TWI484194B - 發射接收（ｔｘ－ｒｘ）電容感測器的補償電路 - Google Patents

發射接收（ｔｘ－ｒｘ）電容感測器的補償電路 Download PDF

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Description

發射接收(TX-RX)電容感測器的補償電路
本揭示內容係關於使用者介面裝置且特定言之係關於電容感測器裝置之領域。
計算裝置(例如筆記型電腦、個人數位助理(PDA)、資訊站及行動手機)具有使用者介面裝置，其係亦瞭解為人性化介面裝置(HID)。已變為較共同的一個使用者介面裝置係一觸控感測器墊(亦共同稱為觸控墊)。一基本筆記型電腦觸控感測器墊仿真個人電腦(PC)滑鼠之功能。一觸控感測器墊係通常因內建可攜性而嵌入於PC筆記型電腦中。一觸控感測器墊藉由使用二個定義軸來複製滑鼠X/Y移動，該等軸含有偵測一導電物件(例如一手指)之位置的感測器元件之一集合。可藉由定位在該觸控墊附近的二個機械按鈕或藉由該觸控感測器墊本身上的拍擊命令來複製滑鼠右/左按鈕點擊。該觸控感測器墊提供一使用者介面裝置以實行諸如定位一指標或選擇一顯示器上的一項目之功能。此等觸控感測器墊可包括用於偵測多個軸中的移動之多維感測器陣列。該感測器陣列可包括偵測一個軸上的移動之一維感測器陣列。該感測器陣列亦可以係偵測二個軸上的移動之二維感測器陣列。
一類型的觸控墊藉由利用電容感測器進行電容感測來操作。由一電容感測器偵測的電容變化為一導電物件至該感測器的近接之函數。該導電物件可以係(例如)一尖筆或使用者的手指。在一觸控感測器裝置中，可藉由各種方法測量藉由該感測器陣列之X及Y維中的每一感測器偵測的由於一導電物件之近接或移動所致的電容之變化。不管該方法，通常代表由每一電容感測器偵測的電容之一電信號係由一處理裝置處理，該處理裝置依次產生代表該導電物件關於X及Y維上的觸控感測器墊之位置的電性或光學信號。一觸控感測器帶、滑件或按鈕根據相同電容感測原則操作。
一第一類型的傳統觸控墊係由列及行之矩陣構成。在每一列或行內，存在多個感測器元件。然而，每一列或行中的所有感測器墊係耦合在一起並作為一個長感測器元件來操作。一第二類型的傳統觸控墊係由獨立感測元件之一XY陣列構成，其中分別感測一列或行中的每一感測器元件。此處，每一列及行係由多個感測元件構成，每一感測元件能夠獨立偵測一電容存在及量值。此等感測元件接著可用以偵測任何數目的實質上同時觸控。
介面裝置(例如觸控墊)中使用的電容感測系統一般藉由偵測由一物件與該感測器之近接或接觸產生的電容感測器之電容的變化來操作，然而若待由該感測器偵測的電容之變化相對於該感測器之電容係較小，則可能削弱分辨電容之變化的能力。例如，經組態用以偵測一輸入(例如與一手指或另一物件之近接或接觸)的一電容感測器當不存在輸入時可具有該感測器元件與接地之間的電容CP 。電容CP 係瞭解為該感測器之寄生電容。對於具有多個感測元件的電容感測器，亦可在二或二個以上感測元件之間存在一交互電容CM 。由該感測器偵測的一輸入可引起甚小於CP 或CM 的電容CF 之變化。因此，在將感測器電容代表為一數位碼的情況下，可藉由可由該數位碼分辨的離散電容位準之較大比例代表寄生或交互電容，而藉由此等離散位準之少數代表電容變化CF 。在此類情況下，由於一輸入所致的電容變化CF 可能不可分辨至高度解析度。
本文說明一種用於測量一電容感測器之電容，同時補償該感測器之寄生電容影響及交互電容恆定部分的方法及設備。下列說明提出許多特定細節，例如特定系統、組件、方法等之範例，以便提供對本發明之數個具體實施例的良好理解。然而，熟習此項技術者應明白，可在無此等特定細節的情況下實施本發明的至少一些具體實施例。在其他實例中，熟知的組件或方法未加以詳細說明或以簡單方塊圖格式來來呈現以便避免不必要地使本發明模糊不清。因此，所提出的特定細節僅係範例性的。特定實施方案可從此等範例性細節變化而且仍預期係在本發明之精神及範疇內。
說明用於偵測至一電容感測器的輸入之方法及設備的具體實施例。在一項具體實施例中，一TX-RX電容感測器之感測器元件包括至少一個發射(TX)電極及至少一個接收(RX)電極。包括該等發射及接收電極的該等感測器元件之每一者具有一寄生電容CP 及一交互電容CM 。一感測器元件之寄生電容係該感測器元件與接地之間的電容。該感測器元件之交互電容係該感測器元件與其他感測器元件之間的電容。
在一項具體實施例中，一電容感測電路藉由偵測一感測器元件之電容的變化來偵測該電容感測器中的輸入。例如，放置在一感測器元件附近的一手指可引起該感測器元件之電容的減少。電容的此變化之量值可加以偵測並轉換為電壓位準或數位碼，其可由一電腦或另一電路來處理。
在用於使用具有發射及接收電極之一電容感測器的一項具體實施例中，施加於一發射電極的一信號會在一接收電極處由於該等發射與接收電極之間的電容耦合而感應一電流。在該接收電極中感應的電流之量值取決於該等電極之間的電容耦合的程度。該等電極附近的一物件(例如手指)之近接可能會改變該等電極之間的電容，以及該等電極與接地之間的電容。此變化依次影響在該接收電極中感應的電流之數量。因此，所感應的電流之量值反映由於該輸入所致的該等發射與接收電極之電容的變化。在一項具體實施例中，所感應的電流可進一步加以轉換為一數位碼並代表為有限數目的離散位準之一。
該感測器元件的測量電容亦包括除CF 以外的寄生及交互電容CP 及CM 。基線電容亦可說明為當不存在輸入(即，手指觸控)時該感測器元件之電容。若由CP 及CM 產生的基線電容與比較CF 係較大，則數位碼分辨CF 之許多位準的能力可能會降低。因此，未有效地使用轉換電路之動態範圍，因為在存在CM 之大基礎值的情況下測量CM 之小變化。因此，在一項具體實施例中，補償基礎值CM 之效應，從而允許該數位碼使用更大數目的離散位準來分辨CF ，藉由按比例調整小電容變化至電容感測電路之完全輸入範圍來改良動態範圍利用。
最小化交互電容之寄生及恆定部分之效應的一補償電路之一項具體實施例供應一補償電流，其經校準用以取消可歸因於該感測器之基線電容的電流之一部分。因此，當在該電容感測器中不存在輸入時，最小化自該接收電極的同步解調變電流。因此，可由該數位碼分辨的離散位準之多個可用於代表CF 之完全動態範圍。藉由使用電壓緩衝器在電路操作期間將接收電極電位保持為接近於恆定來補償該接收電極之寄生電容CP ，從而減小電路操作期間再充電CP 的效應。
