TWI525517B - 電容式觸控面板之觸控感測電路 - Google Patents

電容式觸控面板之觸控感測電路 Download PDF

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TWI525517B TW103136712A TW103136712A TWI525517B TW I525517 B TWI525517 B TW I525517B TW 103136712 A TW103136712 A TW 103136712A TW 103136712 A TW103136712 A TW 103136712A TW I525517 B TWI525517 B TW I525517B
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Description

電容式觸控面板之觸控感測電路
本發明係與電容式觸控面板(Capacitive touch panel)有關，特別是關於一種電容式觸控面板之觸控感測電路。
請參照圖1，圖1係繪示傳統的電容式觸控面板之觸控感測電路的示意圖。由於電容式觸控面板TP容易受到顯示面板及電源的干擾，如圖1所示，輸入訊號產生器P將頻率為nf0的正弦波輸入訊號TX輸入至電容式觸控面板TP的水平電極E。正弦波訊號TX的時間函數TX(t)可表示為：TX(t)=-Vref*sin(2πnf 0 t)---(1)
其中，Vref為參考電壓，nf0為正弦波訊號TX的頻率，t為時間。
接著，正弦波訊號TX經過電容式觸控面板TP上的水平電極E與垂直電極D之交錯點的寄生互感電容Cm以及類比前端(Analog front end)電路AFE之接收與放大後，輸出至混合器(Mixer)電路MIX。
其中，由類比前端電路AFE所輸出的正弦波電壓訊號VAFE的時間函數VAFE(t)可表示為：
然後，混合器電路MIX會將類比前端電路AFE所輸出的正弦波電壓訊號VAFE與另一頻率同為nf0的正弦波S混合成一混合訊號VMIX並輸出至積分器電路IN。
其中，混合器電路MIX所輸出的混合訊號VMIX的時間函數VMIX(t)可表示為：
當積分器電路IN接收到混合器電路MIX所輸出的混合訊號VMIX時，積分器電路IN會將混合訊號VMIX積分為一輸出訊號Vout。若積分器電路IN對混合訊號VMIX進行積分的積分周期為1/nf0，則積分器電路IN所產生的輸出訊號Vout的時間函數Vout(t)可表示為：
由公式(4)可知：積分器電路IN對混合訊號VMIX進行積分後所得的輸出訊號Vout為一直流(DC)電壓值，而未包含交流(AC)電壓值，故有利於後續的類比數位轉換電路ADC將其轉換成數位值，也使得觸控判斷變得較簡單。此外，由於輸出訊號Vout之電壓值係與電容式觸控面板TP上的水平電極E與垂直電極D之交錯點的寄生互感電容Cm成正比，故亦可利用輸出訊號Vout之電壓值來判斷水平電極E與垂直電極D之交錯點是否被觸摸。
透過此電容觸控偵測架構可同時將頻率為nf0整數倍(不含一倍)的其他雜訊完全濾除，對於頻率不為nf0整數倍的其他雜訊亦可達到衰減的目的。然而，其最大的缺點在於：為了要濾除愈低頻的雜訊，傳統的電容觸控偵測架構所採用的頻率nf0須愈小，亦即積分器電路IN所採用的積分周期1/nf0須愈長，這將嚴重影響到電容觸控偵測的效率，甚至導致偵測整個電容式觸控面板的幀報告速率(frame report rate)無法達到產品規格之要求。
因此，本發明提出一種電容式觸控面板之觸控感測電路，以解決先前技術所遭遇到之上述問題。
根據本發明之一較佳具體實施例為一種電容式觸控面板之觸控感測電路。於此實施例中，觸控感測電路應用於一電容式觸控面板。電容式觸控面板包含複數個第一通道及複數個第二通道。複數個第一通道係沿一第一方向排列且複數個第二通道係沿一第二方向排列。複數個第一通道與複數個第二通道彼此交錯。
