TW202014872A - 電容感應取樣電路及其感應取樣方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種電容感應取樣電路及其感應取樣方法,係包含有一電壓源、一感應單元及一感測電路;其中該感測電路包含有一第一及第二感應輸出單元及一取樣單元,該第一及第二感應輸出單元電性連接於該感應單元的輸出端與該取樣單元之間;該第一及第二感應輸出單元係交替進行感測,並將感測的電容訊號輸出至該取樣單元進行取樣;如此,藉由增加該第一及第二感應輸出單元交替進行感測的次數,即可相對提高該取樣單元的取樣次數,而有效抑制白雜訊對該電容感應取樣電路的干擾,以具有更高的訊雜比,提高對觸碰物件座標的識別精準度。
Description
本發明係關於一種電容感應取樣電路,尤指一種可抑制白雜訊干擾之電容感應取樣電路。
目前應用在顯示面板用之觸控面板感應晶片(Touch with Display Driver;TDDI)整合有一面板驅動電路及一觸控偵測電路,而該面板驅動電路及該觸控偵測電路係採分時執行顯示面板的顯影及觸控物件的偵測,因此在可取樣的時間較短的條件下該觸控偵測電路可取樣的次數相較一般採用觸控外掛的顯示面板之可取樣次數來得更少。
當取樣次數少的情況下,如圖6所示,在該電容感應取樣電路之訊雜比(SNR)的頻域圖中,其訊雜比的50kHz及其倍數頻率位置都容易被白雜訊干擾,進而降低訊雜比,導致觸碰物件座標的偵測準確度降低,其有必要進一步改良之。
有鑑於前揭現有電容感應取樣電路的缺陷,本發明的發明目的係提出一種新型的電容感應取樣電路,以克服前揭缺陷。
欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該電容感應取樣電路係電性連結至一電容感應元件,其中該電容感應取樣電路包含有: 一電壓源,係提供至少包含一第一電壓準位及至少一第二電壓準位;以及 一感測電路,係包含有一第一感應輸出單元、一第二感應輸出單元及一取樣單元;其中該第一感應輸出單元及第二感應輸出單元係電性連接於該電容感應元件與該取樣單元之間; 其中:該電壓源係依序提供該第一電壓準位及第二電壓準位來依序驅動該電容感應元件,當以該第一電壓準位對該電容感應元件進行驅動時,該第一感應輸出單元係進行感測,並輸出感測到之電容訊號至該取樣單元進行取樣;當以該第二電壓準位對該電容感應元件進行驅動時,該第二感應輸單元係進行感測並輸出感測到之電容訊號至該取樣單元進行取樣。
由上述說明可知,本發明的電容感應取樣電路係主要於其感測電路中包含第一及第二感應輸出單元,可交替進行感測,並將感測的電容訊號輸出至該取樣單元;如此,配合該感應單元提供不同電壓準位予該電容感應元件,提高該第一及第二感應輸出單元交替感測次數,即可提高該取樣單元的取樣次數,有效抑制白雜訊對該電容感應取樣電路的干擾,而具有更高的訊雜比,提高對觸碰物件座標的識別精準度。
欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該電容感應取樣電路的感應取樣方法係包含有以下步驟: (a) 於一感應周期內依序提供複數個不同的電壓準位對一電容感應元件進行驅動; (c) 當經由該複數個不同的電壓準位對電容感應元件進行驅動時,利用該些感應輸出單元交替的感測該電容感應元件所對應之電容訊號;以及 (d) 經由該取樣單元對該電容訊號進行取樣。
由上述說明可知,本發明的感應取樣方法係主要於一感應周期的第一感應時期分別提供一第一電壓準位及一第二電壓準位予該電容感應元件,並於提供第一電壓準位時,感測該電容感應元件的電容訊號,再對該感測的電容訊進行取樣;同理,於提供第二電壓準位時,感測該電容感應元件的電容訊號,再對該感測的電容訊進行取樣;如此,本發明的感應取樣方法係一感應周期的第一感應時期內,提供不同電壓準位予該電容感應元件,並提高該取樣單元的取樣次數,以有效抑制白雜訊對該感應取樣時的干擾,而具有更高的訊雜比,提高對觸碰物件座標的識別精準度。
