專利名稱：用以支持電感式感測(cè)的可編程集成電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路，且更特定來(lái)說涉及一種支持電感式感測(cè)的集成電路裝置。
背景技術(shù)：
例如觸摸傳感器的電容式傳感器廣泛地用作各種各樣的消費(fèi)型、商業(yè)、工業(yè)及軍 事應(yīng)用的用戶接口。然而，電容式觸摸傳感器具有數(shù)個(gè)缺點(diǎn)，例如對(duì)溢出的液體的敏感性及 在用戶正戴著厚手套時(shí)的不可靠操作。電感式觸摸傳感器解決電容式觸摸傳感器的缺點(diǎn)且 已開始在不完全適合于電容式觸摸傳感器的一些專門應(yīng)用中替換所述電容式觸摸傳感器。 電感式觸摸傳感器在用于電子系統(tǒng)中時(shí)需要適當(dāng)?shù)膶ｉT接口電路。目前技術(shù)的電感式傳感 器接口電路進(jìn)行操作需要顯著數(shù)目的外部離散組件。這些外部離散組件是昂貴的且需要大 量的電路板面積以供在系統(tǒng)應(yīng)用中使用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要一種支持對(duì)電感式傳感器的致動(dòng)的檢測(cè)且從所述檢測(cè)提供有用輸出的 集成電路裝置。所述電感式傳感器可用于感測(cè)導(dǎo)致所述傳感器中的電感改變的觸摸。支持 所述電感式傳感器的操作的集成電路接口將具有大致消除對(duì)外部組件及通過具有用戶可 編程特性而做的調(diào)整的需要的控制機(jī)構(gòu)，因此減小物理大小且減少使用電感式傳感器的系 統(tǒng)的制造成本。適于與電感式傳感器一起操作的集成電路裝置可為可編程的以便允許通過消除 額外外部組件而進(jìn)一步減少制造成本及板空間?？墒褂秒姼惺絺鞲衅骷凹呻娐方涌陔娐?的性能來(lái)按具體應(yīng)用修整電感式傳感器系統(tǒng)的性能。可在電感式傳感器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)施 之前、期間及/或之后容易地改變性能參數(shù)?？刂平涌诳捎糜诳刂蒲b置參數(shù)且可由例如I2C、SPI、UNI/O、UART等串行接口、并行 接口及/或直接輸入/輸出(I/O)級(jí)控制件構(gòu)成。參數(shù)控制可以是(例如但不限于)運(yùn)算 放大器的增益選擇、運(yùn)算放大器的拐角頻率、運(yùn)算放大器的電流驅(qū)動(dòng)器的輸出驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度、虛 擬接地電壓電平、運(yùn)算放大器的靜止操作電流、運(yùn)算放大器的偏移控制等。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)例性實(shí)施例，一種配置為可編程模擬前端以用于支持電感式 觸摸感測(cè)的集成電路裝置包括電壓參考；同步檢測(cè)器，其具有第一輸入，其耦合到電感式 參考線圈外部連接，其中所述電感式參考線圈外部連接適于耦合到電感式參考線圈；第二 輸入，其耦合到電感式觸摸傳感器線圈外部連接，其中所述電感式觸摸傳感器線圈外部連 接適于耦合到至少一個(gè)電感式觸摸傳感器線圈；第三輸入，其耦合到參考選擇外部連接，其 中所述參考選擇外部連接適于耦合到參考選擇信號(hào)；第四輸入，其耦合到時(shí)鐘外部連接，其 中所述時(shí)鐘外部連接適于耦合到時(shí)鐘信號(hào)，及第五輸入，其耦合到所述電壓參考；線圈驅(qū)動(dòng) 器，其具有耦合到線圈驅(qū)動(dòng)輸出外部連接的輸出、耦合到線圈驅(qū)動(dòng)輸入外部連接的輸入；放 大器，其配置有低通濾波器且具有耦合到所述同步檢測(cè)器的輸入及具有表示所述至少一個(gè) 