觸控感測電路包含N個週期波訊號產生模組、類比前端電 路模組、N個混合模組及N個積分模組。N個週期波訊號產生模組分別耦接電容式觸控面板之複數個第一通道中之N個第一通道。N個週期波訊號產生模組分別產生具有N個不同頻率的N個第一週期波訊號至N個第一通道，其中N為正整數。類比前端電路模組耦接複數個第二通道，用以自複數個第二通道中之第二通道接收並解調經N個第一通道與第二通道交錯之N個交錯點上的N個互感電容之N個第一週期波訊號，以輸出類比前端訊號。
N個混合模組分別耦接類比前端電路模組。N個混合模組分別自類比前端電路模組接收類比前端訊號並分別接收具有N個不同頻率的N個第二週期波訊號後，再分別將類比前端訊號與N個第二週期波訊號混合為N個混合訊號。N個積分模組分別耦接N個混合模組。N個積分模組分別接收N個混合訊號並分別對N個混合訊號進行積分，以產生N個輸出訊號。
於一實施例中，N個不同頻率具有公因數頻率。
於一實施例中，N個積分模組分別對N個混合訊號進行積分之積分時間為公因數頻率之倒數或公因數頻率之倒數的整數倍。
於一實施例中，具有N個不同頻率的N個第一週期波訊號係為正弦波、餘弦波、方波、斜波或三角波。
於一實施例中，具有N個不同頻率的N個第二週期波訊號係為正弦波、餘弦波、方波、斜波或三角波。
於一實施例中，N個週期波訊號產生模組中之週期波訊號產生模組係耦接N個第一通道中之第一通道，並產生N個第一週期波訊號中之第一週期波訊號至第一通道，第一週期波訊號係具有N個不同頻率中之一頻率。
於一實施例中，N個混合模組中之混合模組自類比前端電路模組接收類比前端訊號並接收N個第二週期波訊號中之第二週期波訊號，再將類比前端訊號與第二週期波訊號混合為N個混合訊號中之一混合訊號，第二週期波訊號係具有N個不同頻率中之一頻率。
於一實施例中，N個積分模組中之積分模組耦接混合模組，積分模組自混合模組接收混合訊號並對混合訊號進行積分，以產生N個輸出訊號中之一輸出訊號。
於一實施例中，混合模組與積分模組包含N個相等的電容、N個第一開關、N個第二開關及緩衝器電路。N個電容中之每一個電容之一端係接地，另一端係耦接至N個第一開關中之一第一開關與N個第二開關中之一第二開關之間。N個第一開關均耦接至類比前端電路模組，N個第二開關均耦接至緩衝器電路之輸入端。N個第一開關分別受N個第一控制訊號控制而依序導通，以一取樣頻率對類比前端訊號進行取樣，經一積分時間後共取樣N個取樣電壓分別儲存於N個電容中。N個第二開關受第二控制訊號控制而同時導通，使得分別存在N個電容的N個取樣電壓彼此分享電荷而產生具有平均電壓之輸出訊號，並由緩衝器電路之輸出端輸出輸出訊號。
於一實施例中，N個不同頻率具有一公因數頻率，且取樣頻率係為公因數頻率之N倍。
於一實施例中，混合模組與積分模組包含N個相等的電容、N個第一開關、N個第二開關、N個第三開關、一第四開關及一運算放大器電路。N個電容中之每一個電容之一端係耦接至運算放大器電路之負輸入端，另一端係分別耦接N個第一開關中之一第一開關、N個第二開關中之一 第二開關及N個第三開關中之一第三開關。N個第一開關均耦接至類比前端電路模組。N個第二開關均耦接至運算放大器電路之輸出端。N個第三開關均接地。運算放大器電路之正輸入端係接地。第四開關之兩端分別耦接運算放大器電路之負輸入端及輸出端。
於一實施例中，N個第三開關受第一控制訊號控制而導通至接地端且第四開關受第二控制訊號控制而導通，以進行電荷重置；之後，N個第三開關受第一控制訊號控制而斷路，第四開關仍受第二控制訊號控制而維持導通，N個第一開關受N個第一開關之控制訊號控制而依序導通，以一取樣頻率對類比前端訊號進行取樣，經一積分時間後共取樣N個取樣電壓分別儲存於N個電容中，之後，第四開關受第二控制訊號控制而斷路，之後，N個第二開關受一第三控制訊號TSON控制而導通，使得分別儲存於N個電容的N個取樣電壓彼此分享電荷而得到具有平均電壓之輸出訊號，並由運算放大器電路之輸出端將輸出訊號輸出。
相較於先前技術，根據本發明之電容式觸控面板之觸控感測電路具有下列優點：