本發明係提出一種新型的電容感應取樣電路及其感應取樣方法;以下配合數個實施例圖式詳加說明本發明的主要技術。
首先請參閱圖1A所示,係為本發明電容感應取樣電路10的電路圖,其包含有一電壓源11、一感應單元12及一感測電路13;其中該電壓源11係電性連接至該感應單元12,而該感測電路13係電性連接至該感應單元12。
於本實施例,該電壓源11係為一數位弦波電壓源,該數位弦波電壓源的一時間周期係對應一感應周期D,該感應周期D包含有一第一感應時期P phase及一第二感應時期N phase,其中該第一感應時期P phase的時間長度等於該第二感應時期N phase的時間長度。上述電壓源11係至少包含一第一電壓準位及至少一第二電壓準位,其中該第一電壓準位係為該第一、第二感應時期中第一次被提供來進行驅動的電壓準位,而該第二電壓準位則為該第一、第二感應時期中第二次被提供來進行驅動的電壓準位。具體的說,該電壓源11對應該第一感應時期P phase為一電壓上升時間,而對應該第二感應時期N phase為一第二電壓下降時間;因此,當在該弦波電壓源的電壓上升時間,該第一電壓準位係小於該第二電壓準位,當在該弦波電壓源的電壓下升時間,該第一電壓準位係大於該第二電壓準位;其中於第一感應時期P phase的第一及第二電壓準位之間的壓差係與第二感應時期N phase的第一及第二電壓準位之間的壓差相同。較佳地,於第一感應時期P phase的第一及第二電壓準位之間的壓差與第二感應時期N phase的第一及第二電壓準位之間的壓差相同。
上述感應單元12係分別電性連接至該電壓源11及一電容感應元件Ccom
;以觸控應用來說,該電容感應元件Ccom
可為顯示面板的共電極,但不以此為限。於本實施例中,該感應單元12係包含有一放大器121及一切換單元122,該放大器121具有一反相輸入端(-)、一非反相輸入端(+)及一輸出端o/p,該反相輸入端(-)係電性連接至該電壓源11,而該非反相輸入端(+)係透過該切換單元122電性連接至該電容感應元件Ccom
;其中,該切換單元122包含有一第一切換開關SW1
及一第二切換開關SW2
,該第一切換開關SW1
係串接於該感應單元12與該電容感應元件Ccom
之間,而該第二切換開關SW2
的一端係連接至該第一切換開關SW1
與該電容感應元件Ccom
之間的串接節點,另一端則連接至一系統電源的低參考準位端,例如一接地端。
上述感測電路13係電性連接至該感應單元12的輸出端o/p,並包含有一第一感應輸出單元131、一第二感應輸出單元132及一取樣單元133;其中該第一感應輸出單元131及第二感應輸出單元132係電性連接於該感應單元12的輸出端o/p與該取樣單元133之間;其中,各該第一感應輸出單元131及第二感應輸出單元132係分別包含有一第三切換開關SW3
、SW5
、一感應電容Cinta
、Cintb
及一第四切換開關SW4
、SW6
;其中該第三切換開關SW3
係串接於該感應單元12的輸出端o/p及該取樣單元133之間,該感應電容Cinta
、Cintb
的第一端連接至該第三切換開關SW3
及該取樣單元133之間的串接節點,其第二端連接至該系統電源的低參考準位端,該第四切換開關SW4
、SW6
的一端係電性連接至該感應電容Cinta
、Cintb
的第一端,另一端則電性連接至一重置電壓準位;於本實施例,該第四切換開關SW4