圖1A 解說其中可以實施具有一寄生及交互電容補償電路之一電容感測器的一電子系統之一項具體實施例的方塊圖。電子系統100包括處理裝置110、觸控感測器墊120、觸控感測器滑件130、觸控感測器按鈕140、主機處理器150、嵌入式控制器160、以及非電容感測器元件170。處理裝置110可包括類比及/或數位通用輸入/輸出("GPIO")埠107。GPIO埠107可以係程式化。GPIO埠107可耦合至用作GPIO埠107之間的一互連之一可程式化互連及邏輯("PIL")以及處理裝置110(未解說)之一數位區塊陣列。該數位區塊陣列可經組態用以在一項具體實施例中使用可組態使用者模組("UM")來實施各種數位邏輯電路(例如，DAC、數位濾波器或數位控制系統)。該數位區塊陣列可耦合至一系統匯流排。處理裝置110亦可包括記憶體(例如隨機存取記憶體(RAM)105)及程式快閃記憶體104。RAM 105可以係靜態RAM(SRAM)，而且程式快閃記憶體104可以係非揮發性存器，其可用以儲存韌體(例如可由處理核心102執行以實施本文中說明之操作的控制演算法)。處理裝置110亦可包括耦合至記憶體及處理核心102的記憶體控制器單元(MCU)103。
處理裝置110亦可包括一類比區塊陣列(未解說)。該類比區塊陣列係亦耦合至該系統匯流排。類比區塊陣列亦可經組態用以在一項具體實施例中使用可組態UM來實施各種類比電路(例如，ADC或類比濾波器)。該類比區塊陣列亦可耦合至GPIO 107。
如所解說，電容感測電路101可整合於處理裝置110中。電容感測電路101可包括類比I/O以耦合至一外部組件，例如觸控感測器墊120、觸控感測器滑件130、觸控感測器按鈕140及/或其他裝置。以下更詳細地說明電容感測電路101及處理裝置110。
本文中說明的具體實施例並不限於用於筆記型電腦實施方案的觸控感測器墊，但是可用於其他電容感測實施方案，例如該感測裝置可以係觸控螢幕、觸控感測器滑件130或觸控感測器按鈕140(例如，電容感測按鈕)。在一項具體實施例中，此等感測裝置可包括一或多個電容感測器。亦應注意，本文中說明的具體實施例可採用不同於電容感測的感測技術(例如電阻、光學成像、表面波、紅外線、色散信號以及應變計技術)來實施。同樣地，本文中說明的操作並不限於筆記型電腦指標操作，但是可以包括其他操作，例如照明控制(調光器)、體積控制、圖形等化器控制、速度控制、或需要逐漸或離散調整的其他控制操作。亦應注意電容感測實施方案之此等具體實施例可結合非電容感測元件來使用，該等非電容感測元件包括但不限於拾取按鈕、滑件(例如顯示亮度及對比度)、滾輪、多媒體控制(例如積體、磁軌前進等)手寫辨識及數字小鍵盤操作。
在一項具體實施例中、電子系統100包括經由匯流排121耦合至處理裝置110的一觸控感測器墊120。觸控感測器墊120可包括一多維感測器陣列。該多維感測器陣列包括組織為列及行的多個感測器元件。在另一具體實施例中，電子系統100包括經由匯流排131耦合至處理裝置110的一觸控感測器滑件130。觸控感測器滑件130可包括單一維感測器陣列。該單一維感測器陣列包括組織為列或者為行的多個感測器元件。在另一具體實施例中，電子系統100包括經由匯流排141耦合至處理裝置110的一觸控感測器按鈕140。觸控感測器按鈕140可包括一單一維或多維感測器陣列。該單一或多維感測器陣列可包括多個感測器元件。對於一觸控感測器按鈕，該等感測器元件可耦合在一起以偵測該感測裝置的整個表面之上的一導電物件之存在。或者，觸控感測器按鈕140可具有用以偵測導電物件之存在的一單一感測器元件。在一項具體實施例中，觸控感測器按鈕140可包括一電容感測器元件。電容感測器元件可用作非接觸感測器元件。此等感測器元件當受一絕緣層保護時提供對惡劣環境的抵抗力。
電子系統100可包括觸控感測器墊120、觸控感測器滑件130及/或觸控感測器按鈕140之一或多項的任一組合。在另一具體實施例中，電子系統100亦可包括經由匯流排171耦合至處理裝置110的非電容感測器元件170。非電容感測器元件170可包括按鈕、發光二極體(LED)以及其他使用者介面裝置，例如滑鼠、鍵盤、或不需要電容感測的其他功能鍵。在一項具體實施例中，匯流排171、141、131及121可以係一單一匯流排。或者，此等匯流排可加以組態成一或多個分離匯流排之任一組合。
處理裝置110可包括內部振盪器/時脈區塊106及通信區塊108。振盪器/時脈區塊106提供時脈信號給處理裝置110的組件之一或多個。通信區塊108可用以經由主機介面(I/F)線151與一外部組件(例如主機處理器150)通信。或者，處理區塊110亦可耦合至嵌入式控制器160以與外部組件(例如主機150)通信。在一項具體實施例中，處理裝置110經組態用以與嵌入式控制器160或主機150通信以傳送及/或接收資料。
處理裝置110可常駐於一共同載體基板(例如，積體電路(IC)晶粒基板、多晶片模組基板或類似基板)上。或者，處理裝置110的組件可以係一或多個分離積體電路及/或離散組件。在一項範例性具體實施例中，處理裝置110可以係由美國加州聖荷西市Cypress半導體公司製造的一可程式化系統單晶片(PSoCTM )處理裝置。或者，處理裝置110可以係熟習此項技術者所瞭解的一或多個其他處理裝置，例如微處理器或中央處理單元、控制器、專用處理器、數位信號處理器(DSP)、特定應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘極陣列(FPGA)或類似物。
亦應注意本文中說明的具體實施例並不限於具有耦合至一主機之一處理裝置的組態，但是可包括一系統，其測量該感測裝置上的電容並傳送原始資料至其中由一應用程式分析該原始資料的一主機電腦。有效地，亦可在該主機中進行由處理裝置110進行的處理。
可將電容感測電路101整合於處理裝置110之IC中，或者在一分離IC中。或者，電容感測電路101之說明可經產生並編譯以併入於其他積體電路中。例如，說明電容感測電路101或其部分的行為位準碼可使用硬體描述語言(例如VHDL或Verilog)來產生，並儲存至機器可存取媒體(例如，CD-ROM、硬碟、軟碟等)。此外，該行為位準碼可加以編譯成暫存器傳送位準("RTL")碼、一網路連線表或甚至一電路佈局並儲存至一機器可存取媒體。該行為位準碼、該RTL碼、該網路連線表以及該電路佈局全部代表用以說明電容感測電路101的摘要之各種位準。
