KR101718846B1 - 유도 센싱을 지원하기 위한 프로그램가능 집적 회로 장치 - Google Patents

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라두 러스쿠
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마이크로칩 테크놀로지 인코포레이티드
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Abstract

집적 회로 장치 유도 터치 아날로그 프론트 엔드는, 복수의 유도 터치 센서들 중 선택된 하나들을 자극하고, 복수의 유도 터치 센서들의 코일을 가로지르는 전압들을 나타내는 아날로그 출력 신호들을 제공한다. 유도 터치 아날로그 프론트 엔드의 다양한 특성들이 프로그램가능하고, 디지털 프로세서는 복수의 유도 터치 센서들 중 각 하나의 선택을 제어하고 유도 터치 AFE로부터 각각의 아날로그 출력 전압 신호를 수신한다. 디지털 프로세서는 유도 터치 아날로그 프론트 엔드의 특성들을 프로그램할 수 있다. 만약 디지털 프로세서에 의해 코일 전압의 충분한 변화가 확정되면, 유도 터치 센서가 작동한 것으로 추정하고, 디지털 프로세서는 복수의 유도 터치 센서들 중 어느 것이 작동(터치)되었는지에 기초한 동작을 처리한다.

Description

유도 센싱을 지원하기 위한 프로그램가능 집적 회로 장치{PROGRAMMABLE INTEGRATED CIRCUIT DEVICE TO SUPPORT INDUCTIVE SENSING}
본 발명은 집적 회로들에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유도 센싱을 지원하는 집적 회로 장치에 관한 것이다.
용량성 센서들, 예를 들면 터치 센서들은, 다양한 소비자, 상업적, 산업적 및 군사적 애플리케이션들의 사용자 인터페이스들로서 폭넓게 이용되고 있다. 하지만, 용량성 터치 센서들은, 유출된 액체에 대한 감도 및 사용자가 두꺼운 장갑을 착용한 경우의 신뢰할 수 없는 작동과 같은 몇 가지 단점을 갖는다. 유도 터치 센서들은 용량성 터치 센서들의 그러한 단점들을 해결하였으며, 용량성 터치 센서들이 완벽하게 적합하지는 않았던 다양한 특화된 애플리케이션들에 있어서 그것들을 대체하기 시작하였다. 유도 터치 센서들은, 전자 시스템 내에서 이용될 때, 적절한 특화된 인터페이스 회로들을 필요로 한다. 종래 기술의 유도 센서 인터페이스 회로들은, 동작을 위해서 수많은 외부 개별 부품들을 필요로 한다. 이러한 외부 개별 부품들은 고가이고, 시스템에 적용되기 위해서는 큰 회로 보드 영역을 필요로 한다.
따라서 유도 센서들의 작동에 대한 검출을 지원하고 그로부터 유용한 출력들을 제공하는 집적 회로 장치에 대한 요구가 있다. 유도 센서는, 센서 내의 유도 변화를 일으키는 터치를 감지하는 데에 이용될 수 있다. 유도 센서의 동작을 지원하는 집적 회로 인터페이스는, 사용자 프로그램가능 특성들을 가짐으로써, 외부 부품들 및 조정들에 대한 필요성을 실질적으로 제거한 제어 메커니즘들을 가질 수 있으며, 이에 의해 유도 센서들을 이용하는 시스템들의 물리적 크기 및 제조 비용이 감소한다.
유도 센서와의 동작을 위한 집적 회로 장치는 프로그램가능하며, 추가적인 외부 부품들을 제거함으로써 제조 비용 및 보드 공간을 더욱 감소시킬 수 있다. 유도 센서와 집적 회로 인터페이스 회로들의 성능은, 유도 센서 시스템의 성능을 특정 애플리케이션들에 맞추는 데에 이용될 수 있다. 성능 파라미터들은, 유도 센서 시스템의 설계 및 구현 이전, 동안 및/또는 이후에 쉽게 변경될 수 있다.
제어 인터페이스(들)는, 장치 파라미터들을 제어하는 데에 이용될 수 있고, 또한, 직렬 인터페이스(예를 들면, I2C, SPI, UNI/O, UART 등), 병렬 인터페이스, 및/또는 직렬 입력-출력(I/O) 레벨 제어로 구성될 수 있다. 파라미터 제어는, 예를 들면 그에 한정되지는 않지만, 연산 증폭기의 이득 선택, 연산 증폭기의 코너 주파수(corner frequency), 연산 증폭기의 전류 구동기(current driver)의 출력 구동 강도, 가상 그라운드 전압 레벨, 연산 증폭기의 휴지 동작 전류(quiescent operating current), 연산 증폭기의 오프셋 제어 등일 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 유도 터치 센싱을 지원하기 위한 프로그램가능 아날로그 프론트 엔드로 구성된 집적 회로 장치는: 기준 전압; 유도 기준 코일에 결합하기 위한 유도 기준 코일 외부 연결부에 결합된 제1 입력과, 적어도 하나의 유도 터치 센서 코일에 결합하기 위한 유도 터치 센서 코일 외부 연결부에 결합된 제2 입력과, 기준 선택 신호에 결합하기 위한 기준 선택 외부 연결부에 결합된 제3 입력과, 클록 신호에 결합하기 위한 클록 외부 연결부에 결합된 제4 입력과, 상기 기준 전압에 결합된 제5 입력을 갖는 동기화 검출기; 코일 구동 출력 외부 연결부에 결합된 출력과 코일 구동 입력 외부 연결부에 결합된 입력을 갖는 코일 구동기; 로우-패스 필터로 구성되며, 상기 동기화 검출기에 결합된 입력들과 적어도 하나의 유도 터치 센서 코일 및 상기 유도 기준 코일의 인덕턴스 값들을 나타내는 전압값들을 가지며 전압 검출기 출력 외부 연결부에 결합된 출력을 갖는 증폭기; 및 통신 포트를 가지며, 상기 프로그램가능 아날로그 프론트 엔드의 적어도 하나의 특성을 제어하는 인터페이스 및 제어 모듈;을 포함하고, 상기 동기화 검출기는, 상기 유도 기준 코일 또는 상기 기준 선택 신호에 의해 선택된 상기 적어도 하나의 유도 터치 센서 코일로부터의 신호와 상기 클록 신호를 혼합하여 합 및 차 혼합 생성물(product)들을 산출하고, 상기 증폭기는, 상기 합 및 차 혼합 생성물들을 증폭하여 상기 합 혼합 생성물을 감쇠시키고 또한 상기 차 혼합 생성물을 상기 증폭기의 상기 출력으로 전달한다. 