係透過一降壓單元14電性連接至該電壓源的最高電壓準位Vdd,使其所連接的重置電壓準位係為小於1倍之電壓源的最高電壓準位(如:0.5*Vdd)。較佳地,該第一感應輸出單元131及第二感應輸出單元132係透過一類比增益單元134電性連接於該感應單元12的輸出端o/p,可依實際電路設計需求,彈性調整該感應單元12輸出訊號之增益大、小。
請配合參閱圖2所示,該電容感應取樣電路10開始進行觸碰物件的感應前,該感應單元12之切換單元122的第一切換開關SW1
會導通閉合,但第二切換開關SW2
會斷開不導通,以重置該電容感應元件Ccom
所積累的電荷。接著進入感應周期D,於感應周期D中該第一切換開關SW1
均不導通斷開,但第二切換開關SW2
則均導通閉合;以下謹以單一個該感應周期D詳細說明該電容感應取樣電路10對觸碰物件的感測取樣過程。
於該感應周期D的第一感應時期P phase內,因該感應單元12之切換單元122的第二切換開關SW2
導通閉合,故該電壓源11會經由該感應單元12的放大器121利用該第一電壓準位來驅動該電容感應元件Ccom
;此時,該第一感應輸出單元131的第三切換開關SW3
也導通閉合,但其第四切換開關SW4
係斷開不導通,使得該第一電壓準位亦透過該類比增益單元134中的一電流鏡電路135開始讓該第一感應輸出單元131的感應電容Cinta
進行充電或放電,並於一小段時間後該感應電容Cinta
即蓄積有電荷(下稱蓄積的電荷為電容訊號),令該第三切換開關SW3
斷開不導通;接著,即由該取樣單元133對該第一感應輸出單元131的感應電容Cinta
的電容訊號進行取樣,之後再令該第一感應輸出單元131的第四切換開關SW4
導通閉合,以重置該第一感應輸出單元131的感應電容Cinta
所蓄積的電荷,以待下一次的電容訊號感測。因此,在該感應周期D的第一感應時期P phase內,該感應單元12經由該電壓源11之第一電壓準位驅動該電容感應元件Ccom
後,由該第一感應輸出單元131進行感測,並輸出感測到之電容訊號至該取樣單元133進行取樣。
在該感應周期D的第一感應時期P phase內,接續在該第一感應輸出單元131的第三切換開關SW3
導通時間後,該電壓源11會經由該感應單元12的放大器121利用該第二電壓準位來驅動該電容感應元件Ccom
;此時,該第二感應輸出單元132的第三切換開關SW5
也導通閉合,但其第四切換開關SW6
係不導通斷開,使得該第一電壓準位亦透過該類比增益單元134中的電流鏡電路135開始讓該第二感應輸出單元132的感應電容Cintb
進行充電或放電,並於一小段時間後,該感應電容Cintb
即蓄積有電荷(下稱蓄積的電荷為電容訊號),令該第三切換開關SW5
不導通斷開;接著,即由該取樣單元133對該第二感應輸出單元132的感應電容Cintb
取樣其電容訊號,之後再令該第二感應輸出單元132的第四切換開關SW6
導通閉合,以重置該第二感應輸出單元132的感應電容Cintb
的電荷,以待下一次的電容訊號感測。因此,同在該感應周期D的第一感應時期P phase內,該感應單元12經由該電壓源11之第二電壓準位驅動該電容感應元件Ccom
後,由該第二感應輸出單元132進行感測,並輸出感測到之電容訊號至該取樣單元133進行取樣。
至此,該電容感應取樣電路10已於該感應周期D的第一感應時期P phase內取樣二次電容訊號;接著,當進入該感應周期D的第二感應時期N phase,該電壓源11會經由該感應單元12的放大器121依序利用該第一及第二電壓準位來驅動該電容感應元件Ccom
;當利用該第一電壓準位進行驅動時,係由該第一感應輸出單元131的感應電容Cinta
進行感應,並於各次感應後由該取樣單元133對該感應電容Cinta
的電容訊號進行取樣;當利用該第二電壓準位進行驅動時,係由該第二感應輸出單元132的感應電容Cintb
進行感應,並於各次感應後由該取樣單元133對該的感應電容Cintb