(1)本發明的電容式觸控面板之觸控感測電路能夠在不降低偵測整個電容式觸控面板的幀報告速率(frame report rate)的情況下，增長積分器電路所採用的積分周期。
(2)本發明的電容式觸控面板之觸控感測電路亦可在不降低偵測整個電容式觸控面板的幀報告速率(frame report rate)的情況下，濾除更低頻的雜訊，以減少雜訊對於電容式觸控面板之觸控感測所造成的影響。
(3)本發明的電容式觸控面板之觸控感測電路透過複數組 混合器電路與積分電路之設置可同時分別對電容式觸控面板之複數個水平通道的複數個輸入週期波訊號進行解調，進而感測到電容式觸控面板之複數個水平通道與垂直通道之間互感電容的變化，以實現觸控點之感測。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
TP‧‧‧電容式觸控面板
E、E0~E3‧‧‧第一通道
D‧‧‧第二通道
Cm、Cm0~Cm3‧‧‧寄生互感電容
P、P0~P3‧‧‧週期波訊號產生模組
TX、TX0~TX3‧‧‧第一週期波訊號
RX‧‧‧面板輸出訊號
AFE‧‧‧類比前端電路模組
AM‧‧‧運算放大器
C1~CN、Cf‧‧‧電容
VAFE‧‧‧類比前端訊號
MIX、MIX0~MIX3‧‧‧混合模組
S、S0~S3‧‧‧第二週期波訊號
VMIX、VMIX0~VMIX3‧‧‧混合訊號
IN0~IN3‧‧‧積分模組
IN‧‧‧積分器
Vout、VINT0~VINT3‧‧‧輸出訊號
SW11~SW1N、SI1~SIN‧‧‧第一開關
SW21~SW2N、SO1~SON‧‧‧第二開關
SC1~SCN‧‧‧第三開關
SRST‧‧‧第四開關
BF‧‧‧緩衝器電路
OP‧‧‧運算放大器電路
PH11~PH1N、TCAPRST‧‧‧第一控制訊號
PH2、TLPFRST‧‧‧第二控制訊號
TSON‧‧‧第三控制訊號
TSI1~TSIN‧‧‧第一開關之控制訊號
T1~T2‧‧‧週期
圖1係繪示傳統的電容式觸控面板之觸控感測電路的示意圖。
圖2係繪示根據本發明之一較佳具體實施例的電容式觸控面板之觸控感測電路的示意圖。
圖3係繪示圖2中之第一組混合模組MIX0與積分模組IN0之一實施例。
圖4係繪示第一週期波訊號TX0與圖3中之各控制訊號的波形時序圖。
圖5係繪示圖2中之第一組混合模組MIX0與積分模組IN0之另一實施例。
圖6係繪示圖5中之各控制訊號的波形時序圖。
為了有效改善先前技術所遭遇到之問題，本發明所提出的電容式觸控面板之觸控感測電路是分別以N個(N為整數)具有不同頻率的第一輸入訊號同時驅動電容式觸控面板上之N個水平電極，且此N個具有不同頻率的第一輸入訊號之頻率均為頻率f0的整數倍。
該N個具有不同頻率的第一輸入訊號分別經過電容式觸控面板上之N個水平電極與垂直電極之交錯點的N個寄生互感電容後輸出至類比前端電路，並被類比前端電路相加合成為一電壓訊號後分別輸出至N個混合器電路。
此N個混合器電路分別將類比前端電路所輸出的電壓訊號與N個具有不同頻率的第二輸入訊號混合成N個混合訊號並分別輸出至N個積分器電路。需說明的是，此N個具有不同頻率的第二輸入訊號係分別與上述N個具有不同頻率的第一輸入訊號具有相同頻率。
當N個積分器電路分別接收到N個混合訊號時，N個積分器電路會以1/f0的積分周期分別對N個混合訊號進行積分，以得到具有直流數值的N個輸出訊號。此N個輸出訊號的電壓值係分別與該N個水平電極與垂直電極之N個交錯點的N個寄生互感電容值成正比，故可同時偵測N個交錯點的寄生互感電容值。
藉此，本發明的電容式觸控面板之觸控感測電路能夠在不降低偵測整個電容式觸控面板的幀報告速率(frame report rate)的情況下，增長積分器電路所採用的積分周期，達成濾除更低頻的雜訊，以減少雜訊對於電容式觸控面板之觸控感測所造成的影響。
接下來，將透過不同的實施例來詳細說明本發明的電容式觸控面板之觸控感測電路。