상기 전압 기준부는, 출력 기준 전압값 및 출력 임피던스로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 프로그램가능 특성을 가질 수 있다. 상기 동기화 검출기는, 혼합 주파수의 선택에 대한 프로그램가능 특성을 가질 수 있다. 상기 코일 구동기는, 전류 구동 강도 및 출력 신호 파형 형태로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 프로그램가능 특성을 가질 수 있다. 상기 증폭기는, 전압 이득, 출력 임피던스, 오프셋, 이득-밴드폭 곱(product), 및 코너 롤-오프 주파수로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 프로그램가능 특성을 가질 수 있다. 상기 인터페이스 및 제어 모듈의 상기 통신 포트는, 직렬 통신 포트일 수 있다. 상기 직렬 통신 포트는, I2C, SPI, UNI/O, UART로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 상기 인터페이스 및 제어 모듈의 상기 통신 포트는, 병렬 통신 포트일 수 있다. 상기 동기화 검출기는: 상기 클록 외부 연결부에 결합되는 제1 입력부와 상기 기준 선택 외부 연결부에 결합되는 제2 입력부를 갖는 디코더; 및 상기 디코더에 의해 제어되는 6개의 아날로그 패스(pass)-게이트들을 포함하고, 제1 및 제4 아날로그 패스-게이트들의 입력부들은 상기 전압 기준부에 결합될 수 있고, 제2 및 제5 아날로그 패스-게이트들의 입력부들은 상기 유도 기준 코일 외부 연결부에 결합되고, 제3 및 제6 아날로그 패스-게이트들의 입력부들은 상기 유도 터치 센서 코일 외부 연결부에 결합될 수 있고, 이에 의해, 상기 기준 선택 및 클록 외부 연결부들이 제1 로직 레벨들일 때에는 상기 제3 및 제4 아날로그 패스-게이트들이 닫혀지고, 상기 기준 선택 외부 연결부가 상기 제1 로직 레벨이고 상기 클록 외부 연결부가 제2 로직 레벨일 때에는 상기 제1 및 제6 아날로그 패스-게이트들이 닫혀지고, 상기 기준 선택 외부 연결부가 상기 제2 로직 레벨이고 상기 클록 외부 연결부가 상기 제1 로직 레벨일 때에는 상기 제2 및 제4 아날로그 패스-게이트들이 닫혀지고, 그리고 상기 기준 선택 및 클록 외부 연결부들이 상기 제2 로직 레벨들일 때에는 상기 제1 및 제5 아날로그 패스-게이트들이 닫혀질 수 있다. 상기 제1 로직 레벨은 로직 "0"이고, 상기 제2 로직 레벨은 로직 "1"일 수 있다. 상기 제2 로직 레벨은 로직 "0"이고, 상기 제1 로직 레벨은 로직 "1"일 수 있다. 상기 디코더와 결합되는 주파수 분할기를 더 포함하고, 상기 주파수 분할기는 상기 클록 외부 연결부로부터의 클록 주파수를 분할하고 또한 상기 분할되는 클록 주파수를 상기 제1 내지 제6 아날로그 패스-게이트들에 인가할 수 있다. 상기 증폭기는 차동 입력 증폭기일 수 있다. 상기 집적 회로 장치를 포함하는 시스템은, 상기 동기화 검출기에 의한 전압 측정을 위해 상기 적어도 하나의 유도 터치 센서 코일 중 어느 것을 선택할지를 결정하는 디지털 프로세서를 더 포함할 수 있다. 상기 디지털 프로세서는, 상기 클록 및 기준 선택 신호들을 공급할 수 있다. 상기 디지털 프로세서는, 상기 증폭기의 상기 출력부로부터 상기 전압값들을 수신하고, 상기 수신한 전압값들에 기초하여, 상기 적어도 하나의 유도 터치 코일 중 어느 것을 작동시킬지를 결정할 수 있다. 상기 디지털 프로세서는, 상기 인터페이스 및 제어 모듈의 상기 통신 포트에 결합되고, 상기 프로그램가능 아날로그 프론트 엔드의 상기 적어도 하나의 특성을 프로그램할 수 있다. 상기 동기화 검출기는: 제1 및 제2 입력부와 상기 증폭기에 결합되는 출력부를 갖는 주파수 혼합기; 상기 클록 외부 연결부에 결합되는 제1 입력부와 상기 주파수 혼합기의 상기 제2 입력부에 결합되는 출력부를 갖는 주파수 분할기; 및 상기 유도 터치 센서 코일 외부 연결부와 상기 유도 기준 코일 외부 연결부를 상기 주파수 혼합기의 상기 제1 입력부에 선택적으로 결합시키는 멀티플렉서를 포함할 수 있다. 상기 주파수 분할기는, 상기 클록 외부 연결부로부터의 클록 주파수를 분할하고 분할된 클록 주파수를 상기 주파수 혼합기에 인가할 수 있다. 상기 주파수 혼합기는 길버트 셀 혼합기(Gilbert Cell mixer)일 수 있다.
본 발명의 또다른 특정 실시예에 따르면, 유도 터치 인터페이스를 갖는 전자 시스템은: 복수의 유도 터치 센서 코일들 및 유도 기준 코일을 포함하는 유도 터치 인터페이스; 제1 집적 회로 디지털 프로세서; 기준 전압과; 유도 기준 코일에 결합하기 위한 유도 기준 코일 외부 연결부에 결합된 제1 입력과, 적어도 하나의 유도 터치 센서 코일에 결합하기 위한 유도 터치 센서 코일 외부 연결부에 결합된 제2 입력과, 기준 선택 신호에 결합하기 위한 기준 선택 외부 연결부에 결합된 제3 입력과, 클록 신호에 결합하기 위한 클록 외부 연결부에 결합된 제4 입력과, 상기 기준 전압에 결합된 제5 입력을 갖는 동기화 검출기와; 로우-패스 필터로 구성되고, 상기 동기화 검출기에 결합된 입력들과, 상기 복수의 유도 터치 센서 코일들과 상기 유도 기준 코일의 인덕턴스 값을 표시하는 전압값들을 가지며 상기 디지털 프로세서의 아날로그 입력에 결합된 출력을 갖는 증폭기와; 및 통신 포트를 가지며, 프로그램가능 유도 터치 아날로그 프론트 엔드(자체)의 적어도 하나의 특성을 제어하는 인터페이스 및 제어 모듈을 포함하는 제2 집적 회로 프로그램가능 유도 터치 아날로그 프론트 엔드;를 포함하고, 상기 동기화 검출기는, 합 및 차 혼합 생성물들을 만들기 위해, 상기 클록 신호를 상기 기준 선택 신호에 의해 선택된 상기 유도 기준 코일 또는 상기 적어도 하나의 유도 터치 센서 코일로부터의 신호와 혼합하고, 그에 의해 상기 증폭기는 상기 합 및 차 혼합 생성물들을 증폭하고 상기 증폭기의 상기 출력에서 상기 차 혼합 생성물을 통과시킨다.