應注意電子系統100的組件可包括以上說明的所有組件。或者，電子系統100可包括以上說明的組件之僅一些。
在一項具體實施例中，電子系統100可用於筆記型電腦。或者，該電子裝置可用於其他應用，例如行動手機、個人資料助理(PDA)、鍵盤、電視、遠端控制器、監視器、手持多媒體裝置、手持視訊播放器、手持遊戲裝置或控制面板。
圖1B 係解說一TX-RX電容觸控墊感測器以及將測量電容轉換為觸控墊座標的一電容感測電路之一項具體實施例的方塊圖。觸控感測器120包括N×M個電極(N個接收接收電極及M個發射電極)之一矩陣125，其進一步包括發射(TX)電極122與及接收(RX)電極123。矩陣125中的電極之每一者係透過多工器112及113與電容感測電路101連接。電容感測電路101包括多工器控制器111、多工器112及113、時脈產生器114、信號產生器115、解調變電路116以及電流至碼(I至碼)轉換器117。電流至碼轉換器117係進一步與觸控座標轉換器118耦合。
配置電極矩陣125中的發射及接收電極以便該等發射電極之每一者與該等接收電極之每一者交叉。因此，每一發射電極係與該等接收電極之每一者電容耦合。例如，發射電極122係在發射電極122與接收電極123交叉的點處與接收電極123電容耦合。
時脈產生器114供應一時脈信號給信號產生器115，其產生一TX信號124以供應給觸控感測器120之發射電極。在一項具體實施例中，信號產生器115包括一組開關，其依據自時脈產生器114的時脈信號來操作。該等開關可藉由週期性地將信號產生器115之輸出首先連接至一供應電壓並接著至接地而產生一TX信號124。
信號產生器115之輸出係與多工器112連接，此允許TX信號124施加於觸控感測器120的M個發射電極之任一者。在一項具體實施例中，多工器控制器111控制多工器112以便依序將TX信號124施加於每一發射電極。多工器112亦可用以與當前未施加TX信號124的其他發射電極接地。
因為該等發射與接收電極之間的電容耦合，所以施加於每一發射電極的TX信號124會在該等接收電極之每一者處感應一電流。例如，當透過多工器112將TX信號124施加於發射電極122時，TX信號124會在矩陣125中的接收電極上感應一RX信號125。該等接收電極之每一者上的RX信號125可接著依序藉由使用多工器113測量以依序連接N個接收電極之每一者至解調變電路116。
可藉由使用多工器112及113選擇TX電極及RX電極之每一個可用組合來感測與一TX電極與一RX電極之間的每一交叉點相關聯的電容。
當一物件(例如手指)接近電極矩陣125時，該物件引起影響該等電極之僅一些的電容之減少。例如，若一手指係放置在發射電極122與接收電極123之交叉點附近，則該手指之存在將減少二個電極122與123之間的電容。因此，藉由在於該接收電極上測量減少電容時識別具有減少電容的接收電極以及施加TX信號124的發射電極兩者，可決定該手指在該觸控墊上的位置。
因此，藉由循序決定與矩陣125中的電極之每一交叉點相關聯的電容，可以決定一或多個輸入之位置。
藉由解調變電路116整流感應電流波形125。由解調變電路116輸出的整流電流可接著藉由I至碼轉換器117濾波並轉換為數位碼。藉由觸控座標轉換器118將該數位碼轉換為觸控座標，其指示觸控感測器墊上的一輸入之位置。
圖2A 解說包括用於最小化寄生及交互電容之效應的一補償電路的一電容感測電路之一項具體實施例。電容感測電路200包括多工器112及113、時脈產生器114、信號產生器115、解調變電路116以及電流至碼(I至碼)轉換器117。信號產生器115包括開關211及212。解調變電路116包括開關231及232，以及類比緩衝器233。I至碼轉換器117包括轉換阻抗放大器(TIA)240及類比至數位轉換器(ADC)242。TIA 240包括一運算放大器241及回授網路243。
時脈產生器114提供二個不同時脈信號(時脈221及時脈222)給信號產生器115。在一項具體實施例中，時脈221及時脈222信號係非重疊信號，因此從不同時確證時脈221及時脈222信號。信號產生器115包括開關211及212，其係分別由時脈221及時脈222控制。因此，開關211及212以非重疊方式操作以將節點213交替地首先連接至供應電壓VCC 並接著至接地。此在節點213上產生一TX信號，其在VCC 與接地之間振盪。
多工器112施加TX信號於TX節點226。TX節點226可以係連接至多工器112的許多發射節點之一。例如，參考圖1B，TX節點226可代表電極矩陣125中的發射電極之一，例如發射電極122。TX節點226係透過寄生電容CPT 223而電容耦合至接地，並且係透過交互電容CM 225而電容耦合至RX節點227。
施加於TX節點226的TX信號因TX節點226與RX節點227之間的電容耦合而在RX節點227上感應一對應信號。在一項具體實施例中，RX節點227可以係可使用多工器113選定的許多接收電極之一。例如，參考圖1B，RX節點227可以係電極矩陣125中的接收電極之一，例如接收電極123。RX節點227係透過寄生電容CPR 224而電容耦合至接地。
圖2B 解說電壓與電流波形，其說明一電容感應電路(例如電容感應電路200)之一項具體實施例的操作。參考圖2B，TX信號波形261對應於節點213處的信號，其係透過多工器112施加於TX節點226。感應電流波形262說明在RX節點227處由於TX節點226與RX節點227之間的電容耦合而由TX信號261感應的電流。
感應電流262係施加於解調變電路116之輸入。解調變電路116使用開關231及232與類比緩衝器233整流感應電流262。開關231及232係以非重疊方式分別使用時脈221及時脈222來操作。因此，開關231及232並非在切換循環中的任一點處同時閉合。當開關231係閉合時，類比緩衝器233係透過多工器113連接至RX節點227，並將一恆定電壓維持在RX節點227處。在一項具體實施例中，類比緩衝器233係單位增益放大器。類比緩衝器233之輸入係連接至節點234，其係由運算放大器241驅動至VREF 。因此，類比緩衝器233將電壓位準VREF 維持在RX節點227處，同時開關231係閉合。
因為開關231及211係皆使用時脈221信號控制，所以期間開關231係閉合的時間週期與期間TX節點226係連接至VCC 的時間一致。在此時間週期期間，電流由於TX信號自接地至VCC 的電壓上升而流出RX節點227。