根據本發明之一較佳具體實施例為一種觸控感測電路。於此實施例中，觸控感測電路應用於一電容式觸控面板，但不以此為限。電容式觸控面板包含複數個第一通道(水平通道)及複數個第二通道(垂直通道)。 複數個第一通道係沿第一方向(水平方向)排列且複數個第二通道係沿第二方向(垂直方向)排列。複數個第一通道與複數個第二通道係彼此交錯。
如圖2所示，電容式觸控面板TP包含沿水平方向排列的第一通道E0~E3與沿垂直方向排列的第二通道D。需說明的是，為了方便說明起見，圖2僅繪示出一個第二通道D而省略其他的第二通道，實際上，電容式觸控面板TP所包含之第一通道與第二通道的數量係依實際需求而定，不以此例為限。
於此實施例中，圖2中之觸控感測電路包含4個週期波訊號產生模組P0~P3、類比前端電路模組AFE、4個混合模組MIX0~MIX3及N個積分模組IN0~IN3。其中，4個週期波訊號產生模組P0~P3係位於電容式觸控面板TP之輸入端，類比前端電路模組AFE、4個混合模組MIX0~MIX3及N個積分模組IN0~IN3係位於電容式觸控面板TP之輸出端。4個積分模組IN0~IN3亦可整合為積分器IN。
週期波訊號產生模組P0~P3分別耦接電容式觸控面板TP之第一通道E0~E3。週期波訊號產生模組P0~P3分別產生具有不同頻率且頻率分別為f0之不同整數倍的第一週期波訊號TX0~TX3，並分別將第一週期波訊號TX0~TX3輸入至電容式觸控面板TP之第一通道E0~E3。
實際上，第一週期波訊號TX0~TX3可以是正弦波、餘弦波、方波、斜波或三角波。舉例而言，假設第一週期波訊號TX0~TX3為具有不同頻率之正弦波，且其頻率分別為頻率f0之不同整數倍，其中輸入至第一通道E0的第一週期波訊號TX0之頻率為Nf0、輸入至第一通道E1的第一週期波訊號TX1之頻率為(N+1)f0、輸入至第一通道E2的第一週期波訊號 TX2之頻率為(N+2)f0、輸入至第一通道E3的第一週期波訊號TX3之頻率為(N+3)f0。第一週期波訊號TX0~TX3之時間函數TX0(t)~TX3(t)分別表示如下：TX0(t)=-Vref*sin(2πNf 0 t)---(5)
TX1(t)=-Vref*sin(2π(N+1)f 0 t)---(6)
TX2(t)=-Vref*sin(2π(N+2)f 0 t)---(7)
TX3(t)=-Vref*sin(2π(N+3)f 0 t)---(8)
類比前端電路模組AFE耦接電容式觸控面板TP之第二通道D，用以自第二通道D接收並解調經第一通道E0~E3與第二通道D交錯之4個交錯點上的4個寄生互感電容Cm0~Cm3進行電荷傳遞之第一週期波訊號TX0~TX3，並合成為類比前端訊號VAFE後加以輸出。於此實施例中，類比前端電路模組AFE包含運算放大器AM及電容Cf。運算放大器AM之正輸入端+耦接至接地端，負輸入端-耦接至第二通道D。電容Cf之一端耦接至運算放大器AM之負輸入端-，另一端耦接至運算放大器AM之輸出端。
類比前端訊號VAFE之時間函數VAFE(t)表示如下：
4個混合模組MIX0~MIX3分別耦接類比前端電路模組AFE。混合模組MIX0~MIX3分別自類比前端電路模組AFE接收類比前端訊號VAFE並分別接收具有不同頻率的4個第二週期波訊號S0~S3後，混合模組MIX0~MIX3再分別將類比前端訊號VAFE與第二週期波訊號S0~S3混合為4 個混合訊號VMIX0~VMIX3。
需說明的是，上述第二週期波訊號S0~S3之頻率係對應於第一週期波訊號TX0~TX3之頻率。於此實施例中，第二週期波訊號S0~S3係為具有不同頻率之方波，且其頻率分別為頻率f0之不同整數倍，其中輸入至混合模組MIX0的第二週期波訊號S0之頻率為Nf0、輸入至混合模組MIX1的第二週期波訊號S1之頻率為(N+1)f0、輸入至混合模組MIX2的第二週期波訊號S2之頻率為(N+2)f0、輸入至混合模組MIX3的第二週期波訊號S3之頻率為(N+3)f0。