的電容訊號進行取樣。於本實施例,該第一感應時期P phase內的第一及第二電壓準位不同於該第二感應時期N phase內的第一及第二電壓準位的電位準位,但在該第一感應時期P phase內的第一及第二電壓準位之間的壓差與在該第二感應時期N phase內的第一及第二電壓準位之間的壓差則為相同。然而,在不同實施例的情況下,依據實際應用需求該第一感應時期P phase及第二感應時期N phase內的第一及第二電壓準位也可以為相同電壓準位,只是各個電壓準位之間的壓差為相同。
為了再提高對電容訊號的取樣次數,如圖1B所示的第二實施例所使用的一數位弦波電壓源11a相較圖1A的弦波電壓源11進一步包含一第三電壓準位,當在該弦波電壓源11a的電壓上升時間,該第一電壓準位係小於該第二電壓準位,該第二電壓準位小於該第三電壓準位,當在該弦波電壓源的電壓下升時間,該第一電壓準位係大於該第二電壓準位,該第二電壓準位大於第三電壓準位;較佳地,於第一感應時期P phase的第一及第二電壓準位之間的壓差、第二及第三電壓準位之間的壓差分別與第二感應時期N phase的第一及第二電壓準位之間的壓差、第二及第三電壓準位之間的壓差相同。
相較第一實施例的電路動作,如圖1B所示,在第二實施例中,該感應周期D的第一感應時期P phase內,接續在利用該第二電壓準位進行驅動且完成感應後,該電壓源11會經由該感應單元12的放大器121再利用該第三電壓準位來驅動該電容感應元件Ccom
;此時,該第一感應輸出單元131的第三切換開關SW3
也導通閉合,但其第四切換開關SW4
係斷開不導通,使得該第一感應輸出單元131的感應電容Cinta
開始進行感測(同前揭電路動作,不再贅述),接著同樣由取樣電路133對其感應電容Cinta
的電容訊號進行取樣。因此,同在該感應周期D的第一感應時期P phase內,當該感應單元12經由該電壓源11之第三電壓準位驅動該電容感應元件Ccom
的同時,由該第一感應輸出單元131的感應電容Cinta
進行感測,並輸出感測到之電容訊號至該取樣單元133進行取樣;至此,該電容感應取樣電路10已於該感應周期D的第一感應時期P phase內取樣三次電容訊號;同理,當接著進入該感應周期D的第二感應時期N phase,該電壓源11也同樣會經由該感應單元12的放大器121依序利用該第一、第二及第三電壓準位分別對該電容感應元件Ccom
進行驅動;當利用該第一電壓準位進行驅動時,係由該第二感應輸出單元132的感應電容Cintb
進行感應,並於各次感應後由該取樣單元133對該感應電容Cintb
的電容訊號進行取樣;在第二電壓準位時,係由該第一感應輸出單元131的感應電容Cinta
進行感應,並於各次感應後由該取樣單元133對該的感應電容Cinta
的電容訊號進行取樣;在第三電壓準位時,係由該第二感應輸出單元132的感應電容Cintb
進行感應,並於各次感應後由該取樣單元133對該的感應電容Cintb
的電容訊號進行取樣。於本實施例,在第一感應時期P phase內的第一至第三電壓準位與在第二感應時期N phase內的第一至第二電壓準位的電位準位並不相同,但在第一感應時期P phase內的第一及第二電壓準位的壓差、第二及第三電壓準位的壓差,分別與在第二感應時期N phase內的第一及第二電壓準位、第二及第三電壓準位的壓差相同。
又為了再更提高對電容訊號的取樣次數,如圖1C所示之第三實施例的一數位弦波電壓源11b相較圖1B所示的弦波電壓源11a進一步包含一第四電壓準位,當在該弦波電壓源的電壓上升時間,該第一電壓準位係小於該第二電壓準位,該第二電壓準位小於該第三電壓準位,該第三電壓準位小於該第四電壓準位,當在該弦波電壓源的電壓下升時間,該第一電壓準位係大於該第二電壓準位,該第二電壓準位大於第三電壓準位,該第三電壓準位大於第四電壓準位;但均不以此為限。較佳地,於第一感應時期P phase的第一及第二電壓準位之間的壓差、第二及第三電壓準位之間的壓差與第三及第四電壓準位壓差,與第二感應時期N phase的第一及第二電壓準位之間的壓差、第二及第三電壓準位之間的壓差與第三及第四電壓準位壓差均相同。