因為開關232及212係皆由時脈222信號控制，所以開關232係在TX節點226係連接至接地的時間期間閉合。在此時間期間，電流由於TX節點226處的電壓之降落而流入RX節點227。
當開關232係閉合時，開關231係斷開並且類比緩衝器233係自RX節點227切斷。在此時間週期期間，RX節點227係透過多工器113與節點234連接。因為電流係在此時間期間流入RX節點227，所以電流係透過閉合開關232而汲取出節點234。
該解調變電路因此針對感應電流262中的負電流峰值而實行為半波整流器。參考圖2B，整流電流263對應於節點234處的整流信號。
整流電流263係施加於電流至碼轉換器117之輸入。電流至碼轉換器117接收一電流作為輸入並輸出對應於該輸入電流的一數位碼。因此，轉換器117將整流電流263轉換為一數位碼，其像整流電流263一樣取決於TX節點226與RX節點227之間的電容。對應於此測量電容的該數位碼接著可藉由一電腦或另一電路來處理。
電流至碼轉換器117使用轉換阻抗放大器(TIA)240及一類比至數位轉換器(ADC)242將整流電流263轉換為一數位碼。TIA 240將電流263轉換為一電壓，並且ADC 242將電壓轉換為一數位碼。電流263所流入的節點234係連接至運算放大器241之一反相輸入，該運算放大器使其輸出透過回授網路243連接至反相輸入。運算放大器241將電壓維持在其反相輸入以藉由驅動其輸出至一特定電壓位準而約等於施加於其非反相輸入的電壓VREF 。此TIA輸出電壓位準264係由ADC 242轉換為一數位碼。
當在該電容感測器中接收一輸入時，TX節點226與RX節點227之間的電容會變化。例如，節點226及227可以係一電極矩陣125中的電極。節點226及227附近的一手指觸控可分流至由TX節點226處的TX信號261產生的電場之接地部分。因此，該手指觸控之效應係為減少TX與RX節點226與227之間的電容。
由於該電容感測器處的一輸入所致的電容之變化可由與TX節點226與RX節點227之間的交互電容CM 225並聯的電容器CF 230來模製。因為一輸入的存在會減少TX節點226與RX節點227之間的電容，所以CF 230具有一負值。實體上，CF 之負值意指累積交互電容係在觸控下由於分流電場之部分至接地而減小。
當一導電物件(例如手指)接近TX節點226及RX節點227時，此等節點226與227之間的電容會減少，此意指節點226與227之間的電容耦合會減少。因此，由於TX信號261所致的在RX節點227處感應的電流之量值會減少。減少的感應電流波形係由TIA 240整流並轉換為一電壓，如以上所說明。所得電壓中的減少可加以轉換為一數位碼並偵測為一輸入。
由於一輸入所致的電容CF 之變化可以相對於基線電容(由CM 225與寄生電容CPT 223及CPR 224產生)而係較小。因此，由於一輸入所致的電壓之對應減少可同樣係較小。例如，如當不存在輸入時所測量的節點226與227之間的基線電容可以係約3.0pF。節點226及227附近的一物件可以僅減少電容幾個百分比至2.9pF。
因為電容CF 之變化與基線電容比較係較小，所以由於一輸入所致的電壓之減少與當在電容感測器電極處不存在輸入時產生的基線電壓比較係對應地較小。因此，當將該電壓轉換為能夠分辨有限數目之位準的一數位碼時，僅相對較小數目的此等位準可對應於由於該輸入所致的電壓變化之動態範圍。
可藉由使用添加一補償電流至自解調變電路116輸出的整流電流的一補償電路來移除基線電容之此效應。補償電流可用以取消可歸因於基線電容的整流電流之部分。
在一項具體實施例中，補償電路包括一電流數位至類比轉換器(IDAC)228，其經組態用以供應一補償電流於節點234。在一項具體實施例中，IDAC 228係一可程式化IDAC，為此可自一定範圍的可用電流位準選擇一輸出補償電流。
在一項具體實施例中，一切換電容器可用以供應該補償電流。例如，切換電容器之負電極可係連接至接地，而正電極係交替地在一供應電壓與節點234之間切換。切換頻率可接著經調整用以控制補償電流之位準。
當在該電容感測器中不存在輸入時，該感測器之基線電容引起節點234外面的一基線整流電流。IDAC 228藉由添加補償電流之一位準以最小化流入或流出節點234的電流之淨流量來取消基線電容之效應。
當一導電物件接近TX及RX節點226及227時，可使用IDAC 228將補償電流添加至所得整流電流以產生一補償電流波形。將該補償電流波形施加於TIA 240之輸入。
在最小化基線電容效應的情況下，由於一輸入所致的電容CF 之變化會在TIA 240之輸出中產生電壓的更大減少。該補償電路因此改良ADC 242之動態範圍的利用。
在一項具體實施例中，使用回授網路243濾波該補償電流波形以在將其施加於ADC 242之輸入之前減小由TIA 240輸出的電壓之漣波。在一項具體實施例中，回授網路243可以係一RC網路，其包括一回授電阻器RFB 及一回授電容器CFB 。
在一項具體實施例中，補償信號源可在解調變開關231及232之前直接連接至多工器113之輸出。
在一項具體實施例中，針對矩陣125中的發射及接收電極之每一對而實行以上測量及補償程序。
圖3 解說依據一項具體實施例之一電容感測電路300中的基線電容之補償，該電容感測電路實行流出RX節點227的感應電流波形之全波整流。電容感測電路300包括IDAC 301及302、整流開關303及304、重設開關306及307、整合電容器310及311、差動放大器308以及類比至數位轉換器(ADC)309。
由電容感測電路300實行的全波整流改良電路300之抗擾性至低頻率雜訊，例如由交流電源線或主電源電壓引起的雜訊。例如，在一個相位期間由於60Hz交流主電源電壓變化而累積在感測器電極中的寄生電荷係藉由在下一相位期間累積的相對電荷來平衡。
在電容感測電路300中，流出RX節點227的感應電流係藉由開關303及304之操作來整流。在一項具體實施例中，由第一時脈信號控制開關303及212，而由相對於該第一時脈信號係非重疊的一第二時脈信號控制開關304及211。因此，開關303及304以非重疊方式操作以整流流出節點227的感應電流之正及負部分兩者。