電感式觸摸傳感器線圈及所述電感式參考線圈的電感值的電壓值的輸出，所述放大器的所 述輸出耦合到電壓檢測(cè)器輸出外部連接；及接口與控制模塊，其具有通信端口，其中所述接 口與控制模塊控制所述可編程模擬前端的至少一個(gè)特性；其中所述同步檢測(cè)器混合所述時(shí) 鐘信號(hào)與由所述參考選擇信號(hào)選擇的來(lái)自所述電感式參考線圈或所述至少一個(gè)電感式觸 摸傳感器線圈的信號(hào)以產(chǎn)生和及差混合積，借此所述放大器放大所述和及差混合積且大致 衰減所述和混合積并在所述放大器的所述輸出處傳送所述差混合積。根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)例性實(shí)施例，一種具有電感式觸摸接口的電子系統(tǒng)包 括電感式觸摸接口，其包括多個(gè)電感式觸摸傳感器線圈及一電感式參考線圈；第一集成 電路數(shù)字處理器；第二集成電路可編程電感式觸摸模擬前端，其包括電壓參考；同步檢測(cè) 器，其具有第一輸入，其耦合到所述電感式參考線圈；第二輸入，其耦合到所述多個(gè)電感 式觸摸傳感器線圈；第三輸入，其耦合到來(lái)自所述數(shù)字處理器的參考選擇信號(hào)；第四輸入， 其耦合到來(lái)自所述數(shù)字處理器的時(shí)鐘信號(hào)，及第五輸入，其耦合到所述電壓參考；線圈驅(qū)動(dòng) 器，其具有輸出，其與所述電感式參考線圈及所述多個(gè)電感式觸摸傳感器線圈中的選定線 圈串聯(lián)耦合；輸入，其通過外部低通濾波器耦合到來(lái)自所述數(shù)字處理器的時(shí)鐘輸出 ’放大 器，其配置有低通濾波器且具有耦合到所述同步檢測(cè)器的輸入及具有表示所述多個(gè)電感式 觸摸傳感器線圈及所述電感式參考線圈的電感值的電壓值的輸出，所述放大器的所述輸出 耦合到所述數(shù)字處理器的模擬輸入；及接口與控制模塊，其具有通信端口，其中所述接口與 控制模塊控制所述可編程電感式觸摸模擬前端的至少一個(gè)特性；其中所述同步檢測(cè)器混合 所述時(shí)鐘信號(hào)與由所述參考選擇信號(hào)選擇的來(lái)自所述電感式參考線圈或至少一個(gè)電感式 觸摸傳感器線圈的信號(hào)以產(chǎn)生和及差混合積，借此所述放大器放大所述和及差混合積且在 所述放大器的所述輸出處傳送所述差混合積。所述同步檢測(cè)器可包括解碼器，其具有耦合到時(shí)鐘外部連接的第一輸入及耦合 到參考選擇外部連接的第二輸入；及六個(gè)模擬傳送門，其由所述解碼器控制，其中第一及第 四模擬傳送門的輸入耦合到所述電壓參考，第二及第五模擬傳送門的輸入耦合到所述多個(gè) 電感式觸摸傳感器線圈，第三及第六模擬傳送門的輸入耦合到所述電感式參考線圈；借此 當(dāng)所述參考選擇及時(shí)鐘信號(hào)處于第一邏輯電平時(shí)，所述第三及第四模擬傳送門閉合，當(dāng)所 述參考選擇信號(hào)處于所述第一邏輯電平且所述時(shí)鐘信號(hào)處于第二邏輯電平時(shí)，所述第一及 第六模擬傳送門閉合，當(dāng)所述參考選擇信號(hào)處于所述第二邏輯電平且所述時(shí)鐘信號(hào)處于所 述第一邏輯電平時(shí)，所述第二及第四模擬傳送門閉合，且當(dāng)所述參考選擇及時(shí)鐘信號(hào)處于 所述第二邏輯電平時(shí)，所述第一及第五模擬傳送門閉合。
所述同步檢測(cè)器還可包括混頻器，其具有耦合所述電壓參考的第一輸入及耦合 到所述放大器的輸出；分頻器，其具有耦合到所述時(shí)鐘外部連接的第一輸入及耦合到所述 混頻器的第二輸入的輸出；及多路復(fù)用器，其用于將電感式觸摸傳感器外部連接及電感式 參考線圈外部連接選擇性地耦合到所述混頻器的第三輸入。


