegeben ist. Weiterhin kann das Wort „und” verbindend oder aufzählend verstanden werden. So ist „A und B” als „A und B, in dieser Kombination oder jeweils einzeln” zu verstehen, außer wenn dies explizit oder aufgrund des Kontexts anders vorgegeben ist.
Es können verschiedene Änderungen, Ersetzungen, Variationen und Modifikationen an den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen durch den Fachmann vorgenommen werden. Wenn in den folgenden Ansprüchen auf eine Vorrichtung oder ein System oder auf eine Komponente einer Vorrichtung oder eines Systems Bezug genommen wird, die bzw. das ausgebildet, angeordnet, konfiguriert oder betreibbar ist, um eine bestimmte Funktion auszuführen, bezieht sich diese Bezugnahme auf die Vorrichtung, das System oder die Komponente unabhängig davon, ob die genannte Funktion aktiviert, eingeschaltet oder freigegeben ist, solange die Vorrichtung, das System oder die Komponente entsprechend ausgebildet, angeordnet, konfiguriert oder betreibbar ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

35 U.S.C. §101 [0041]
35 U.S.C. §101 [0041]

Claims

Vorrichtung, die umfasst: ein erstes Kondensatorsystem (206; 446) und ein zweites Kondensatorsystem (208; 448), wobei jedes Kondensatorsystem (206; 446–208; 448) einen oder mehrere Kondensatoren umfasst, wobei jedes Kondensatorsystem (206; 446–208; 448) lösbar mit demselben Teil eines Analog-Digital-Wandlers (ADW) und mit derselben Messschaltung (202; 402) verbunden ist und wobei jedes Kondensatorsystem (206; 446–208; 448) konfiguriert ist, um eine über die Messschaltung (202; 402) empfangene Ladungsmenge zu speichern, wenn es mit der Messschaltung (202; 402) verbunden ist, und die über die Messschaltung (202; 402) empfangene Ladungsmenge zu dem ADW für eine Wandlung zu einem digitalen Wert zu führen, wenn es mit dem Teil des ADW verbunden ist, eine Zeitschaltung (204; 404), die konfiguriert ist, um ein oder mehrere Steuersignale zu erzeugen, und eine Schaltschaltung (210–213; 410–413), die konfiguriert ist zum: Empfangen des einen oder der mehreren Steuersignale, wenn sich das eine oder die mehreren Steuersignale in einem ersten Zustand befinden, Verbinden des ersten Kondensatorsystems (206; 446) mit der Messschaltung (202; 402), um eine Ladung über die Messschaltung (202; 402) zu empfangen, und gleichzeitig Verbinden des zweiten Kondensatorsystems (208; 448) mit dem Teil des ADW, und wenn sich das eine oder die mehreren Steuersignale in einem zweiten Zustand befinden, Verbinden des zweiten Kondensatorsystems (208; 448) mit der Messschaltung (202; 402), um eine Ladung über die Messschaltung (202, 402) zu empfangen, und gleichzeitig Verbinden des ersten Kondensatorsystems (206; 446) mit dem Teil des ADW.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: die Messschaltung (202; 402) mit einem kapazitiven Berührungssensor (105) verbunden ist, und die Ladungsmenge eine gemessene Kapazität eines Bereichs des kapazitiven Berührungssensors (105) angibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltschaltung (210–213; 410–413) umfasst: ein erstes Schaltersystem, das einen oder mehrere Schalter umfasst, die betrieben werden können, um das erste Kondensatorsystem (206; 446) mit der Messschaltung (202; 402) zu verbinden, ein zweites Schaltersystem, das einen oder mehrere Schalter umfasst, die betrieben werden können, um das erste Kondensatorsystem (206; 446) mit dem Teil des ADW zu verbinden, ein drittes Schaltersystem, das einen oder mehrere Schalter umfasst, die betrieben werden können, um das zweite Kondensatorsystem (208; 448) mit der Messschaltung (202; 402) zu verbinden, ein viertes Schaltersystem, das einen oder mehrere Schalter umfasst, die betrieben werden können, um das zweite Kondensatorsystem (208; 448) mit dem Teil des ADW zu verbinden.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltschaltung (210–213; 410–413) konfiguriert ist zum: geschlossen Halten jedes Schalters des ersten Schaltersystems und des vierten Schaltersystems und gleichzeitiges offen Halten jedes Schalters des zweiten Schaltersystems und des dritten Schaltersystems, und geschlossen Halten jedes Schalters des zweiten Schaltersystems und des dritten Schaltersystems und gleichzeitiges offen Halten jedes Schalters des ersten Schaltersystems und des vierten Schaltersystems.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass: jeder Schalter des zweiten Schaltersystems und des vierten Schaltersystems direkt mit einem Differentialverstärker (440) des ADW verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: das erste Kondensatorsystem (206; 446) und das zweite Kondensatorsystem (208; 448) jeweils betrieben werden können um ein Zwischenergebnis aus einem Differentialverstärker (440) des ADW zu speichern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ADW umfasst: einen Digital-Analog-Wandler (DAW) (224; 432, 433(A), 433(B)), der lösbar mit dem ersten Kondensatorsystem (206; 446) und dem zweiten Kondensatorsystem (208; 448) verbunden ist, wobei der DAW (224; 432, 433(A), 433(B)) konfiguriert ist, um verbunden zu werden mit: dem ersten Kondensatorsystem (206; 446) für wenigstens einen Teil einer ersten Zeitperiode, in welcher der ADW eine durch das erste Kondensatorsystem (206; 446) gespeicherte Ladung zu einem ersten digitalen Wert wandelt, und dem zweiten Kondensatorsystem (208; 448) für wenigstens einen Teil einer zweiten Zeitperiode, in welcher der ADW eine durch das zweite Kondensatorsystem (208; 448) gespeicherte Ladung zu einem zweiten digitalen Wert wandelt.