동기화 검출기는: 상기 클록 외부 연결부에 결합된 제1 입력과 상기 기준 선택 외부 연결부에 결합된 제2 입력을 갖는 디코더; 및 상기 디코더에 의해 제어되는 6개의 아날로그 패스-게이트들을 포함하고, 제1 및 제4 아날로그 패스-게이트들의 입력들은 상기 기준 전압에 결합되고, 제2 및 제5 아날로그 패스-게이트들의 입력들은 상기 복수의 유도 터치 센서 코일들에 결합되고, 제3 및 제6 아날로그 패스-게이트들은 상기 유도 기준 코일에 결합되고; 그에 의해, 상기 기준 선택 및 클록 신호들이 제1 로직 레벨들일 때 상기 제3 및 제4 아날로그 패스-게이트들이 닫혀지고, 상기 기준 선택 신호가 상기 제1 로직 레벨이고 상기 클록 신호가 제2 로직 레벨일 때 상기 제1 및 제6 아날로그 패스-게이트들이 닫혀지고, 상기 기준 선택 신호가 제2 로직 레벨이고 상기 클록 신호가 상기 제1 로직 레벨일 때 상기 제2 및 제4 아날로그 패스-게이트들이 닫혀지고, 상기 기준 선택 및 클록 신호들이 상기 제2 로직 레벨일 때 상기 제1 및 제5 아날로그 패스-게이트들이 닫혀진다. 상기 제1 로직 레벨은 로직 "0"이고, 상기 제2 로직 레벨은 로직 "1"일 수 있다. 상기 제2 로직 레벨은 로직 "0"이고, 상기 제1로직 레벨은 로직 "1"일 수 있다.
동기화 검출기는: 상기 기준 전압에 결합된 제1 입력과 상기 증폭기에 결합된 출력을 갖는 주파수 혼합기와; 상기 클록 외부 연결부에 결합된 제1 입력과 상기 주파수 혼합기의 제2 입력에 결합된 출력을 갖는 주파수 분할기와; 및 상기 유도 터치 센서 외부 연결부와 상기 유도 기준 코일 외부 연결부를 상기 주파수 혼합기의 제3 입력에 선택적으로 결합시키는 멀티플렉서를 포함한다. 상기 전자 시스템은, 상기 클록 신호를 분할하고 분할된 클록을 상기 주파수 혼합기에 인가하기 위한 주파수 분할기를 더 포함할 수 있다. 상기 주파수 혼합기는 길버트 셀 혼합기(Gilbert Cell mixer)일 수 있다. 상기 증폭기는 차동 입력 연산 증폭기일 수 있다. 상기 디지털 프로세서는, 상기 동기화 검출기에 의한 전압 측정을 위해 상기 적어도 하나의 유도 터치 센서 코일 중 어느 것을 선택할지를 결정할 수 있다. 상기 디지털 프로세서는 마이크로컨트롤러일 수 있다. 상기 디지털 프로세서는, 마이크로프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 주문형 반도체(ASIC), 및 프로그램가능 로직 어레이(PLA)로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 상기 전압 기준부는 출력 기준값 및 출력 임피던스로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 프로그램가능 특성을 갖고; 상기 동기화 검출기는 혼합 주파수의 선택에 대한 프로그램가능 특성을 갖고; 상기 코일 구동기는 전류 구동 강도 및 출력 신호 파형 형태로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 프로그램가능 특성을 갖고; 및 상기 증폭기는 전압 이득, 출력 임피던스, 오프셋, 이득-대역폭 곱(product), 및 코너 롤-오프 주파수로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 실시예들이 예시적 실시예들을 참조하여 묘사되고, 설명되고, 정의되었지만, 그러한 참조는 본 발명의 제한을 의미하는 것이 아니고, 그러한 제한을 포함하여서도 안된다. 개시된 사항들이 형태 및 기능에 있어서 다양한 수정물, 변경물 및 등가물이 가능하다는 것은, 관련 분야의 당업자 및 본 발명에 의해 이득을 얻을 수 있는 자에게 있어서 자명하다. 본 개시에서 설명되고 묘사된 실시예들은 단지 예시일 뿐으로서, 본 발명의 범위의 전체라고는 할 수 없다.
첨부한 도면과 결합하여 이루어지는 이어지는 설명을 참조하여, 본 발명을 더욱 완전하게 이해할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 특정 실시예에 따른, 유도 터치 키패드, 프로그램가능 유도 터치 아날로그 프론트 엔드, 및 디지털 프로세서를 갖는 전자 시스템에 대한 개략적인 블록도이다.
도 2는, 도 1에 도시된 프로그램가능 유도 터치 아날로그 프론트 엔드에 대한 더욱 상세한 블록도이다.
도 3은, 본 발명의 특정 실시예에 따른, 도 2에 도시된 동기화 검출기 및 회로 기능들에 대한 더욱 상세한 블록도이다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 도 2에 도시된 동기화 검출기 및 회로 기능들에 대한 더욱 상세한 블록도이다.
비록 본 발명이 다양한 수정 및 대체적 형태를 허용할 수 있지만, 여기에서는 특정 실시예들을 상세하게 도시하고 설명하고 있다. 하지만, 여기에 설명된 특정 실시예들은 여기에 기재된 특정의 형태로 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니며, 오히려, 본 발명은 첨부된 청구항에 정의된 바와 같이 모든 변경물 및 균등물을 포함해야 한다.
도면들을 참조하여 예시적인 실시예의 사항들이 도식적으로 설명된다. 도면들에 있어서, 같은 요소들은 같은 번호로 표시될 수 있으며 유사한 요소들은 첨자를 갖는 같은 번호로 표시된다.