例如，當開關304係閉合時，開關303係斷開而且開關211係閉合。開關211將TX節點226與VDD 連接。TX節點226中的電壓之增加會使電流由於節點226與227之間的電容耦合而流出RX節點227。流出RX節點227的感應電流係透過閉合開關304供應至連接至差動放大器308之非反相輸入的節點。
當開關303係關閉時，開關304係斷開而且開關212係閉合。開關211將TX節點226與接地連接。TX節點226中的電壓之減少會使電流由於節點226與227之間的電容耦合而流入RX節點227。流入RX節點227的感應電流係透過閉合開關303從連接至差動放大器308之反相輸入的節點汲取。
因此，一第一整流電流IR1 312流入差動放大器308之非反相輸入節點並且一第二整流電流IR2 313流出差動放大器308之反相輸入節點。IDAC 302及301以當不存在輸入時最小化流入及流出此等節點的電流之位準來供應補償電流。明確地，IDAC 301供應一補償電流於反相輸入節點以取消流出該節點的電流IR2 313。IDAC 302從非反相輸入節點汲取一補償電流以取消流入該節點的電流IR1 312。
差動放大器308及整合電容器310及311在一起用作一差動整合器。整合電容器310及311係用以整合由流入或流出差動放大器308之輸入節點的電流之淨流量產生的電荷，從而允許電位差在整合週期的持續時間內建立在差動放大器308之輸入之間。基於此電位差，差動放大器308輸出一電壓至ADC 309，其將該電壓轉換為一數位碼。重設開關306及307可閉合以在製備中在一其後整合週期內使電容器311及310放電。
圖4 解說依據一項具體實施例之一電容感測電路400中的基線電容之補償，該電容感測電路實行流出RX節點227的感應電流波形之全波整流。電容感測電路400包括一差動放大器420。差動放大器420包括運算放大器408及409。以及儀器放大器(INA)410。運算放大器408及409係分別連接至回授網路403及404。差動放大器420之輸入節點供應自IDAC 401及402的補償電流。
在電容感測電路400中，流出RX節點227的感應電流係藉由開關303及304之操作來整流，如先前參考圖3所說明。因此，一第一整流電流IR1 412流入運算放大器409之反相輸入節點並且一第二整流電流IR2 413流出運算放大器408之反相輸入節點。IDAC 402及401以當不存在輸入時最小化流入及流出此等節點的電流之位準來供應補償電流。明確地，IDAC 401供應一補償電流於運算放大器408之反相輸入節點以取消流出該節點的電流IR2 413。IDAC 402從運算放大器409之反相輸入節點汲取一補償電流以取消流入該節點的電流IR1 412。
差動放大器420之運算放大器408及409驅動其輸出至充分電壓位準將其反相輸入維持在參考電壓VREF 附近，該參考電壓係施加於運算放大器408及409之非反相輸入。濾波運算放大器408及409之輸出電壓以減小其漣波電壓。在一項具體實施例中，使用回授網路403及404實行濾波，該等回授網路可包括回授電容器CFB1 及 CFB2 與回授電阻器RFB1 及RFB2 。
運算放大器408及409之輸出電壓係施加於儀器放大器(INA)410之反相及非反相輸入。基於此等電壓，INA 410產生一輸出電壓，其係由ADC 411轉換為一數位碼。
圖5 解說用於使用一單一IDAC 507產生補償電流的一補償電路500之一項具體實施例。補償電路500包括電流鏡501及502與IDAC 507。
IDAC 507供應一參考電流IREF 503給電流鏡502。電流鏡502反映電流IREF 503並產生電流IM 504與IDAc -506，其係約等於IREF 503。電流IM 係進一步由電流鏡501反映，該電流鏡產生電流IDAC+ 505，其係約等於IM 。電流IDAC+ 505及IDAC -506可用作具有全波整流的電容感測電路(例如電容感測電路300或400)之補償電流。
圖6 係解說用於感測依據一項具體實施例的一電容感測器之電容的一程序之流程圖。電容感測程序600可(例如)藉由電容感測電路200、300及400來實施。
在方塊602處，可產生一發射信號。在一項具體實施例中，該發射信號可以係類似於TX信號261，其可藉由切換在一供應電壓VCC 與接地之間施加該發射信號的一節點來產生。
在方塊604處，該發射信號可施加於一發射電極以在與該發射電極電容耦合的一接收電極處感應一電流。例如，在電容感測電路200中，TX信號261可施加於TX節點226以感應流入或流出RX節點227的電流。所產生的感應電流波形可包括正及負峰值，其對應於流入及流出該接收電極的電流。
在方塊606處，可整流感應電流波形。在一項具體實施例中，可使用開關(例如開關231及232)實施整流，該等開關係與用以產生該發射信號的切換同步操作。在一項具體實施例中，使用半波整流器(例如電容感測電路200中的解調變電路116)整流感應電流波形。或者，該整流可以係如在電容感測電路300或400中實施的全波整流。
在方塊608處，可將一補償電流添加至整流電流。例如，在電容感測電路200中，IDAC 228添加一補償電流至流出節點234的整流電流。在一項具體實施例中，補償電流之量值係約等於基線整流電流之量值。IDAC 228將補償電流供應至節點234，以補償流出節點234的基線整流電流。
在方塊610處，可將補償電流波形轉換為一輸出電壓。在一項具體實施例中，藉由一轉換阻抗放大器(TIA)實行此轉換。例如，在電容感測電路200中，藉由TIA 240將補償電流波形轉換為一電壓。或者，可藉由一差動整合器實行該轉換，該差動整合器如包括差動放大器308與電容器310及311的電容感測電路300之差動整合器，或諸如電容感測電路400之差動放大器420的一差動放大器。
在方塊612處，可濾波輸出電壓以減小輸出電壓中的漣波。若從由包括一系列脈衝的一發射信號感應之一電流產生輸出電壓，則輸出電壓的特徵可以為明顯數量的漣波。例如，當將TX信號261施加於一發射電極時，該信號會引起對應週期性脈衝的整流電流263。此整流電流在未濾波而轉換為一電壓的情況下會產生特徵為一明顯漣波電壓的一輸出電壓。因此，在一項具體實施例中，可藉由連接於運算放大器241之輸出的一回授網路(例如回授網路243)來實行濾波。在替代性具體實施例中，可藉由整合電容器(例如電容感測電路300之CINT1 311及CiNT2 310)，或藉由電容感測電路400之回授網路403及404實行濾波。濾波會減小自整流電流產生之輸出電壓中的漣波。例如，TIA輸出264係從TIA 240輸出並且特徵為小於未濾波所產生的漣波電壓之漣波電壓。