相較第二實施例的電路動作,在第三實施例中,該感應周期D的第一感應時期P phase內,接續在利用該第三電壓準位進行驅動且完成感應後,該電壓源11再經由該感應單元12的放大器121會利用該第四電壓準位來驅動該電容感應元件Ccom
;此時,該第二感應輸出單元132的第三切換開關SW5
也導通閉合,但其第四切換開關SW6
係不導通斷開,使得該第二感應輸出單元132的該感應電容Cintb
開始進行感測(同前揭電路動作,不再贅述),接著同樣由取樣電路133對其感應電容Cintb
的電容訊號進行取樣;至此,該電容感應取樣電路10已於該感應周期D的第一感應時期P phase內取樣四次電容訊號;同理,當接著進入該感應周期D的第二感應時期N phase,該電壓源11同樣會經由該感應單元12的放大器121依序利用該第一至第四電壓準位來分別驅動該電容感應元件Ccom
;在該第一電壓準位時,係由該第一感應輸出單元131的感應電容Cinta
進行感應,並於各次感應後由該取樣單元133對該的感應電容Cinta
的電容訊號進行取樣;在該第二電壓準位時,係由該第二感應輸出單元132的感應電容Cintb
進行感應,並於各次感應後由該取樣單元133對該感應電容Cintb
的電容訊號進行取樣;在該第三電壓準位時,係由該第一感應輸出單元131的感應電容Cinta
進行感應,並於各次感應後由該取樣單元133對該的感應電容Cinta
的電容訊號進行取樣;在該第四電壓準位時,係由該第二感應輸出單元132的感應電容Cintb
進行感應,並於各次感應後由該取樣單元133對該的感應電容Cintb
的電容訊號進行取樣;前揭第三實施例配合圖3時序圖可更清楚其完整電路動作。因此,本發明的電容感應取樣電路10在單一感應周期D內,由該電壓源11、11a、11b分別於該第一感應時期P phase及該第二感應時期N phase中分別提供多個不同電壓準位,並配合該第一及第二感應輸出單元131、132交替感測,可令該取樣單元133對該電容感應元件Ccom
進行4次、6次或8次取樣,甚至更多;再如圖2A所示的第四實施例中,當該電壓源11c為一弦波電壓,即提供更多不同準位電壓,當縮短該第一及第二感應輸出單元131、132交替感應,即可提高單一個該感應周期D內的取樣次數。再如圖2B所示的第五實施例中,其感應周期D相較圖1C及圖2A的感應周期D並不包含二個感應時期,即本第五實施例的電壓源11d僅對應圖1C及圖2A的感應周期D的其中一個感應時期並提供不同電壓準位。
由上述說明配合圖4可知,若同樣以經過8次感應周期D為例,習用電容感應取樣電路進行16次取樣後,其白雜訊散亂程度高達2.6,而本發明圖1C所示的電容感應取樣電路10、10’在64次及模擬更多次數的128次取樣次數下的白雜訊散亂程度則降低至1以下;因此,本發明確實能有效地抑制白雜訊干擾,至於電容感應取樣電路10的訊雜比影響,則如圖5A及圖5B所示,本發明電容感應取樣電路10的在頻率150KHz、200KHz、250KHz頻率下之訊雜比相較圖6均已明顯提高。
因此,本發明電容感應取樣電路10的感應取樣方法係令該電容感應取樣電路10包含有至少二個感應輸出單元及一取樣單元;於該感應周期D內依序提供複數個不同電壓準位對一電容感應元件進行驅動,且該些感應輸出單元於每次驅動時交替進行感測,再於每次感測後即由該取樣單元進行取樣。