도 1은, 본 발명의 예시적인 특정 실시예에 따른, 유도 터치 키패드, 프로그램가능 유도 터치 아날로그 프론트 엔드, 및 디지털 프로세서를 갖는 전자 시스템의 블록도이다. 예를 들면, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 마이크로컴퓨터, 디지털 신호 처리기, 주문형 반도체(ASIC), 프로그램가능 로직 어레이 등과 같은 디지털 프로세서(106)는, 프로그램가능 유도 터치 아날로그 프론트 엔드(AFE)(104)와 유도 터치 센서들(102)의 매트릭스에 결합된다. 유도 터치 센서들(102)은, 마이크로칩 유도 mTouchTM 센서들(www.microchip.com에서 상세한 정보를 얻을 수 있다)인 것이 바람직하다.
단일의 저가 집적 회로 장치를 갖는 유도 터치 AFE(104)는, 관련된 유도 센서의 인덕턴스 값을 변화시키게 되는 타겟 키에 대한 예를 들면 누름 및 변형에 의한 유도 센서들의 작동이 존재하는지를 확정하는 데에 이용된 모든 활성 기능들을 가능하게 한다. 프로그램가능 유도 터치 AFE(104)는, 유도 터치 센서들(102)의 매트릭스에서의 각 키의 인덕턴스 값을 측정하고, 그 인덕턴스 값들을 각각의 아날로그 직류(dc) 전압들(디지털 프로세서(106)에 의해 읽혀져서 디지털 값들로 변환된다)로 변환한다. 기준 인덕터(예를 들면, 코일)(도 2 및 3)는, 비-활성화된 유도 센서(코일)와 활성화된 유도 센서(코일) 사이의 비교 기준으로써 이용되기 위해, 유도 터치 센서들(102)의 매트릭스에 포함될 수도 있다. 이는 이후 더욱 상세히 설명한다.
디지털 프로세서(106)는, 유도 터치 AFE(104)에 대하여 클록 및 제어 기능들을 공급하고, 프로그램가능 유도 터치 AFE(104)의 아날로그 전압 검출기 출력을 판독하고, 또한 유도 터치 센서들(102)의 매트릭스의 각 키와 프로그램가능 유도 터치 AFE(104)에 의한 처리를 위한 기준 유도 센서를 선택한다. 이는 이후 더욱 상세히 설명한다. 유도 터치 센서들(102)의 매트릭스의 어느 키의 작동이 확정되면, 디지털 프로세서(106)는 적절한 동작을 행할 것이다. 디지털 프로세서(106) 및/또는 또다른 소스가, 프로그램가능 유도 터치 AFE(104)의 다양한 기능들의 속성들 및 특성들을 프로그램하기 위해 이용될 수 있다. 이는 이후 더욱 상세히 설명한다.
도 2는, 도 1에 도시된 유도 터치 아날로그 프론트 엔드에 대한 더욱 상세한 블록도이다. 프로그램가능 유도 터치 AFE(104)는, 동기화 검출기(212), 인터페이스 및 제어 모듈(214), 프로그램가능 코일 구동기(210), 프로그램가능 전압 기준부(220), 및 프로그램가능 이득 증폭기(PGA)/프로그램가능 로우-패스 필터(216)를 포함할 수 있다. 동기화 검출기(212)는 각각의 터치 센서 코일의 자극으로부터 신호들을 방출하기 위해 이용된다. 동기화 검출기(예를 들면, 혼합기)의 이용은, 디지털 프로세서(106)에서의 이용에 유용한 신호들 또는 요청된 신호들(utile signals)을 만들기 위해, 검출 처리의 신호-대-잡음비를 개선한다. 이후 더욱 상세하게 설명하는 바와 같이, 각 터치 센서 코일로부터의 교류(AC) 전압 진폭은, 2개 AC 신호들의 합 및 차 주파수들을 만들기 위해, 클록 신호와 혼합된다. 각 유도 터치 센서 코일로부터의 AC 전압 진폭은 클록 신호와 동일한 주파수에 있기 때문에, 동기화 검출기(212)로부터의 혼합 생성물들로서, 직류(DC) 전압 성분 신호(차 주파수) 및 클록 신호 주파수의 2배의 신호(합 주파수)가 존재할 것이다.
PGA/로우-패스 필터(216)는, 동기화 검출기(212)와 VDETOUT 노드(236) 사이에서 버퍼-증폭기/로우패스 필터로 이용된다. PGA/로우-패스 필터(216)는, 적분기로 기능하고, 2배 클록 주파수(합 주파수 혼합 생성물)를 효과적으로 억제하는 동안 DC 전압(차 주파수 혼합 생성물)을 통과시킨다. 기능들의 출력에서의 DC 전압(복수의 유도 센서들(242) 중 선택된 하나 또는 기준 인덕터(240)의 인덕턴스 값에 비례한다)이, 디지털 프로세서(106)에서 이용가능하다. 이는 이후 더욱 상세히 설명한다. 디지털 프로세서(106)는, 프로그램가능 유도 터치 AFE(140)로부터의 아날로그 DC 전압을 그것의 디지털 전압 표현으로 변환하고, 또한 그 디지털 전압 표현을 선택된 유도 센서(242) 또는 기준 인덕터(240)에 관련짓는다. 디지털 프로세서(106)가 유도 센서(242) 또는 기준 인덕터(240)를 선택하기 때문에, 복수의 유도 센서들(242) 중 관련된 하나들과 기준 인덕터(240)에 대한 DC 전압값들의 매칭이 쉽게 이루어질 수 있다.
프로그램가능 전압 기준부(220)는, 예를 들면 그에 한정되지는 않지만, 공급 전압의 약 1/2의 출력 전압을 갖도록 설정될 수 있으며, 프로그램가능 출력 전압 및/또는 출력 임피던스를 갖는 연산 증폭기일 수 있다. 프로그램가능 출력 전압 및/또는 출력 임피던스를 갖는 다른 타입의 프로그램가능 전압 기준부들이, 충분한 전압 안정성 및 충분한 구동 성능을 갖는다면, 효과적으로 이용될 수 있다.