以混合模組MIX0為例，混合模組MIX0自類比前端電路模組AFE接收到類比前端訊號VAFE並接收頻率為Nf0的第二週期波訊號S0後，將類比前端訊號VAFE與第二週期波訊號S0進行混波，以得到混合訊號VMIX0。其中，第二週期波訊號S0之時間函數S0(t)表示如下：
至於混合訊號VMIX0之時間函數VMIX0(t)表示如下：
至於第二週期波訊號S1~S3之時間函數S1(t)~S3(t)及混合訊號VMIX1~VMIX3之時間函數VMIX1(t)~VMIX3(t)可依此類推，於此不另行贅述。
如圖2所示，4個積分模組IN0~IN3分別耦接混合模組MIX0~MIX3，亦即積分模組IN0耦接混合模組MIX0，積分模組IN1耦接混合模組MIX1，積分模組IN2耦接混合模組MIX2，積分模組IN3耦接混合模組MIX3。積分模組IN0~IN3分別自混合模組MIX0~MIX3接收混合訊號VMIX0~VMIX3，並分別以1/f0的積分周期對混合訊號VMIX0~VMIX3進行積分，以產生具有直流(DC)值的輸出訊號VINT0~VINT3。
以積分模組IN0為例，積分模組IN0產生的輸出訊號VINT0之時間函數VINT0(t)表示如下：
將公式(11)代入公式(12)計算後可得：
由於積分模組IN0之積分周期為1/f0，所以從推導結果公式 (13)可知：積分模組IN0產生的輸出訊號VINT0之時間函數VINT0(t)只會留下與公式(10)中之第二週期波訊號S0之時間函數S0(t)具有相同頻率nf0的訊號之積分值，至於頻率為f0整數倍的訊號則會在積分後消失。由公式(13)可知：積分模組IN0所輸出的VINT0(t)係與第一通道E0與第二通道D之交錯點上的寄生互感電容Cm0成正比。
同理，積分模組IN1所輸出的VINT1(t)係與第一通道E1與第二通道D之交錯點上的寄生互感電容Cm1成正比；積分模組IN2所輸出的VINT2(t)係與第一通道E2與第二通道D之交錯點上的寄生互感電容Cm2成正比；積分模組IN3所輸出的VINT3(t)係與第一通道E3與第二通道D之交錯點上的寄生互感電容Cm3成正比。
也就是說，由於本發明之觸控感測電路中之四個積分模組IN0~IN所輸出的VINT0~VINT3分別與四個第一通道E0~E3與第二通道D之四個交錯點上的寄生互感電容Cm0~Cm3之間具有一固定比例關係，故可用來偵測電容式觸控面板TP上之電容變化，進而獲得觸控點之資訊。
此外，由於此實施例係同時輸入四個不同頻率之週期波訊號驅動電容式觸控面板上之四個不同水平通道，並分別透過四組混合模組與積分模組進行解調，故可同時解出四個觸控點的觸控訊號，其觸控感測速度將會比先前技術中僅驅動電容式觸控面板上之一個不同水平通道的作法快四倍。即使以固定觸控感測速度的角度與先前技術比較，此實施例亦可增加積分模組之積分周期的時間長度，使得更低頻的雜訊亦能被濾除。
需說明的是，上述實施例雖採用正弦波作為驅動電容式觸控面板上之各水平通道之第一週期波訊號TX0~TX3以及採用方波作為輸入各 混合模組之第二週期波訊號S0~S3，但實際上第一週期波訊號TX0~TX3亦可是餘弦波、方波、斜波或三角波且第二週期波訊號S0~S3亦可是餘弦波、正弦波、斜波或三角波，並不以此為限。
此外，此實施例雖同時以四種不同頻率的週期波訊號驅動電容式觸控面板上之四個水平通道，且具有一個類比前端電路模組AFE及四組混合模組MIX0~MIX3與積分模組IN0~IN3，但不以此為限，其數目可視實際需求而定。但混合模組與積分模組之組數需大於或等於驅動電容式觸控面板上之水平通道的週期波訊號之頻率種類數目，例如若以兩種不同頻率的週期波訊號來驅動電容式觸控面板上之水平通道，則所需之混合模組與積分模組之組數即為2，亦即需要起碼兩組的混合模組與積分模組才夠。
接著，請參照圖3及圖4，圖3係繪示圖2中之第一組混合模組MIX0與積分模組IN0之一實施例；圖4係繪示第一週期波訊號TX0與圖3中之各控制訊號的波形時序圖。