具體來說,該電容感應取樣電路10包含有一第一感應輸出單元、一第二感應輸出單元及一取樣單元,且如圖3B所示,該感應周期D只劃分一第一感應時期P phase,並於第一感應時期P phase內提供至少一第一電壓準位及一第二電壓準位,甚至提供第三電壓準位或第四電壓準位。在提供該第一電壓準位予該電容感應元件時,先由該第一感應輸出單元進行感測,之後由該取樣電路進行取樣;接著,在提供該第二電壓準位時,由第二感應輸出單元進行感測,之後由該取樣電路進行取樣。依此順序,當提供該第三電壓準位予該電容感應元件時,先由該第一感應輸出單元進行感測,之後由該取樣電路進行取樣;接著,在提供該第四電壓準位時,由第二感應輸出單元進行感測,之後由該取樣電路進行取樣。於本實施例,第一至第四電壓準位係隨時間漸高。
再如圖1及圖3A所示,該感應周期D劃分一第一感應時期P phase及一第二感應時期N phase,並於該第一感應時期P phase及該第二感應時期N phase內分別提供至少一第一電壓準位及一第二電壓準位。在第一感應時期P phase中,依序先提供該第一電壓準位予該電容感應元件時,先由該第一感應輸出單元進行感測,之後由該取樣電路進行取樣;接著,在提供該第二電壓準位時,由第二感應輸出單元進行感測,之後由該取樣電路進行取樣。接著,在第二感應時期N phase中,依序先提供該第一電壓準位予該電容感應元件時,先由該第一感應輸出單元進行感測,之後由該取樣電路進行取樣;接著,在提供該第二電壓準位時,由第二感應輸出單元進行感測。
再如圖1及圖3A所示,當該第一感應時期P phase及該第二感應時期N phase內分別提供第一、第二及第三電壓準位,則當該第一感應時期P phase內提供第一及第三電壓準位時,以及該第二感應時期N phase內提供該第二電壓準位時,由該第一感應輸出單元進行感測;當該第二感應時期N phase內提供第二電壓準位時,以及該第二感應時期N phase內提供該第一及第三電壓準位時,則由該第二感應輸出單元進行感測;如此,本發明在每次提供不同電壓準位進行驅動時,該第一及第二感應輸出單元可交替進行感測。於本實施例,在第一感應時期P phase中的第一至第三電壓準位係隨時間漸高,在第二感應時期N phase中的第一至第三電壓準位係隨時間漸低。綜上所述,本發明的電容感應取樣電路係主要於其感測電路中包含第一及第二感應輸出單元,可交替進行感測,並將感測的電容訊號輸出至該取樣單元;如此,配合該感應單元提供多個不同電壓準位予該電容感應元件,提高該第一及第二感應輸出單元交替感測次數,即可提高該取樣單元的取樣次數,有效抑制白雜訊對該電容感應取樣電路的干擾,而具有更高的訊雜比,提高對觸碰物件座標的偵測精準度。
以上所述僅是本發明的實施例而已,並非對本發明做任何形式上的限制,雖然本發明已以實施例揭露如上,然而並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明技術方案的範圍內,當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例,但凡是未脫離本發明技術方案的內容,依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
10、10’:電容感應取樣電路
11、11a、11b、11c、11d:電壓源
12:感應電路
121:放大器
122:切換單元
13:感測電路
131:第一感應輸出單元
132:第二感應輸出單元
133:取樣單元
134:類比增益單元
135:電流鏡電路
14:降壓單元