Verfahren, das umfasst: Erzeugen eines oder mehrerer Steuersignale, wenn sich eines oder mehrere Steuersignale in einem ersten Zustand befinden: Verbinden eines ersten Kondensatorsystems einschließlich von einem oder mehreren Kondensatoren mit einer Messschaltung, Verbinden eines zweiten Kondensatorsystems einschließlich von einem oder mehreren Kondensatoren mit einem Teil eines Analog-Digital-Wandlers (ADW), Speichern, durch das erste Kondensatorsystem, einer über die Messschaltung empfangenen ersten Ladungsmenge, Führen, durch das zweite Kondensatorsystem, einer zweiten Ladungsmenge zu dem ADW für eine Wandlung zu einem ersten digitalen Wert, und wenn sich das eine oder die mehreren Steuersignale in einem zweiten Zustand befinden: Verbinden des zweiten Kondensatorsystems mit der Messschaltung, Verbinden des ersten Kondensatorsystems mit dem Teil des ADW, Speichern, durch das zweite Kondensatorsystem, einer über die Messschaltung empfangenen dritten Ladungsmenge, und Führen, durch das erste Kondensatorsystem, der ersten Ladungsmenge zu dem ADW für eine Wandlung zu einem zweiten digitalen Wert.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass: die Messschaltung mit einem kapazitiven Berührungssensor verbunden ist, und die erste, die zweite und die dritte Ladungsmenge jeweils die Kapazität eines Bereichs des kapazitiven Berührungssensors angeben.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass: das erste Kondensatorsystem über ein erstes Schaltersystem einschließlich von einem oder mehreren Schaltern mit der Messschaltung verbunden ist, das erste Kondensatorsystem über ein zweites Schaltersystem einschließlich von einem oder mehreren Schaltern mit dem Teil des ADW verbunden ist, das zweite Kondensatorsystem über ein drittes Schaltersystem einschließlich von einem oder mehreren Schaltern mit der Messschaltung verbunden ist, und das zweite Kondensatorsystem über ein viertes Schaltersystem einschließlich von einem oder mehreren Schaltern mit dem Teil des ADW verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 10, weiterhin gekennzeichnet durch: geschlossen Halten jedes Schalters des ersten Schaltersystems und des vierten Schaltersystems und gleichzeitiges offen Halten jedes Schalters des zweiten Schaltersystems und des dritten Schaltersystems, und geschlossen Halten jedes Schalters des zweiten Schaltersystems und des dritten Schaltersystems und gleichzeitiges offen Halten jedes Schalters des ersten Schaltersystems und des vierten Schaltersystems.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass: jeder Schalter des zweiten Schaltersystems und des vierten Schaltersystems direkt mit einem Differentialverstärker des ADW verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 8, weiterhin gekennzeichnet durch: Speichern eines ersten Zwischenergebnisses aus einem Differentialverstärker des ADW in dem ersten Kondensatorsystem, und Speichern eines zweiten Zwischenergebnisses aus dem Differentialverstärker des ADW in dem zweiten Kondensatorsystem.
Verfahren nach Anspruch 8, weiterhin gekennzeichnet durch: Verbinden eines Digital-Analog-Wandlers (DAW) mit dem ersten Kondensatorsystem für wenigstens einen Teil einer ersten Zeitperiode, in welcher der ADW die durch das erste Kondensatorsystem gespeicherte erste Ladungsmenge zu dem zweiten digitalen Wert wandelt, und Verbinden des DAW mit dem zweiten Kondensatorsystem für wenigstens einen Teil einer zweiten Zeitperiode, in welcher der ADW die durch das zweite Kondensatorsystem gespeicherte zweite Ladungsmenge zu dem ersten digitalen Wert wandelt.