프로그램가능 코일 구동기(210)는, 디지털 프로세서(106)에 의해 공급된 클록으로부터 또는 이용가능한 다른 클록 소스로부터 출력된 신호를 수신한다. 로우-패스 필터는, 예를 들면 그에 한정되지는 않지만, 클록 정사각파 신호의 높은 주파수 성분을 약화시키기 위한 로우-패스 필터를 구성하는 커패시터(252) 및 레지스터(250)를 포함한다. 로우-패스 필터는, 액티브 필터(active filter)(도시하지 않음)일 수도 있다. 실질적으로 사인 파형이, 로우-패스 필터의 출력으로부터 코일 구동기(210)의 입력에 인가되고, 프로그램가능 코일 구동기(210)에 의해 증폭되고, 그리고 직렬 연결된 레지스터(244)를 통해서 복수의 유도 센서들(242) 중에서 선택된 하나들과 기준 인덕터(240)를 자극시키기 위해 이용되어질 수 있다. 복수의 유도 센서들(242)의 각각은, 복수의 유도 센서들(242) 중 선택된 하나의 일단(one end)을 공급기의 공통(common)에 연결함으로써 디지털 프로세서(106)에 의해 선택되고, 그에 의해, 프로그램가능 코일 구동기(210)로부터 회로가 완성되고 또한 프로그램가능 코일 구동기(210)에 의해 공급된 AC 전류로부터 복수의 유도 센서들(242) 중 선택된 하나를 가로질러 전압이 만들어진다. 동기화 검출기(212)는, 디지털 프로세서(106)에 의한 이어지는 처리를 위하여, 복수의 유도 센서들(242) 중 각 하나 및 기준 인덕터(240)로부터의 전압을 검출한다. 프로그램가능 코일 구동기(210)는, 클록 주파수에서, 전류를 기준 코일(240)과 직렬로 연결된 복수의 유도 센서들(242) 중 선택된 하나에 공급한다. 대략 사인곡선 전류가 기준 코일(240) 및 복수의 유도 센서들(242) 중 선택된 하나를 통해 흐르면, 그에 의해 인덕턴스에 비례하는 전압들이 생성된다.
도 3은, 본 발명의 특정 실시에에 따른, 도 2에 도시된 동기화 검출기 및 회로 기능들에 대한 더욱 상세한 블록도이다. 동기화 검출기(212)는, 프로그램가능 디코더(360) 및 복수의 아날로그 패스-게이트들(362)을 포함한다. 프로그램가능 디코더(360)는, 디지털 프로세서(106)로부터의 외부 연결부(230)에서 클록(CLK) 신호를 수신하고, 디지털 프로세서(106)로부터의 외부 연결부(228)에서 입력 선택(REFSEL)을 수신한다. 프로그램가능 디코더(360)는 복수의 아날로그 패스-게이트들(362)의 온 및 오프 상태들을 제어한다. 이는 이후 더욱 상세히 설명한다.
프로그램가능 코일 구동기(210)는, 기준 인덕터(240) 및 복수의 유도 센서들(242) 중 선택된 하나를 가로질러, 그의 인덕턴스들에 비례하는 AC 전압들을 생성한다. 복수의 유도 센서 전압들 중 선택된 하나(LBTN)와 기준 인덕터 전압(LREF)은, DC 블로킹 커패시터들(246 및 248)을 통해, 각각의 외부 연결부들(224 및 226)을 통해 동기화 검출기(212)의 입력들에 결합된다.
복수의 아날로그 패스-게이트들(362)은 다음의 [표 1]에 따라 동작할 수 있다:
REFSEL CLK Tx1 Tx2 Tx3 Tx4 Tx5 Tx6 비고
0 0 개방 개방 폐쇄 폐쇄 개방 개방 LREF 선택
0 1 폐쇄 개방 개방 개방 개방 폐쇄 LREF 선택
1 0 개방 폐쇄 개방 폐쇄 개방 개방 LBTN 선택
1 1 폐쇄 개방 개방 개방 폐쇄 개방 LBTN 선택
동기화 검출기(212a)는, 유도 터치 센서들의 인덕턴스를 측정하기 위해 이용된 3개의 신호 입력들(기준 인덕터 전압(LREF), 복수의 유도 센서 전압 중 선택된 하나(LBTN), 및 프로그램가능 전압 기준부(220)로부터의 기준 전압(VREF))을 갖는다. 동기화 검출기(212a)(혼합기)는, 클록 연결(230)(CLK)에서 제공된 주파수의 어느 주어진 시점에서, 이 3개의 입력들 중 2개를 혼합할 수 있다. 예를 들면, 만일 REFSEL이 로직 "0"이면, 동기화 검출기(212a)는 기준 인덕터 전압과 기준 전압 신호들을 혼합한다. 만일 REFSEL이 로직 "1"이면, 동기화 검출기(212a)는 복수의 유도 센서 전압 중 선택된 하나(LBTN)와 기준 전압(LREF) 신호들을 혼합한다. 프로그램가능 코일 구동기(210)에 의해 만들어질 대략 사인곡선 전압과 동일 주파수에서, 기준 인덕터 전압 또는 복수의 유도 센서 전압들 중 선택된 하나(LBTN)와 기준 전압(LREF)을 교대로 혼합함으로써, PGA/로우-패스 필터(216a)의 차동 입력들에 적용되는 동기화 검출기(212a)(혼합기)의 출력에, DC 신호 및 AC 신호가 생성된다.
PGA/로우-패스 필터(216a)는, 동기화 검출기(212a)와 VDETOUT 노드(236) 사이에서 버퍼-증폭기/로우-패스 필터로 이용된다. PGA/로우-패스 필터(216a)는, 적분기로서 기능하고, 2배 클록 주파수(합 주파수 혼합 생성물)를 효과적으로 억제하는 동안 DC 전압(차 주파수 혼합 생성물)을 통과시킨다. 이 DC 전압은, 앞서 상세하게 논의된 바와 같이, 측정된 기준 또는 선택된 터치 센서 인덕터의 인덕턴스를 나타낸다. DC 전압이 디지털 프로세서(106)의 일부인 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(도시하지 않음)에 공급됨으로써, 디지털 프로세서(106)는 터치 센서가 언제 작동되었는지 확정되면 샘플링하고 유도 터치 계산들을 수행한다.