如圖3所示，第一組混合模組MIX0與積分模組IN0包含N個相等的電容C1~CN、N個第一開關SW11~SW1N、N個第二開關SW21~SW2N及緩衝器電路BF。N個電容C1~CN中之電容C1之一端係接地，另一端係耦接至N個第一開關SW11~SW1N中之第一開關SW11與N個第二開關SW21~SW2N中之第二開關SW21之間，其餘依此類推。N個第一開關SW11~SW1N均耦接至類比前端電路模組AFE。N個第二開關SW21~SW2N均耦接至緩衝器電路BF之輸入端。N個第一開關SW11~SW1N分別受N個第一控制訊號PH11~PH1N控制而依序導通，以取樣頻率Nf0(亦即公因數頻率f0之N倍)對類比前端訊號VAFE進行取樣，經積分時間1/f0(亦即公因數頻率f0之倒數)後共 取樣N個取樣電壓分別儲存於N個電容C1~CN中。接著，N個第二開關SW21~SW2N同時受第二控制訊號PH2控制而導通，使得分別儲存於N個電容C1~CN的N個取樣電壓彼此分享電荷而產生具有平均電壓之輸出訊號VINT0，並由緩衝器電路BF之輸出端將輸出訊號VINT0輸出。
請參照圖5及圖6，圖5係繪示圖2中之第一組混合模組MIX0與積分模組IN0之另一實施例；圖6係繪示圖5中之各控制訊號的波形時序圖。
如圖5所示，第一組混合模組MIX0與積分模組IN0包含N個相等的電容C1~CN、N個第一開關SI1~SIN、N個第二開關SO1~SON、N個第三開關SC1~SCN、一第四開關SRST及一運算放大器電路OP。其中，N個電容C1~CN中之每一個電容之一端係耦接至運算放大器電路OP之負輸入端-，另一端係分別耦接N個第一開關SI1~SIN中之一第一開關、N個第二開關SO1~SON中之一第二開關及N個第三開關SC1~SCN中之一第三開關。N個第一開關SI1~SIN均耦接至類比前端電路模組AFE。N個第二開關SO1~SON均耦接至運算放大器電路OP之輸出端。N個第三開關SC1~SCN均接地。運算放大器電路OP之正輸入端+係接地。第四開關SRST之兩端分別耦接運算放大器電路OP之負輸入端-及輸出端。
N個第三開關SC1~SCN受第一控制訊號TCAPRST控制而導通至接地端且第四開關SRST受第二控制訊號TLPFRST控制而導通，以進行電荷重置；之後，N個第三開關SC1~SCN受第一控制訊號TCAPRST控制而斷路，第四開關SRST仍受第二控制訊號TLPFRST控制而維持導通，N個第一開關SI1~SIN受N個第一開關控制訊號TSI1~TSIN控制而依序導通，以取樣頻率 Nf0(亦即公因數頻率f0之N倍)對類比前端訊號VAFE進行取樣，經積分時間1/f0(亦即公因數頻率f0之倒數)後共取樣N個取樣電壓分別儲存於N個電容C1~CN中，之後，第四開關SRST受第二控制訊號TLPFRST控制而斷路，之後，N個第二開關SO1~SON受一第三控制訊號TSON控制而導通，使得分別儲存於N個電容C1~CN的N個取樣電壓彼此分享電荷而得到具有平均電壓之輸出訊號VINT0，並由運算放大器電路OP之輸出端將輸出訊號VINT0輸出。
需說明的是，圖3與圖5僅係繪示本發明之觸控感測電路的第一組混合模組MIX0與積分模組IN0之不同實施例，至於其他組混合模組與積分模組，例如MIX1與IN1、MIX2與IN2、MIX3與IN3，亦可以同樣的電路實現之，並且不以此為限。
相較於先前技術，根據本發明之電容式觸控面板之觸控感測電路具有下列優點：
(1)本發明的電容式觸控面板之觸控感測電路能夠在不降低偵測整個電容式觸控面板的幀報告速率(frame report rate)的情況下，增長積分器電路所採用的積分周期。
(2)本發明的電容式觸控面板之觸控感測電路亦可在不降低偵測整個電容式觸控面板的幀報告速率(frame report rate)的情況下，濾除更低頻的雜訊，以減少雜訊對於電容式觸控面板之觸控感測所造成的影響。
(3)本發明的電容式觸控面板之觸控感測電路透過複數組混合器電路與積分電路之設置可同時分別對電容式觸控面板之複數個水平通道的複數個輸入週期波訊號進行解調，進而感測到電容式觸控面板之複 數個水平通道與垂直通道之間互感電容的變化，以實現觸控點之感測。
