[发明专利]差分电容式传感器系统、用于差分检测的方法以及接收器

说明书

本发明涉及一种差分电容式传感器系统、用于差分检测的方法以及接收器。用于数字差分检测的系统和方法，包括：电容式传感器，具有第一节点和第二节点；发送器，被配置为通过第一节点和第二节点来发送输入信号；以及接收器，耦接到第一节点和第二节点。接收器被配置为从第一节点接收第一修改后输入信号，并且从第二节点接收第二修改后输入信号。接收器包括：第一模数转换器和第二模数转换器，被配置为将第一修改后输入信号转换为第一数字信号并且将第二修改后输入信号转换为第二数字信号。接收器还包括：第一差分电路，被配置为计算第一数字信号与第二数字信号之间的第一差分；以及判定电路，被配置为根据第一差分来输出结果。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年3月26日提交的美国临时专利申请第62/648312号的优先权及权益，其内容通过引用其整体被并入本文。

技术领域

本公开的一些实施例大体上涉及触摸和指纹感测。

背景技术

触摸和指纹检测在计算设备中已变得越来越重要。减轻噪声对于正确地感测触摸和指纹两者而言是非常重要的。差分感测已在许多应用中被用于减轻共模噪声，然而，传统方法通常使用了基于模拟的电路来对多个节点处的电压进行比较。在许多实施方式中，基于模拟的比较电路使用运算放大器，该运算放大器消耗了相对大量的功率及面积。另外，典型的触摸传感器需要大致50个接收器。如果每个接收器需要多达10个参考节点来提供测量结果，则将会需要500个运算放大器。大多数移动设备无法合理地容纳500个额外的运算放大器。因此需要一种不同的方法。

以上信息仅用于增强对本公开的实施例的背景的理解，因此可能会包含不构成现有技术的信息。

发明内容

本公开的一些实施例提供了一种用于触摸和指纹传感器的数字差分检测的系统和方法。

在各种实施例中，一种差分电容式传感器系统包括：电容式传感器，具有第一节点和第二节点；发送器，被配置为通过第一节点和第二节点来发送输入信号；接收器，耦接到第一节点和第二节点，并被配置为从第一节点接收第一修改后输入信号并且从第二节点接收第二修改后输入信号。在各种实施例中，接收器具有：第一模数转换器，被配置为将第一修改后输入信号转换为第一数字信号；以及第二模数转换器，被配置为将第二修改后输入信号转换为第二数字信号。接收器还包括：第一差分电路，被配置为计算第一数字信号与第二数字信号之间的第一差分；以及判定电路，被配置为根据第一差分来输出结果。

在各种实施例中，电容式传感器还包括第三节点，并且发送器还被配置为通过第三节点来发送输入信号。接收器还耦接到第三节点，并且还被配置为从第三节点接收第三修改后输入信号。在各种实施例中，接收器还包括：第三模数转换器，被配置为将第三修改后输入信号转换为第三数字信号；以及第二差分电路，被配置为计算第一数字信号与第三数字信号之间的第二差分。在各种实施例中，判定电路还被配置为根据第一差分和第二差分来输出结果。

在各种实施例中，第一修改后输入信号包括通过用户触摸第一节点以及第一噪声而被修改的输入信号，并且第二修改后输入信号包括通过第二噪声而被修改的输入信号。

在各种实施例中，接收器还包括：第一数字信号处理(DSP)电路，被配置为处理第一数字信号；以及第二DSP电路，被配置为处理第二数字信号。

在各种实施例中，第一差分电路被配置为从第一DSP电路的输出端接收第一数字信号，并且从第二DSP电路的输出端接收第二数字信号。

在各种实施例中，第一DSP电路具有第一数字自动增益控制、第一陷波滤波器、第一带通滤波器和第一绝对值块，并且其中第二DSP电路具有第二数字自动增益控制、第二陷波滤波器、第二带通滤波器和第二绝对值块。

在各种实施例中，第一数字信号和第二数字信号来自第一数字自动增益控制和第二数字自动增益控制、第一陷波滤波器和第二陷波滤波器、第一带通滤波器和第二带通滤波器、或第一绝对值块和第二绝对值块的输出端。