圖1A:本發明之電容感應取樣電路的第一較佳實施例的一電路圖。 圖1B:本發明之電容感應取樣電路的第二較佳實施例的一電路圖。 圖1C:本發明之電容感應取樣電路的第三較佳實施例的一電路圖。 圖2A:本發明之電容感應取樣電路的第二較佳實施例的一電路圖。 圖2B:本發明之電容感應取樣電路的第三較佳實施例的一電路圖。 圖3:圖1中電子元件之控制訊號的一時序圖。 圖4:圖1C在不同取樣次數下的白雜訊散亂程度統計長條圖。 圖5A:於一感應周期中取樣8次所獲得之頻域下之訊雜比訊號圖。 圖5B:於一感應周期中取樣16次所獲得之頻域下之訊雜比訊號圖。 圖6:於一感應周期中取樣2次所獲得之頻域下之訊雜比訊號圖。
10:電容感應取樣電路
11:電壓源
12:感應電路
121:放大器
122:切換單元
13:感測電路
131:第一感應輸出單元
132:第二感應輸出單元
133:取樣單元
134:類比增益單元
135:電流鏡電路
14:降壓單元
Claims (19)
- 一種電容感應取樣電路,係電性連結至一電容感應元件,其中該電容感應取樣電路包括: 一電壓源,係提供至少包含一第一電壓準位及至少一第二電壓準位;以及 一感測電路,係包含有一第一感應輸出單元、一第二感應輸出單元及一取樣單元;其中該第一感應輸出單元及第二感應輸出單元係電性連接於該電容感應元件與該取樣單元之間; 其中,該電壓源係依序提供該第一電壓準位及第二電壓準位來驅動該電容感應元件,當以該第一電壓準位對該電容感應元件進行驅動時,該第一感應輸出單元係進行感測,並輸出感測到之電容訊號至該取樣單元進行取樣;當以該第二電壓準位對該電容感應元件進行驅動時,該第二感應輸出單元係進行感測並輸出感測到之電容訊號至該取樣單元進行取樣。
- 如請求項1所述之電容感應取樣電路,其中: 該電壓源的操作係對應一感應周期,該感測周期係包含有一第一感應時期;以及 該電壓源對應該第一感應時期為一電壓上升時間,在該第一感應時期內的該第一電壓準位係小於該第二電壓準位。
- 如請求項2所述之電容感應取樣電路,其中該感測周期係進一步包含有一第二感應時期,該電壓源對應該第二感應時期為一第二電壓下降時間,且該電壓源於該第二感應時期內包含另一第一電壓準位及另一第二電壓準位;其中在該第二感應時期內的該第一電壓準位係大於該第二電壓準位。
- 如請求項3所述之電容感應取樣電路,其中: 該電壓源對應於該第一感應時期內進一步包含有一第三電壓準位,該第一感應時期內之第三電壓準位係大於該第一感應時期內的第二電壓準位,且在該第一感應時期內,該電壓源於提供完該第二電壓準位後,再提供該第三電壓準位;以及 該電壓源對應於該第二感應時期內進一步包含有另一第三電壓準位,該第二感應時期內之第三電壓準位係小於該第二感應時期內的第二電壓準位,且在該第二感應時期內,該電壓源於提供完該第二電壓準位後,再提供該第三電壓準位。
- 如請求項4所述之電容感應取樣電路,其中: 該電壓源對應於該第一感應時期內進一步包含有一第四電壓準位,該第一感應時期內之第四電壓準位係大於該第一感應時期內的第三電壓準位,且在該第一感應時期內,該電壓源於提供完該第三電壓準位後,再提供該第四電壓準位;以及 該電壓源對應於該第二感應時期內進一步包含有另一第四電壓準位,該第二感應時期內之第四電壓準位係小於該第二感應時期內的第三電壓準位,且在該第二感應時期內,該電壓源於提供完該第三電壓準位後,再提供該第四電壓準位。
- 如請求項1所述之電容感應取樣電路,進一步包含: 一感應單元,係具有複數輸入端及一輸出端,且該複數輸入端係分別電性連接至該電壓源及該電容感應元件,其輸出端係電性連接至該第一感應輸出單元及第二感應輸出單元。
- 如請求項6所述之電容感應取樣電路,其中各該第一感應輸出單元及第二感應輸出單元係分別包含有: 一第三切換開關,係串接於該感應單元的輸出端及該取樣單元之間; 一感應電容,其具有一第一端及一第二端,該第一端連接至該第三切換單元及該取樣單元之間的串接節點,該第二端連接至一系統電源的一低參考準位端;以及 一第四切換開關,其一端係與該感應電容的第一端連接,該第四切換開關的另一端則電性連接至一重置電壓準位。