Vorrichtung, die umfasst: einen kapazitiven Berührungssensor (105), der eine Vielzahl von Knoten umfasst: und eine Steuereinheit (150), die mit dem kapazitiven Berührungssensor (105) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (150) umfasst: ein erstes Kondensatorsystem (206; 446) und ein zweites Kondensatorsystem (208; 448), wobei jedes Kondensatorsystem (206; 446–208; 448) einen oder mehrere Kondensatoren umfasst und wobei jedes Kondensatorsystem (206; 446–208; 448) mit demselben Teil eines Analog-Digital-Wandlers (ADW) und wenigstens einem Knoten des kapazitiven Berührungssensors (105) verbunden ist, wobei jedes Kondensatorsystem (206; 446–208; 448) konfiguriert ist, um eine über den wenigstens einen Knoten empfangene Ladungsmenge zu speichern, wenn es mit dem wenigstens einen Knoten verbunden ist, und um die über den wenigstens einen Knoten empfangene Ladungsmenge zu dem ADW für eine Wandlung zu einem digitalen Wert zu führen, wenn es mit dem ADW verbunden ist, eine Zeitschaltung (204; 404), die konfiguriert ist, um ein oder mehrere Steuersignale zu erzeugen, und eine Schaltschaltung (210–213; 410–413), die konfiguriert ist zum: Empfangen des einen oder der mehreren Steuersignale, wenn sich das eine oder die mehreren Steuersignale in einem ersten Zustand befinden, Verbinden des ersten Kondensatorsystems (206; 446) mit dem wenigstens einen Knoten, um eine Ladung über den wenigstens einen Knoten zu empfangen, und gleichzeitig Verbinden des zweiten Kondensatorsystems (208; 248) mit dem Teil des ADW, und wenn sich das eine oder die mehreren Steuersignale in einem zweiten Zustand befinden, Verbinden des zweiten Kondensatorsystems (208; 448) mit dem wenigstens einen Knoten, um eine Ladung über den wenigstens einen Knoten zu empfangen, und gleichzeitig Verbinden des ersten Kondensatorsystems (206; 446) mit dem Teil des ADW.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass: die Ladungsmenge die Kapazität des wenigstens einen Knotens des kapazitiven Berührungssensors (105) angibt.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltschaltung (210–213; 410–413) umfasst: ein erstes Schaltersystem, das einen oder mehrere Schalter umfasst, die betrieben werden können, um das erste Kondensatorsystem (206; 446) mit dem wenigstens einen Knoten zu verbinden, ein zweites Schaltersystem, das einen oder mehrere Schalter umfasst, die betrieben werden können, um das erste Kondensatorsystem (206; 446) mit dem Teil des ADW zu verbinden, ein drittes Schaltersystem, das einen oder mehrere Schalter umfasst, die betrieben werden können, um das zweite Kondensatorsystem (208; 448) mit dem wenigstens einen Knoten zu verbinden, ein viertes Schaltersystem, das einen oder mehrere Schalter umfasst, die betrieben werden können, um das zweite Kondensatorsystem (208; 448) mit dem Teil des ADW zu verbinden.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltschaltung (210–213; 410–413) konfiguriert ist zum: geschlossen Halten jedes Schalters des ersten Schaltersystems und des vierten Schaltersystems und gleichzeitiges offen Halten jedes Schalters des zweiten Schaltersystems und des dritten Schaltersystems, und geschlossen Halten jedes Schalters des zweiten Schaltersystems und des dritten Schaltersystems und gleichzeitiges offen Halten jedes Schalters des ersten Schaltersystems und des vierten Schaltersystems.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass: jeder Schalter des zweiten Schaltersystems und des vierten Schaltersystems direkt mit einem Differentialverstärker (440) des ADW verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass: das erste Kondensatorsystem (206; 446) und das zweite Kondensatorsystem (208; 448) jeweils betrieben werden können, um ein Zwischenergebnis aus einem Differentialverstärker (440) des ADW zu speichern.
Vorrichtung nach Anspruch 15, weiterhin gekennzeichnet durch: einen Digital-Analog-Wandler (DAW) (224; 432, 433(A), 433(B)), der lösbar mit dem ersten Kondensatorsystem (206; 446) und dem zweiten Kondensatorsystem (208; 448) verbunden ist, wobei der DAW (224; 432, 433(A), 433(B)) konfiguriert ist, um verbunden zu werden mit: dem ersten Kondensatorsystem (206; 446) für wenigstens einen Teil einer ersten Zeitperiode, in welcher der ADW die durch das erste Kondensatorsystem (206; 446) gespeicherte Ladung zu dem ersten digitalen Wert wandelt, und dem zweiten Kondensatorsystem (208; 448) für wenigstens einen Teil einer zweiten Zeitperiode, in welcher der ADW die durch das zweite Kondensatorsystem (208; 448) gespeicherte Ladung zu dem zweiten digitalen Wert wandelt.