또한, 연결의 극성을 바꿈으로써, 터치 인덕터 또는 기준 인덕터 신호들 주파수 혼합이, 클록 입력 주파수와 코일 전압의 주파수 사이의 합 및 차 주파수들을 만들도록 한다. 양측 주파수들은 동일하기 때문에(프로그램가능 코일 구동기(210)의 출력은 클록 신호 입력으로부터 출력된다), 주파수들의 혼합 생성물 합은 클록 주파수의 2배가 될 것이고, 또한 주파수들의 차는, 0 주파수에서, 측정된 코일의 인덕턴스 값에 비례하는 DC 전압이 될 것이다. 복수의 아날로그 패스-게이트들(362) 중 폐쇄된 하나들로부터의 차동 출력들은, PGA/로우-패스 필터(216a)의 차동 입력들에 인가된다. 프로그램가능 전압 기준부(220)는, 예를 들면 그에 한정되지는 않지만, PGA/로우-패스 필터(216a)의 차동 입력의 최적 동작을 위한 동작 전압의 약 1/2로, 동기화 검출기(212a)의 회로들을 DC 바이어스한다. PGA/로우-패스 필터(216a)는 동기화 검출기(212)로부터의 차동 출력을 싱글-엔드(single-ended) 전압 출력으로 변환하고, 그에 의해 DC 이용(utile, useful, desired) 신호들이 디지털 프로세서(106)의 아날로그 입력에 적용가능하게 된다. 노드(252)에서의 Vref 측정 동안에 PGA/로우-패스 필터(216a)를 복수의 유도 센서들(242)과 유도 센서(240)로부터 격리시키기 위해, 복수의 아날로그 패스-게이트들(362)의 전체를 턴오프하도록 격리 신호가 노드(250)에 인가될 수 있다. 그렇지 않은 정상 동작 동안에는, 동기화 검출기(212a)는 상술한 바와 같이 기능한다.
프로그램가능 유도 터치 AFE(104)와 관련된 어느 또는 모든 기능들(모듈들)은 프로그램가능하거나 고정될 수 있다. 제조하는 동안에 및/또는 사용자에 의해 하나 또는 다수의 기능들에 대해 프로그램가능하다는 것의 장점은, 프로그램가능 유도 터치 AFE(104)가 특정 애플리케이션에 맞추어질 수 있고 또한 그에 의해 유도 터치 인터페이스를 갖는 전자 시스템을 구현하기 위해 필요한 외부 부품들의 개수를 더욱 줄일 수 있다는 것이다.
인터페이스 및 제어 모듈(214)은, 외부 연결부(234)에 결합된 통신 포트를 통해, 디지털 프로세서(106) 또는 다른 적당한 통신 및 프로그래밍 장치와 통신할 수 있다. 통신 포트는, 예를 들면, I2C, SPI, UNI/O, UART 등의 직렬 인터페이스, 및/또는 직렬 입력-출력(I/O) 레벨 제어일 수 있다. 프로그래밍 파라미터들을 수신한 인터페이스 및 제어 모듈(214)은, 예를 들면 그에 한정되지는 않지만의 상술한 회로들 및 기능들을 아래와 같이 제어할 수 있다.
프로그램가능 코일 구동기(210)의 구성 및 성능은, 그의 출력으로부터의 전류 구동 세기를 조정함으로써 제어될 수 있다. 출력 신호 파형 형태 특성들은 원하는 출력 파형 형태를 위해 프로그램될 수도 있으며, 그에 따라, 드라이브-인(drive-in) 외부 연결부(232)(DRVIN)와 클록 외부 연결부(230)(CLK) 사이의 로우-패스 필터의 필요를 줄이거나 제거한다. 프로그램가능 코일 구동기(210)의 특성들은, 직렬 또는 병렬(예를 들면, n-비트) 버스(270)를 통해 인터페이스 및 제어 모듈(214)에 의해 제어될 수 있다.
동기화 검출기(212)의 혼합 주파수는, 직렬 또는 병렬(예를 들면, y-비트) 버스(276)를 통해 인터페이스 및 제어 모듈(214)에 의해 제어될 수 있다. 프로그램가능 주파수 분할기는, 디코더 및 주파수 분할기(360) 내에 포함될 수 있다(도 3 참조).
PGA/로우-패스 필터(216a)의 구성 및 성능은, 직렬 또는 병렬(예를 들면, x-비트) 버스(274)를 통해 인터페이스 및 제어 모듈(214)에 의해, 그것의 전압 이득, 출력 임피던스, 오프셋, 이득-대역폭 곱(GBWP), 및/또는 코너 롤-오프 주파수를 조정함으로써 제어될 수 있다.
프로그램가능 전압 기준부(220)의 구성은, 직렬 또는 병렬(예를 들면, m-비트) 버스(272)를 통해 인터페이스 및 제어 모듈(214)에 의해, 그것의 출력 기준 전압값 및/또는 출력 임피던스를 조정함으로써 제어될 수 있다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 도 2에 도시된 동기화 검출기와 회로 기능들에 대한 더욱 상세한 블록도이다. 동기화 검출기(212b)는, 멀티플렉서(440)와 주파수 혼합기(446)를 포함한다. 프로그램가능 주파수 분할기(460)는 클록 주파수를 분할하기 위해 이용될 수도 있으며, 그것의 주파수 분할는 제어 라인(276)을 통해 인터페이스 및 제어(214)에 의해 제어된다. 이 실시예에서의 동기화 검출기(212b)의 동작은, 도 3의 상술한 동기화 검출기(212a)의 동작과 유사하다. 주파수 혼합기(446)는, 예를 들면, 제한을 위한 것은 아니지만, 길버트 셀 혼합기(Gilbert Cell mixer)이다.