由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
TP‧‧‧電容式觸控面板
E0~E3‧‧‧第一通道
D‧‧‧第二通道
Cm0~Cm3‧‧‧寄生互感電容
P0~P3‧‧‧週期波訊號產生模組
TX0~TX3‧‧‧第一週期波訊號
RX‧‧‧面板輸出訊號
AFE‧‧‧類比前端電路模組
AM‧‧‧運算放大器
Cf‧‧‧電容
VAFE‧‧‧類比前端訊號
MIX0~MIX3‧‧‧混合模組
S0~S3‧‧‧第二週期波訊號
VMIX0~VMIX3‧‧‧混合訊號
IN0~IN3‧‧‧積分模組
IN‧‧‧積分器
VINT0~VINT3‧‧‧輸出訊號

Claims (12)

  1. 一種觸控感測電路，應用於一電容式觸控面板，該電容式觸控面板包含複數個第一通道及複數個第二通道，該複數個第一通道係沿一第一方向排列且該複數個第二通道係沿一第二方向排列，該複數個第一通道與該複數個第二通道彼此交錯，該觸控感測電路包含：N個週期波訊號產生模組，分別耦接該電容式觸控面板之該複數個第一通道中之N個第一通道，該N個週期波訊號產生模組分別產生具有N個不同頻率的N個第一週期波訊號至該N個第一通道，其中N為正整數；一類比前端電路模組，耦接該複數個第二通道，用以自該複數個第二通道中之一第二通道接收並解調經該N個第一通道與該第二通道交錯之N個交錯點上的N個互感電容之該N個第一週期波訊號，以輸出一類比前端訊號；N個混合模組，分別耦接該類比前端電路模組，該N個混合模組分別自該類比前端電路模組接收該類比前端訊號並分別接收具有該N個不同頻率的N個第二週期波訊號後，再分別將該類比前端訊號與該N個第二週期波訊號混合為N個混合訊號；以及N個積分模組，分別耦接該N個混合模組，該N個積分模組分別接收該N個混合訊號並分別對該N個混合訊號進行積分，以產生N個輸出訊號；其中該N個積分模組中之一積分模組耦接該N個混合模組中之一混合模組，該混合模組與該積分模組包含N個相等的電容、N個第一開關、N個第二開關及一緩衝器電路，該N個電容中之每一個電容之一端係接地，另一端係耦接至該N個第一開關中之一第一開關與該N個第二開關中之一第二開關之間，該N個第一開關均耦接至該類比前端電路模組，該N個第二開關均耦接至該緩衝器電路之一輸入端，該N個第一開 關分別受N個第一控制訊號控制而依序導通，以一取樣頻率對該類比前端訊號進行取樣，經一積分時間後共取樣N個取樣電壓分別儲存於該N個電容中，該N個第二開關受一第二控制訊號控制而同時導通，使得分別存在該N個電容的該N個取樣電壓彼此分享電荷而產生具有一平均電壓之該N個輸出訊號中之一輸出訊號，並由該緩衝器電路之一輸出端輸出該輸出訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測電路，其中該N個不同頻率具有一公因數頻率。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控感測電路，其中該N個積分模組分別對該N個混合訊號進行積分之一積分時間為該公因數頻率之倒數或該公因數頻率之倒數的整數倍。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測電路，其中具有該N個不同頻率的該N個第一週期波訊號係為正弦波、餘弦波、方波、斜波或三角波。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測電路，其中具有該N個不同頻率的該N個第二週期波訊號係為正弦波、餘弦波、方波、斜波或三角波。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測電路，其中該N個週期波訊號產生模組中之一週期波訊號產生模組係耦接該N個第一通道中之一第一通道，並產生該N個第一週期波訊號中之一第一週期波訊號至該第一通道，該第一週期波訊號係具有該N個不同頻率中之一頻率。