TWI577136B

Analog to digital converter with dual integrating capacitor systems

Abstract

In one embodiment, an apparatus comprises a first capacitor system and a second capacitor system. Each capacitor system is removably coupled to the same portion of an analog to digital converter (ADC) and the same sensing circuit. Each capacitor system stores charge received through the sensing circuit when coupled to the sensing circuit and provides the charge received through the sensing circuit to the ADC for conversion into a digital value when coupled to the ADC. When the control signals are in a first state, the first capacitor system receives charge through the sensing circuit and the second capacitor system is coupled to the portion of the ADC. When the one or more control signals are in a second state, the second capacitor system is coupled to the sensing circuit to receive charge through the sensing circuit and the first capacitor system is coupled to the portion of the ADC.

TWI577136B, drawing sheet 1
Sheet 1 of 14

Term

No projected expiry on record.

  1. Priority
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  4. Today

21 claims: 3 independent, 18 dependent

  1. 1
    一種用於類比至數位轉換之設備,其包括:一第一電容器系統及一第二電容器系統,每一電容器系統包括一或多個電容器,每一電容器系統以可拆卸(removably)方式耦合至一類比至數位轉換器(ADC)之同一部分及同一感測電路,每一電容器系統經組態以在耦合至該感測電路時儲存透過該感測電路接收之一電荷量(amount of charge)及在耦合至該ADC之該部分時將透過該感測電路接收之該電荷量提供至該ADC以用於轉換成一數位值;一計時電路,其經組態以產生一或多個控制信號;及一切換電路,其經組態以:接收該一或多個控制信號;當該一或多個控制信號處於一第一狀態中時,將該第一電容器系統耦合至該感測電路,以透過該感測電路接收電荷,且同時將該第二電容器系統耦合至該ADC之該部分;及當該一或多個控制信號處於一第二狀態中時,將該第二電容器系統耦合至該感測電路,以透過該感測電路接收電荷,且同時將該第一電容器系統耦合至該ADC之該部分。
  2. 2
    如請求項1之設備,其中:該感測電路耦合至一電容性觸控感測器;且該電荷量指示該電容性觸控感測器之一區之一所量測 電容。
  3. 3
    如請求項1之設備,該切換電路包括:一第一切換器系統,其包括可操作以將該第一電容器系統耦合至該感測電路之一或多個切換器;一第二切換器系統,其包括可操作以將該第一電容器系統耦合至該ADC之該部分之一或多個切換器;一第三切換器系統,其包括可操作以將該第二電容器系統耦合至該感測電路之一或多個切換器;及一第四切換器系統,其包括可操作以將該第二電容器系統耦合至該ADC之該部分之一或多個切換器。
  4. 4
    如請求項3之設備,其中該切換電路經組態以:使該第一切換器系統及該第四切換器系統之每一切換器保持閉合,而同時使該第二切換器系統及該第三切換器系統之每一切換器保持斷開;及使該第二切換器系統及該第三切換器系統之每一切換器保持閉合,而同時使該第一切換器系統及該第四切換器系統之每一切換器保持斷開。
  5. 5
    如請求項3之設備,其中:該第二切換器系統及該第四切換器系統之每一切換器直接連接至該ADC之一差動放大器。
  6. 6
    如請求項1之設備,其中:該第一電容器系統及該第二電容器系統各自可操作以儲存來自該ADC之一差動放大器之一中間結果。
  7. 7
    如請求項1之設備,該ADC包括: 一數位至類比轉換器(DAC),其以可拆卸方式耦合至該第一電容器系統及該第二電容器系統,該DAC經組態以:在其中該ADC將由該第一電容器系統儲存之電荷轉換成第一數位值之一第一時間週期之至少一部分內,耦合至該第一電容器系統;及在其中該ADC將由該第二電容器系統儲存之電荷轉換成第二數位值之一第二時間週期之至少一部分內,耦合至該第二電容器系統。