在方塊614處，可將濾波輸出電壓轉換為一數位碼。在一項具體實施例中，可藉由一類比至數位轉換器(ADC)(例如電容感測電路200之ADC 242、電容感測電路300之ADC 309或電容感測電路400之ADC 411)實行輸出電壓至數位碼的轉換。在一項具體實施例中，可藉由一輸出位元流中的確證位元之密度代表輸出電壓。或者，可藉由二進制編碼代表輸出電壓之位準。可藉由一電腦系統或另一電路處理該數位碼。
在一項具體實施例中，方塊602至614中所代表的操作可在其中實施其的一電容感測電路之操作期間連續地實行，因此可連續地追蹤至該電容感測器的輸入。例如，若該電容感測器係一電極矩陣(例如電極矩陣125)，則該電容感測電路可追蹤隨時間引起一輸入的手指之位置。在替代性具體實施例中，可週期性地實行電容感測程序600之操作。
圖7A 解說用於校準一補償電路的一校準電路之一項具體實施例的方塊圖。該校準電路及補償電路可用於一電容感測電路，例如電容感測電路200、300或400。校準電路700可用以設定一適當補償電流以由藉由IDAC 702代表的補償電路來輸出。在一項具體實施例中，校準電路700決定約等於由解調變電路116輸出的基線整流電流之一補償電流。基線整流電流係當在該電容感測器中不存在輸入時由解調變電路116輸出的整流電流。
在一項具體實施例中，校準電路700可當不存在輸入時校準IDAC 702以便校準電路700可以測量基線整流電流。例如，若校準電路700與一使用者介面裝置中的電容感測電路及電容感測器一起使用，則可在期間指導使用者不觸控該電容感測器的時間，或在當預期至該電容感測器的輸入不出現的時間實行校準程序。依據一項具體實施例，在此時間期間，藉由該解調變電路整流自一接收電極的基線感應電流波形以產生一基線整流電路。基線整流電流係由電流至碼(I至碼)轉換器117轉換為一數位碼並傳輸至校準電路700。
接著可由校準電路700處理該數位碼。例如，由校準電路700接收的數位碼可包括一序列數位編碼電壓位準，其可由該校準電路隨時間加以平均化。校準電路700亦可對該數位碼實行其他操作，例如添加或減去一偏移，或濾波。
基於處理的數位碼，該校準電路決定一補償電路位準以由IDAC 702輸出並儲存代表此位準的一數值於記憶體701中。在一項具體實施例中，校準電路700在記憶體701中儲存一補償電流位準，其係約等於在校準程序期間所偵測的基線整流電流之平均值。
在一項具體實施例中，當由IDAC 702輸出補償電流時，該補償電流更可能準確地取消基線整流電流，因為補償電流位準係基於根據經驗決定的基線整流電流。
在該電容感測電路的正常操作期間(即，該電容感測電路係在偵測一電容感測器中的輸入)，校準電路700可存取記憶體701以決定待由IDAC 702輸出的補償電流之位準。該校準電路控制IDAC 702以使IDAC 702輸出補償電流之此位準。
在一項具體實施例中，在測量若干感測器元件之電容的一電容感測電路中實施由IDAC 702代表的校準電路700及補償電路。例如，該電容感測電路可經組態用以測量一電極矩陣(例如矩陣125)中的發射及接收電極之每一對之間的電容。對於此類具體實施例，該校準電路可針對一發射電極及一接收電極之每一可能對實行一校準程序。例如，若一電極矩陣包括20個發射電極及30個接收電極，則實行該校準程序20×30次，或600次。因此，針對發射及接收電極之每一可能對實行該校準程序一次。可將600個所得補償電流位準儲存在記憶體701中。在該電容感測電路的正常操作期間，與一發射電極及一接收電極之一特定對相關聯的補償電流位準可從該記憶體擷取並用以取消當感測到該特定對之電容時所產生的基線整流電流。
圖7B 係解說用於校準用於一電容感測電路之補償電路的程序之流程圖。可由校準電路700實行校準程序750之操作。
該校準程序可在方塊752處開始，並在方塊754處繼續。在方塊754處，發射及接收電極之初始對可連接至該電容感測電路。例如，在電容感測電路101中，多工器控制器111可用以控制多工器112以連接初始發射電極至信號產生器115並控制多工器113以連接初始接收電極至解調變電路116。
在方塊756處，可將用作一補償電路的一IDAC設定至一啟動值。在一項具體實施例中，該IDAC係一可程式化IDAC，為此一輸入電流可藉由儲存一數位值於該IDAC之一暫存器中來加以設定。在一項具體實施例中，該補償電路可使用一電流源，例如一切換電容器，其中切換頻率可經調整以設定電流輸出。
在方塊758處，該IDAC可用以添加依據其當前設定值的一電流至基線整流電流。例如，在電容感測電路200中，IDAC 228供應一補償電流至節點234。因為基線整流電流係從節點234汲取出，所以由IDAC 228供應的補償電流係添加至基線整流電流。例如，基線整流電流可從節點234汲取出並且補償電流可供應至節點234，從而減小從節點234汲取出的淨電流。
在方塊760處，該校準電路可測量補償電流，其由將自該IDAC的電流添加至基線整流電流而產生。在一項具體實施例中，該校準電路接收代表補償電流之位準的一數位碼。例如，補償電流可由電流至碼轉換器117轉換至一數位碼，其係傳輸至校準電路700。
在決策方塊762處，該校準電路可決定是否使用當前選定IDAC值來最小化補償電流。在一項具體實施例中，一校準電路(例如校準電路700)將代表補償電流之一數位編碼值與一臨限值比較以決定是否充分最小化補償電流。在一項具體實施例中，該臨限值指示任一方向上的最大可接受電流流量。若補償電流流量係小於此臨限數量，則該校準電路進行至方塊764。否則，該校準電路進行至方塊768。
在方塊768處，可調整該IDAC值。在一項具體實施例中，此調整對應於由該IDAC輸出的電流位準之減少。或者，該調整可引起IDAC輸出電流的增加。在方塊768處IDAC電流是否增加或減少可取決於在方塊756或方塊764處將IDAC設定至的電流值是否係高於或低於預期最終補償電流。在一項具體實施例中，使用一線性搜尋演算法，其中將該IDAC設定在一高初始值並且增量地減少該數值至一目標值。或者，亦可使用其他搜尋演算法，例如連續近似。依據搜尋演算法設定該IDAC值並且該程序在方塊758處以新IDAC設定繼續。
因此，方塊768、758、760及762可重複，直至該IDAC值充分地最小化補償電流。當藉由該IDAC值充分地最小化補償電流時，該程序在方塊764處依據決策方塊762繼續。