- 如請求項6所述之電容感應取樣電路,其中該感测電路係進一步包含有一類比增益單元,其串接於該感應單元之輸出端及該第一、第二感應輸出單元之間。
- 如請求項6所述之電容感應取樣電路,該感應單元係進一步透過一切換單元電性連接至該電容感應元件,其中該切換單元包含有: 一第一切換開關,係串接於該感應單元之輸入端與該電容感應元件之間;以及 一第二切換開關,係其一端連接至該第一切換開關與該電容感應元件之間的串接節點,另一端係連接至一系統電源的一低參考準位端。
- 如請求項1至5中任一項所述之電容感應取樣電路,該電壓源為一類比弦波電壓源或一數位弦波電壓源。
- 一種電容感應取樣電路的感應取樣方法,該電容感應取樣電路包含有至少二個感應輸出單元及一取樣單元,其中該感應取樣方法包括以下步驟: (a) 於一感應周期內依序提供複數個不同的電壓準位對一電容感應元件進行驅動; (c) 當經由該複數個不同的電壓準位對電容感應元件進行驅動時,利用該些感應輸出單元交替的感測該電容感應元件所對應之電容訊號;以及 (d) 經由該取樣單元對該電容訊號進行取樣。
- 如請求項10所述之感應取樣方法,其中: 於步驟(a)中,該感應周期內包含一第一感應時期,且於該第一感應時期內先提供一第一電壓準位後,再提供一第二電壓準位;以及 於步驟(b)中,當經由該第一電壓準位對一電容感應元件進行驅動時,由一第一感應輸出單元感測該電容感應元件所對應之電容訊號;當經由該第二電壓準位對電容感應元件進行驅動時,由一第二感應輸出單元感測該電容感應元件所對應之電容訊號。
- 如請求項12所述之感應取樣方法,其中: 於步驟(a)中,該感應周期內另包含一第二感應時期,且該第二感應時期接續在該第一感應時期之後,其中該第二感應時期內先提供另一第一電壓準位後,再提供另一第二電壓準位。
- 如請求項13所述之感應取樣方法,其中: 於步驟(b)中,當經由該第二感應時期內之第一電壓準位對該電容感應元件進行驅動時,由該第一感應輸出單元感測該電容感應元件所對應之電容訊號;當經由該第二感應時期內之第二電壓準位對該電容感應元件進行驅動時,由該第二感應輸出單元感測該電容感應元件所對應之電容訊號。
- 如請求項13所述之感應取樣方法,其中: 於步驟(a)中,該第一感應時期及該第二感應時期內於提供完該第二電壓準位後,再分別進一步提供一第三電壓準位;以及 於步驟(b)中,當經由該第一感應時期內之第一、第三電壓準位及該第二感應時期內之第二電壓準位對該電容感應元件進行驅動時,由該第一感應輸出單元進行感測;當經由該第一感應時期內之第二電壓準位及該第二感應時期內之該第一、第三電壓準位對該電容感應元件進行驅動時,由該第二感應輸出單元進行感測。
- 如請求項14所述之感應取樣方法,其中: 於步驟(a)中,該第一感應時期及該第二感應時期內於提供完該第二電壓準位後,再分別提供一第三電壓準位,並於提供完該第三電壓準位後,再分別提供一第四電壓準位;以及 於步驟(b)中,當經由該第一感應時期內之第一、第三電壓準位及該第二感應時期內之第一、第三電壓準位對該電容感應元件進行驅動時,由該第一感應輸出單元進行感測;當經由該第一感應時期內之第二、第四電壓準位及該第二感應時期內之該第二、第四電壓準位對該電容感應元件進行驅動時,由該第二感應輸出單元進行感測。
- 如請求項13或14所述之感應取樣方法,該第一感應時期內的第一電壓準位小於該第一感應時期內的第二電壓準位。
- 如請求項16所述之感應取樣方法,該第二感應時期內的第一電壓準位大於該第二感應時期內的第二電壓準位。
- 如請求項11所述之感應取樣方法,於該感應周期內相鄰的該電壓準位之間的壓差係相同。
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