  8. 8
    一種用於類比至數位轉換之方法,其包括:產生一或多個控制信號;當該一或多個控制信號處於一第一狀態中時:將包括一或多個電容器之一第一電容器系統耦合至一感測電路;將包括一或多個電容器之一第二電容器系統耦合至一類比至數位轉換器(ADC)之一部分;由該第一電容器系統儲存透過該感測電路接收之一第一電荷量;由該第二電容器系統將一第二電荷量提供至該ADC以用於轉換成一第一數位值;及當該一或多個控制信號處於一第二狀態中時:將該第二電容器系統耦合至該感測電路;將該第一電容器系統耦合至該ADC之該部分;由該第二電容器系統儲存透過該感測電路接收之一 第三電荷量;及由該第一電容器系統將該第一電荷量提供至該ADC以用於轉換成一第二數位值。
  9. 9
    如請求項8之方法,其中:將該感測電路耦合至一電容性觸控感測器;且該第一電荷量、該第二電荷量及該第三電荷量各自指示該電容性觸控感測器之一區之一電容。
  10. 10
    如請求項8之方法,其中:藉由包括一或多個切換器之一第一切換器系統將該第一電容器系統耦合至該感測電路;藉由包括一或多個切換器之一第二切換器系統將該第一電容器系統耦合至該ADC之該部分;藉由包括一或多個切換器之一第三切換器系統將該第二電容器系統耦合至該感測電路;且藉由包括一或多個切換器之一第四切換器系統將該第二電容器系統耦合至該ADC之該部分。
  11. 11
    如請求項10之方法,其進一步包括:使該第一切換器系統及該第四切換器系統之每一切換器保持閉合,而同時使該第二切換器系統及該第三切換器系統之每一切換器保持斷開;及使該第二切換器系統及該第三切換器系統之每一切換器保持閉合,而同時使該第一切換器系統及該第四切換器系統之每一切換器保持斷開。
  12. 12
    如請求項10之方法,其中:將該第二切換器系統及該第四切換器系統之每一切換器直接連接至該ADC之一差動放大器。
  13. 13
    如請求項8之方法,其進一步包括:將來自該ADC之一差動放大器之一第一中間結果儲存於該第一電容器系統中;及將來自該ADC之一差動放大器之一第二中間結果儲存於該第二電容器系統中。
  14. 14
    如請求項8之方法,其進一步包括:在其中該ADC將由該第一電容器系統儲存之該第一電荷量轉換成該第二數位值之一第一時間週期之至少一部分內,將一數位至類比轉換器(DAC)耦合至該第一電容器系統;及在其中該ADC將由該第二電容器系統儲存之該第二電荷量轉換成該第一數位值之一第二時間週期之至少一部分內,將該DAC耦合至該第二電容器系統。
  15. 15
    一種用於類比至數位轉換之設備,其包括:一電容性觸控感測器,其包括複數個節點;及一控制單元,其耦合至該電容性觸控感測器,該控制單元包括:一第一電容器系統及一第二電容器系統,每一電容器系統包括一或多個電容器,每一電容器系統以可拆卸方式耦合至一類比至數位轉換器(ADC)之同一部分及該電容性觸控感測器之至少一個節點,每一電容器系統經 組態以在耦合至該至少一個節點時儲存透過該至少一個節點接收之一電荷量,及在耦合至該ADC時將透過該至少一個節點接收之該電荷量提供至該ADC以用於轉換成一數位值;一計時電路,其經組態以產生一或多個控制信號;及一切換電路,其經組態以:接收該一或多個控制信號;當該一或多個控制信號處於一第一狀態中時,將該第一電容器系統耦合至該至少一個節點,以透過該至少一個節點接收電荷,且同時將該第二電容器系統耦合至該ADC之該部分;及當該一或多個控制信號處於一第二狀態中時,將該第二電容器系統耦合至該至少一個節點,以透過該至少一個節點接收電荷,且同時將該第一電容器系統耦合至該ADC之該部分。
  16. 16
    如請求項15之設備,其中:該電荷量指示該電容性觸控感測器之該至少一個節點之一電容。
  17. 17
    如請求項15之設備,該切換電路包括:一第一切換器系統,其包括可操作以將該第一電容器系統耦合至該至少一個節點之一或多個切換器;一第二切換器系統,其包括可操作以將該第一電容器系統耦合至該ADC之該部分之一或多個切換器; 一第三切換器系統,其包括可操作以將該第二電容器系統耦合至該至少一個節點之一或多個切換器;及一第四切換器系統,其包括可操作以將該第二電容器系統耦合至該ADC之該部分之一或多個切換器。
  18. 18
    如請求項17之設備,其中該切換電路經組態以:使該第一切換器系統及該第四切換器系統之每一切換器保持閉合,而同時使該第二切換器系統及該第三切換器系統之每一切換器保持斷開;且使該第二切換器系統及該第三切換器系統之每一切換器保持閉合,而同時使該第一切換器系統及該第四切換器系統之每一切換器保持斷開。
  19. 19
    如請求項17之設備,其中:該第二切換器系統及該第四切換器系統之每一切換器直接連接至該ADC之一差動放大器。
  20. 20
    如請求項15之設備,其中:該第一電容器系統及該第二電容器系統各自可操作以儲存來自該ADC之一差動放大器之一中間結果。
  21. 21
    如請求項15之設備,其進一步包括:一數位至類比轉換器(DAC),其以可拆卸方式耦合至該第一電容器系統及該第二電容器系統,該DAC經組態以:在其中該ADC將由該第一電容器系統儲存之電荷轉換成第一數位值之一第一時間週期之至少一部分內,耦合至該第一電容器系統;及在其中該ADC將由該第二電容器系統儲存之電荷轉 換成第二數位值之一第二時間週期之至少一部分內,耦合至該第二電容器系統。
Independent claims21