在方塊764處，可將充分地最小化補償電流的該IDAC值儲存在該校準電路之一記憶體中。例如，可將該IDAC值作為一數位值儲存在校準電路700之記憶體701中。
在決策方塊766處，該校準電路可決定是否已針對該等發射及接收電極對之全部決定一IDAC值。若尚未處理所有對，則該程序在方塊770處繼續。
在方塊770處，該校準電路可連接發射及接收電極之下一對至該電容感測電路。該程序接著在方塊756處繼續。
因此，方塊770、756、758、760、762、768、764及766可重複，直至已針對每一發射及接收電極對決定最小化補償電流的一IDAC值。
當已針對每一發射及接收電極對決定一IDAC值時，校準程序750依據決策方塊766繼續至方塊780。在方塊780處，程序750結束。
當校準程序750係完成時，已針對每一發射及接收電極對決定一補償電流值。在一項具體實施例中，此等補償電流值係儲存在校準電路700之記憶體701中。在該電容感測電路的正常操作期間，當選擇一特定發射及接收電極對時，用於該對的相關聯補償電流值可自記憶體701擷取並用以設定該補償電路之輸出電流。因此，該校準電路及補償電流位準可以補償不同發射與接收電極對之間的交互及寄生電容的差異。
本文中說明的具體實施例包括一電容感測電路，其藉由施加一發射信號至一發射電極以在一接收電極處感應一電流來感測該發射電極與該接收電極之間的電容。該電容感測電路之具體實施例亦補償該等發射與接收電極之間的一基線電容以最佳化該電容感測電路之動態範圍利用。
本文中說明的具體實施例可具有保持切換電容器方法之所有利益的優點(尤其在對RF/EMI雜訊信號的高抗擾性中)，並可經組態以易於自硬體及軟體觀點在現有裝置中實施，以及在未來裝置中實施。
本文中說明的本發明之具體實施例包括各種操作。可藉由硬體組件、軟體、韌體或其組合來實行此等操作。本文中所用的術語"耦合至"可意指透過一或多個中間組件來直接或間接地耦合。提供在本文中說明的各種匯流排之上的信號之任一者可與其他信號進行時間多工並提供在一或多個共同匯流排之上。此外，電路組件或區塊之間的互連可顯示為匯流排或單一信號線。該等匯流排之每一者可另外係一或多個單一信號線而且該等單一信號線之每一者可另外係匯流排。
某些具體實施例可加以實施為一電腦程式產品，其可包括儲存在一機器可讀取媒體上的指令。此等指令可用以程式化通用或專用處理器以實行所說明的操作。一機器可讀取媒體包括任何機構，其用於以可由一機器(例如，電腦)讀取的形式(例如，軟體、處理應用程式)來儲存或傳輸資訊。該機器可讀取媒體可包括(但不限於)磁性儲存媒體(例如，軟式磁片)；光學儲存媒體(例如，CD-ROM)；磁光學儲存媒體；唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；可抹除可程式化記憶體(例如，EPROM及EEPROM)；快閃記憶體；電性、光學、聲學或其他形式的傳播信號(例如，載波、紅外線信號、數位信號等)；或適合於儲存電子指令的另一類型之媒體。
此外，可在其中將該機器可讀取媒體儲存在一個以上電腦系統上及/或由該系統執行的分散式計算環境中實施一些具體實施例。此外，在電腦系統之間傳送的資訊可橫跨連接該等電腦系統的通信媒體而拉或推。
儘管以特定順序顯示並說明本文中的方法之操作，但是可改變每一方法之操作的順序以便可以反順序實行某些操作或者以便可至少部分地與其他操作同時實行某些操作。在另一具體實施例中，截然不同操作的指令或子操作可採用間歇及/或交替方式。
在前述說明中，本發明已參考其特定範例性具體實施例來說明。然而，顯而易見可進行各種修改及改變而不脫離如隨附申請專利範圍中提出的本發明之較廣精神及範疇。說明書及圖式因此係視為解說意義而非限制意義。
100．．．電子系統
101．．．電容感測電路
102．．．處理核心
103．．．記憶體控制器單元(MCU)
104．．．程式快閃記憶體
105．．．隨機存取記憶體(RAM)
106．．．振盪器/時脈區塊
107．．．類比及/或數位通用輸入/輸出("GPIO")埠
108．．．通信區塊
110．．．處理裝置/處理區塊
111．．．多工器控制器
112．．．多工器
113．．．多工器
114．．．時脈產生器
115．．．信號產生器
116．．．解調變電路
117．．．電流至碼(I至碼)轉換器
118．．．觸控座標轉換器
120．．．觸控感測器墊/觸控感測器
121．．．匯流排
122．．．發射(TX)電極
123．．．接收(RX)電極
124．．．TX信號
125．．．矩陣/電極矩陣/RX信號/感應電流波形
130．．．觸控感測器滑件
131．．．匯流排
140．．．觸控感測器按鈕
141．．．匯流排
150．．．主機處理器/主機
151．．．主機介面(I/F)線
160．．．嵌入式控制器
170．．．非電容感測器元件
171．．．匯流排
200．．．電容感測電路
211．．．開關
212．．．開關
213．．．節點
221．．．時脈
222．．．時脈
223．．．寄生電容CPT
224．．．寄生電容CPR
225．．．交互電容CM
226．．．TX節點
227．．．RX節點
228．．．電流數位至類比轉換器(IDAC)
230．．．電容器CF
231．．．開關
232．．．開關
233．．．類比緩衝器
234．．．節點
240．．．轉換阻抗放大器(TIA)
241．．．運算放大器
242．．．類比至數位轉換器(ADC)
243．．．回授網路
261．．．TX信號波形/TX信號
262．．．感應電流波形/感應電流
263．．．整流電流
264．．．TIA輸出電壓位準
300．．．電容感測電路
301．．．IDAC
302．．．IDAC
303．．．整流開關
304．．．整流開關
306．．．重設開關
307．．．重設開關
308．．．差動放大器
309．．．類比至數位轉換器(ADC)
310．．．整合電容器/CINT1
311．．．整合電容器/CINT2
312．．．第一整流電流IR1
313．．．第二整流電流IR2
400．．．電容感測電路
401．．．IDAC
402．．．IDAC
403．．．回授網路
404．．．回授網路
408．．．運算放大器
409．．．運算放大器
410．．．儀器放大器(INA)
411．．．ADC
412．．．第一整流電流IR1