Claims (32)

  1. 유도 터치 센싱을 지원하기 위한 프로그램가능 아날로그 프론트 엔드로 구성된 집적 회로 장치로서:
    전압 기준부;
    유도 기준 코일에 결합하도록 만들어진 유도 기준 코일 외부 연결부에 결합되는 제1 입력부와, 적어도 하나의 유도 터치 센서 코일에 결합하도록 만들어진 유도 터치 센서 코일 외부 연결부에 결합되는 제2 입력부와, 기준 선택 신호에 결합하도록 만들어진 기준 선택 외부 연결부에 결합되는 제3 입력부와, 클록 신호에 결합하도록 만들어진 클록 외부 연결부에 결합되는 제4 입력부와, 및 상기 전압 기준부에 결합되는 제5 입력부를 갖는 동기화 검출기;
    상기 유도 기준 코일 및 상기 적어도 하나의 유도 터치 센서 코일에 결합되는 출력부와, 외부 로우-패스 필터를 통해 상기 클록 신호를 수신할 수 있는 코일 구동 입력 외부 연결부에 결합되는 입력부를 갖는 코일 구동기;
    로우-패스 필터와 함께 구성되며, 상기 동기화 검출기에 결합되는 입력부들과, 상기 적어도 하나의 유도 터치 센서 코일 및 상기 유도 기준 코일의 인덕턴스 값들을 나타내는 전압값들을 가지며 또한 전압 검출기 출력 외부 연결부에 결합되는 출력부를 갖는 증폭기; 및
    통신 포트를 가지며, 상기 프로그램가능 아날로그 프론트 엔드의 적어도 하나의 특성을 제어하는 인터페이스 및 제어 모듈을 포함하고,
    상기 동기화 검출기는, 상기 클록 신호를 상기 기준 선택 신호에 의해 선택되는, 상기 유도 기준 코일 또는 상기 적어도 하나의 유도 터치 센서 코일로부터의 신호와 혼합하여 합 및 차 혼합 생성물(sum and difference mixing product)들을 산출할 수 있도록 만들어지고, 그에 따라,
    상기 증폭기는, 상기 합 및 차 혼합 생성물들을 증폭하고, 상기 합 혼합 생성물을 감쇠시키고 또한 상기 차 혼합 생성물을 상기 증폭기의 상기 출력부로 통과시키는 집적 회로 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압 기준부는, 출력 기준 전압값 및 출력 임피던스로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 프로그램가능 특성을 갖는 집적 회로 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 동기화 검출기는, 혼합 주파수의 선택에 대한 프로그램가능 특성을 갖는 집적 회로 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코일 구동기는, 전류 구동 강도 및 출력 신호 파형 형태로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 프로그램가능 특성을 갖는 집적 회로 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 증폭기는, 전압 이득, 출력 임피던스, 오프셋, 이득-밴드폭 곱(product), 및 코너 롤-오프 주파수로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 프로그램가능 특성을 갖는 집적 회로 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스 및 제어 모듈의 상기 통신 포트는, 직렬 통신 포트인 집적 회로 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 직렬 통신 포트는, I2C, SPI, UNI/O, UART로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 집적 회로 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스 및 제어 모듈의 상기 통신 포트는, 병렬 통신 포트인 집적 회로 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 동기화 검출기는:
    상기 클록 외부 연결부에 결합되는 제1 입력부와 상기 기준 선택 외부 연결부에 결합되는 제2 입력부를 갖는 디코더; 및
    상기 디코더에 의해 제어되는 6개의 아날로그 패스(pass)-게이트들을 포함하고,
    제1 및 제4 아날로그 패스-게이트들의 입력부들은 상기 전압 기준부에 결합되고, 제2 및 제5 아날로그 패스-게이트들의 입력부들은 상기 유도 기준 코일 외부 연결부에 결합되고, 제3 및 제6 아날로그 패스-게이트들의 입력부들은 상기 유도 터치 센서 코일 외부 연결부에 결합되고,
    이에 의해, 상기 기준 선택 및 클록 외부 연결부들이 제1 로직 레벨들일 때에는 상기 제3 및 제4 아날로그 패스-게이트들이 닫혀지고, 상기 기준 선택 외부 연결부가 상기 제1 로직 레벨이고 상기 클록 외부 연결부가 제2 로직 레벨일 때에는 상기 제1 및 제6 아날로그 패스-게이트들이 닫혀지고, 상기 기준 선택 외부 연결부가 상기 제2 로직 레벨이고 상기 클록 외부 연결부가 상기 제1 로직 레벨일 때에는 상기 제2 및 제4 아날로그 패스-게이트들이 닫혀지고, 그리고 상기 기준 선택 및 클록 외부 연결부들이 상기 제2 로직 레벨들일 때에는 상기 제1 및 제5 아날로그 패스-게이트들이 닫혀지는 집적 회로 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 로직 레벨은 로직 "0"이고, 상기 제2 로직 레벨은 로직 "1"인 집적 회로 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 로직 레벨은 로직 "0"이고, 상기 제1 로직 레벨은 로직 "1"인 집적 회로 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 디코더와 결합되는 주파수 분할기를 더 포함하고, 상기 주파수 분할기는 상기 클록 외부 연결부로부터의 클록 주파수를 분할하고 또한 상기 분할되는 클록 주파수를 상기 제1 내지 제6 아날로그 패스-게이트들에 인가하는 집적 회로 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 증폭기는 차동 입력 증폭기인 집적 회로 장치.
  14. 제1항에 따른 상기 집적 회로 장치를 포함하는 시스템으로서,
    상기 동기화 검출기에 의한 전압 측정을 위해 상기 적어도 하나의 유도 터치 센서 코일 중 어느 것을 선택할지를 결정하는 디지털 프로세서를 더 포함하는 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 디지털 프로세서는, 상기 클록 및 기준 선택 신호들을 공급하는 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 디지털 프로세서는, 상기 증폭기의 상기 출력부로부터 상기 전압값들을 수신하고, 상기 수신한 전압값들에 기초하여, 상기 적어도 하나의 유도 터치 센서 코일 중 어느 것을 작동시킬지를 결정하는 시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 디지털 프로세서는, 상기 인터페이스 및 제어 모듈의 상기 통신 포트에 결합되고, 상기 프로그램가능 아날로그 프론트 엔드의 상기 적어도 하나의 특성을 프로그램하는 시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 동기화 검출기는:
    제1 및 제2 입력부와 상기 증폭기에 결합되는 출력부를 갖는 주파수 혼합기;
    상기 클록 외부 연결부에 결합되는 제1 입력부와 상기 주파수 혼합기의 상기 제2 입력부에 결합되는 출력부를 갖는 주파수 분할기; 및
    상기 유도 터치 센서 코일 외부 연결부와 상기 유도 기준 코일 외부 연결부를 상기 주파수 혼합기의 상기 제1 입력부에 선택적으로 결합시키는 멀티플렉서를 포함하는 집적 회로 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 주파수 분할기는, 상기 클록 외부 연결부로부터의 클록 주파수를 분할하고 분할된 클록 주파수를 상기 주파수 혼합기에 인가하는 집적 회로 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 주파수 혼합기는 길버트 셀 혼합기(Gilbert Cell mixer)인 집적 회로 장치.