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測電路，其中該混合模組自該類比前端電路模組接收該類比前端訊號並接收該N個第二週期波訊號中之一第二週期波訊號，再將該類比前端訊號與該第二週期波訊號混合為該N個混合訊號中之一混合訊號，該第二週期波訊號係具有該N個 不同頻率中之一頻率。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控感測電路，其中該積分模組自該混合模組接收該混合訊號並對該混合訊號進行積分，以產生該輸出訊號。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控感測電路，其中該N個不同頻率具有一公因數頻率，且該取樣頻率係為該公因數頻率之N倍。
  10. 一種觸控感測電路，應用於一電容式觸控面板，該電容式觸控面板包含複數個第一通道及複數個第二通道，該複數個第一通道係沿一第一方向排列且該複數個第二通道係沿一第二方向排列，該複數個第一通道與該複數個第二通道彼此交錯，該觸控感測電路包含：N個週期波訊號產生模組，分別耦接該電容式觸控面板之該複數個第一通道中之N個第一通道，該N個週期波訊號產生模組分別產生具有N個不同頻率的N個第一週期波訊號至該N個第一通道，其中N為正整數；一類比前端電路模組，耦接該複數個第二通道，用以自該複數個第二通道中之一第二通道接收並解調經該N個第一通道與該第二通道交錯之N個交錯點上的N個互感電容之該N個第一週期波訊號，以輸出一類比前端訊號；N個混合模組，分別耦接該類比前端電路模組，該N個混合模組分別自該類比前端電路模組接收該類比前端訊號並分別接收具有該N個不同頻率的N個第二週期波訊號後，再分別將該類比前端訊號與該N個第二週期波訊號混合為N個混合訊號；以及N個積分模組，分別耦接該N個混合模組，該N個積分模組分別接收該N個混合訊號並分別對該N個混合訊號進行積分，以產生N個輸出訊號；其中該N個積分模組中之一積分模組耦接該N個混合模組中之一 混合模組，該混合模組與該積分模組包含N個相等的電容、N個第一開關、N個第二開關、N個第三開關、一第四開關及一運算放大器電路，該N個電容中之每一個電容之一端係耦接至該運算放大器電路之正輸入端，另一端係分別耦接該N個第一開關中之一第一開關、該N個第二開關中之一第二開關及該N個第三開關中之一第三開關，該N個第一開關均耦接至該類比前端電路模組，該N個第二開關均耦接至該運算放大器電路之輸出端，該N個第三開關均接地，該運算放大器電路之負輸入端係接地，該第四開關之兩端分別耦接該運算放大器電路之負輸入端及輸出端。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控感測電路，其中該N個第三開關受一第一控制訊號控制而導通至接地端且該第四開關受一第二控制訊號控制而導通，以進行電荷重置；之後，該N個第三開關受該第一控制訊號控制而斷路，該第四開關仍受該第二控制訊號控制而維持導通，該N個第一開關受N個第三控制訊號控制而依序導通，以一取樣頻率對該類比前端訊號進行取樣，經一積分時間後共取樣N個取樣電壓分別儲存於該N個電容中，該第四開關受該第二控制訊號控制而斷路，該N個第二開關受一第四控制訊號控制而導通至該運算放大器電路之輸出端，使得分別儲存於該N個電容的該N個取樣電壓彼此分享電荷而得到具有一平均電壓之該輸出訊號，並由該運算放大器電路之輸出端輸出該輸出訊號。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之觸控感測電路，其中該N個不同頻率具有一公因數頻率，且該取樣頻率係為該公因數頻率之N倍。
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