413．．．第二整流電流IR2
420．．．差動放大器
500．．．補償電路
501．．．電流鏡
502．．．電流鏡
503．．．參考電流IREF
504．．．電流IM
505．．．電流IDAC+
506．．．電流IDAC -
507．．．IDAC
700．．．校準電路
701．．．記憶體
702．．．IDAC
CFB ．．．回授電容器
CFB1 ．．．回授電容器
CFB2 ．．．回授電容器
RFB ．．．回授電阻器
RFB1 ．．．回授電阻器
RFB2 ．．．回授電阻器
藉由範例而非藉由限制在附圖之圖式中解說本揭示內容。
圖1A解說具有用於偵測一導電物件之存在的一處理裝置的一電子系統之一項具體實施例的方塊圖。
圖1B解說用於偵測一觸控墊上的一輸入以及該輸入之位置的一裝置之一項具體實施例的方塊圖。
圖2A解說用於偵測一電容感測器處的一輸入，同時補償電容感測器元件之寄生及交互電容的一電路之一項具體實施例。
圖2B解說說明一電容感測電路之一項具體實施例的操作之電壓及電流波形。
圖3解說用於偵測一輸入之量值及位置，同時補償電容感測器元件之寄生及交互電容的一電路之一項具體實施例。
圖4解說用於偵測一輸入之量值及位置，同時補償電容感測器元件之寄生及交互電容的一電路之一項具體實施例。
圖5解說用於供應一補償電流給一電容感測電路的一電路之一項具體實施例。
圖6係解說依據一項具體實施例，用於補償一電容感測電路中的感測器元件之寄生及交互電容的一程序之流程圖。
圖7A係解說用於校準一補償電路的一校準電路之一項具體實施例的方塊圖。
圖7B係解說依據一項具體實施例，用於校準一電容感測電路中的補償電流之程序的流程圖。
100．．．電子系統
101．．．電容感測電路
102．．．處理核心
103．．．記憶體控制器單元(MCU)
104．．．程式快閃記憶體
105．．．隨機存取記憶體(RAM)
106．．．振盪器/時脈區塊
107．．．類比及/或數位通用輸入/輸出("GPIO")埠
108．．．通信區塊
110．．．處理裝置/處理區塊
120．．．觸控感測器墊/觸控感測器
121．．．匯流排
130．．．觸控感測器滑件
131．．．匯流排
140．．．觸控感測器按鈕
141．．．匯流排
150．．．主機處理器/主機
151．．．主機介面(I/F)線
160．．．嵌入式控制器
170．．．非電容感測器元件
171．．．匯流排

Claims (20)

  1. 一種用於感測電容之設備，其包含：一電容感測器，其包括一發射電極及一接收電極，其中該接收電極係與該發射電極電容耦合；一信號產生器，其係與該發射電極耦合，並經組態用以藉由施加一發射信號至該發射電極而在該接收電極處產生一感應電流波形；一解調變電路，其係與該接收電極耦合，其中該解調變電路經組態用以基於該感應電流波形而輸出一整流電流；以及一補償電路，其係與該解調變電路耦合，其中該補償電路經組態用以添加一補償電流至該整流電流以產生一補償電流波形，其中該補償電流經校準用以取消可歸因於該發射電極及該接收電極之基線電容的該整流電流之一部分，當不存在輸入時該基線電容包含該發射電極及該接收電極之電容。
  2. 如請求項1之設備，其中該補償電流係約等於可歸因於該發射電極及該接收電極之該基線電容的電流之一數量。
  3. 如請求項1之設備，其中該補償電路包含一可程式化電流數位至類比轉換器(IDAC)。
  4. 如請求項1之設備，其進一步包含一校準電路，其經組態用以基於測量電容值調整該補償電流。
  5. 如請求項4之設備，其進一步包含一記憶體，其經組態 用以儲存一補償電流值，其中該補償電流值係與包括該發射電極及該接收電極之一對相關聯。
  6. 如請求項5之設備，其中該校準電路經組態用以基於該成對發射電極與接收電極之間的一測量電容而決定一補償電流值。
  7. 如請求項1之設備，其中該電容感測器進一步包含複數個發射電極及複數個接收電極。
  8. 如請求項1之設備，其進一步包含一轉換阻抗放大器，其經組態用以基於該補償電流波形產生一輸出電壓。
  9. 如請求項1之設備，其進一步包含一濾波器，其經組態用以減小該補償電流波形之一漣波電壓。
  10. 如請求項1之設備，其中該解調變電路包含：一第一半波整流器，其係與該接收電極耦合，並組態用以基於該感應電流波形之一正部分而輸出一正整流電流；以及一第二半波整流器，其係與該接收電極耦合，並組態用以基於該感應電流波形之一負部分而輸出一負整流電流。
  11. 如請求項10之設備，其中該補償電路包含：一第一電流源，其經組態用以添加該補償電流至該正整流電流；以及一第二電流源，其經組態用以添加一第二補償電流至該負整流電流。
  12. 一種用於感測電容之方法，其包含： 施加一發射信號至與一接收電極電容耦合的一發射電極，以在該接收電極處產生一感應電流波形；整流該感應電流波形以產生一整流電流；以及添加一補償電流至該整流電流以產生一補償電流波形，其中該補償電流經校準用以取消可歸因於該發射電極及該接收電極之基線電容的該整流電流之一部分，當不存在輸入時該基線電容包含該發射電極及該接收電極之電容。
  13. 如請求項12之方法，其中該補償電流係約等於可歸因於該發射電極及該接收電極之該基線電容的電流之一數量。
  14. 如請求項12之方法，其進一步包含基於測量電容值調整該補償電流。
  15. 如請求項14之方法，其進一步包含儲存一補償電流值，其中該補償電流值係與包括該發射電極及該接收電極的一對相關聯。
  16. 如請求項15之方法，其進一步包含基於該成對發射電極及接收電極之間的一測量電容而決定一補償電流值。
  17. 如請求項12之方法，其進一步包含基於該補償電流波形產生一輸出電壓。
  18. 如請求項12之方法，其進一步包含減小該補償電流波形之一漣波電壓。
  19. 一種用於感測電容之設備，其包含：基於一電容感測器之一電容值而產生一感應電流波形 的構件；基於該感應電流波形而產生一整流電流的構件；以及藉由添加一補償電流至該整流電流而產生一補償電流波形的構件，其中該補償電流經校準用以取消可歸因於該電容感測器之基線電容的該整流電流之一部分，當不存在輸入時該基線電容包含該發射電極及該接收電極之電容。
  20. 如請求項19之設備，其中該補償電流係約等於可歸因於該電容感測器之該基線電容的電流之一數量。
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