  21. 유도 터치 인터페이스를 갖는 전자 시스템으로서:
    복수의 유도 터치 센서 코일들 및 유도 기준 코일을 포함하는 유도 터치 인터페이스;
    제1 집적 회로 디지털 프로세서; 및
    제2 집적 회로 프로그램가능 유도 터치 아날로그 프론트 엔드를 포함하고,
    상기 프로그램가능 유도 터치 아날로그 프론트 엔드는,
    전압 기준부;
    유도 기준 코일에 결합되는 제1 입력부와; 상기 복수의 유도 터치 센서 코일들에 결합되는 제2 입력부와; 상기 디지털 프로세서로부터의 기준 선택 신호에 결합되는 제3 입력부와; 상기 디지털 프로세서로부터의 클록 신호에 결합되는 제4 입력부와; 상기 전압 기준부에 결합되는 제5 입력부를 갖는 동기화 검출기;
    상기 유도 기준 코일 및 상기 복수의 유도 터치 센서 코일들 중 선택된 코일들과 직렬로 결합되는 출력부와, 외부 로우-패스 필터를 통해 상기 디지털 프로세서로부터의 클록 출력부에 결합되는 입력부를 갖는 코일 구동기;
    로우-패스 필터와 함께 구성되며, 상기 동기화 검출기에 결합되는 입력부들과, 상기 복수의 유도 터치 센서 코일들 및 상기 유도 기준 코일의 인덕턴스 값을 나타내는 전압값들을 가지며 또한 상기 디지털 프로세서의 아날로그 입력부에 결합되는 출력부를 갖는 증폭기; 및
    통신 포트를 가지며, 상기 프로그램가능 유도 터치 아날로그 프론트 엔드의 적어도 하나의 특성을 제어하는 인터페이스 및 제어 모듈을 포함하고,
    상기 동기화 검출기는, 상기 클록 신호를 상기 기준 선택 신호에 의해 선택되는, 상기 유도 기준 코일 또는 상기 적어도 하나의 유도 터치 센서 코일로부터의 신호와 혼합하여 합 및 차 혼합 생성물들을 산출하고, 이에 의해 상기 증폭기는 상기 합 및 차 혼합 생성물들을 증폭하고, 상기 증폭기의 상기 출력부에서 상기 차 혼합 생성물을 통과시키는 전자 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 동기화 검출기는:
    상기 클록 신호에 결합하도록 만들어진 클록 외부 연결부에 결합되는 제1 입력부와 상기 기준 선택 신호에 결합하도록 만들어진 기준 선택 외부 연결부에 결합되는 제2 입력부를 갖는 디코더; 및
    상기 디코더에 의해 제어되는 6개의 아날로그 패스-게이트들을 포함하고,
    제1 및 제4 아날로그 패스-게이트들의 입력부들은 상기 전압 기준부에 결합되고, 제2 및 제5 아날로그 패스-게이트들의 입력부들은 상기 복수의 유도 기준 코일들에 결합되고, 제3 및 제6 아날로그 패스-게이트들은 상기 유도 터치 센서 코일에 결합되고;
    이에 의해, 상기 기준 선택 및 클록 신호들이 제1 로직 레벨들일 때에는 상기 제3 및 제4 아날로그 패스-게이트들이 닫혀지고, 상기 기준 선택 신호가 상기 제1 로직 레벨이고 상기 클록 신호가 제2 로직 레벨일 때에는 상기 제1 및 제6 아날로그 패스-게이트들이 닫혀지고, 상기 기준 선택 신호가 제2 로직 레벨이고 상기 클록 신호가 상기 제1 로직 레벨일 때에는 상기 제2 및 제4 아날로그 패스-게이트들이 닫혀지고, 그리고 상기 기준 선택 및 클록 신호들이 상기 제2 로직 레벨일 때에는 상기 제1 및 제5 아날로그 패스-게이트들이 닫혀지는 전자 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제1 로직 레벨은 로직 "0"이고, 상기 제2 로직 레벨은 로직 "1"인 전자 시스템.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 제2 로직 레벨은 로직 "0"이고, 상기 제1로직 레벨은 로직 "1"인 전자 시스템.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 동기화 검출기는:
    상기 전압 기준부에 결합되는 제1 입력부와 상기 증폭기에 결합되는 출력부를 갖는 주파수 혼합기;
    상기 클록 신호에 결합하도록 만들어진 클록 외부 연결부에 결합되는 제1 입력부와 상기 주파수 혼합기의 제2 입력에 결합되는 출력부를 갖는 주파수 분할기; 및
    상기 복수의 유도 터치 센서 코일들 중 적어도 하나와 결합하도록 만들어진 유도 터치 센서 코일 외부 연결부와 상기 유도 기준 코일에 결합하도록 만들어진 유도 기준 코일 외부 연결부를 상기 주파수 혼합기의 제3 입력부에 선택적으로 결합시키는 멀티플렉서를 포함하는 전자 시스템.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 클록 신호를 분할하고 분할된 클록을 상기 주파수 혼합기에 인가하기 위한 주파수 분할기를 더 포함하는 전자 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 주파수 혼합기는 길버트 셀 혼합기(Gilbert Cell mixer)인 전자 시스템.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 증폭기는 차동 입력 연산 증폭기인 전자 시스템.
  29. 제21항에 있어서,
    상기 디지털 프로세서는, 상기 동기화 검출기에 의한 전압 측정을 위해 상기 적어도 하나의 유도 터치 센서 코일 중 어느 것을 선택할지를 결정하는 전자 시스템.
  30. 제21항에 있어서,
    상기 디지털 프로세서는 마이크로컨트롤러인 전자 시스템.
  31. 제21항에 있어서,
    상기 디지털 프로세서는, 마이크로프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 주문형 반도체(ASIC), 및 프로그램가능 로직 어레이(PLA)로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 전자 시스템.
  32. 제21항에 있어서,
    상기 전압 기준부는 출력 기준값 및 출력 임피던스로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 프로그램가능 특성을 갖고;
    상기 동기화 검출기는 혼합 주파수의 선택에 대한 프로그램가능 특성을 갖고;
    상기 코일 구동기는 전류 구동 강도 및 출력 신호 파형 형태로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 프로그램가능 특성을 갖고; 및
    상기 증폭기는 전압 이득, 출력 임피던스, 오프셋, 이득-대역폭 곱(product), 및 코너 롤-오프 주파수로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 프로그램가능 특성을 갖는 전자 시스템.
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