結(jié)合附圖參考下文說明可更全面地理解本發(fā)明的揭示內(nèi)容，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)例性實(shí)施例的具有電感式觸摸小鍵盤、可編程電感式 觸摸模擬前端及數(shù)字處理器的電子系統(tǒng)的示意性框圖；圖2是圖1中所顯示的可編程電感式觸摸模擬前端的更詳細(xì)示意性框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)例性實(shí)施例的圖2中所顯示的同步檢測(cè)器及電路功能 的更詳細(xì)示意性框圖；且圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)例性實(shí)施例的圖2中所顯示的同步檢測(cè)器及電路 功能的更詳細(xì)示意性框圖。盡管本發(fā)明易于作出各種修改及替代形式，但在圖式中是顯示并在本文中詳細(xì)地 描述其具體實(shí)例性實(shí)施例。然而，應(yīng)了解，本文對(duì)具體實(shí)例性實(shí)施例的說明并非打算將本發(fā) 明限定于本文中所揭示的特定形式，而是相反，本發(fā)明打算涵蓋所附權(quán)利要求書所界定的 所有修改及等效形式。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考圖式，其示意性地圖解說明實(shí)例性實(shí)施例的細(xì)節(jié)。圖式中，相同的元件將 由相同的編號(hào)表示，且相似的元件將由帶有不同小寫字母后綴的相同編號(hào)表示。參考圖1，其描繪根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)例性實(shí)施例的具有電感式觸摸小鍵盤、可編 程電感式觸摸模擬前端及數(shù)字處理器的電子系統(tǒng)的示意性框圖。數(shù)字處理器106(例如，微 處理器、微計(jì)算機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯陣列等)耦合到可 編程電感式觸摸模擬前端(AFE) 104及電感式觸摸傳感器102矩陣。優(yōu)選的電感式觸摸傳感 器 102 為在 www, microchip, com 上更全面描述的 Microchip inductive mTouch 傳感器。電感式觸摸AFE 104借助單個(gè)低成本集成電路裝置促進(jìn)在確定何時(shí)存在例如通 過按壓及偏轉(zhuǎn)改變相關(guān)聯(lián)電感式傳感器的電感值的目標(biāo)鍵而對(duì)電感式傳感器的致動(dòng)中所 使用的所有有源功能?？删幊屉姼惺接|摸AFE 104測(cè)量電感式觸摸傳感器102矩陣的每一 鍵的電感值并將所述電感值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)模擬直流(dc)電壓，所述模擬直流電壓由數(shù)字處 理器106讀取并轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。電感式觸摸傳感器102矩陣中還可包含參考電感器(例如， 線圈)(圖2及3)以供用作未激活電感式傳感器(線圈)與已激活電感式傳感器(線圈) 之間的比較參考，如下文更全面地描述。數(shù)字處理器106向電感式觸摸AFE 104供應(yīng)時(shí)鐘及控制功能、讀取可編程電感式 觸摸AFE 104的模擬電壓檢測(cè)器輸出且選擇電感式觸摸傳感器102矩陣的每一鍵及參考電 感式傳感器以用于由可編程電感式觸摸AFE 104處理，如下文更全面地描述。當(dāng)確定對(duì)電 感式觸摸傳感器102矩陣的鍵的致動(dòng)時(shí)，數(shù)字處理器106將采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)?？墒褂脭?shù)字 處理器106及/或另一源來(lái)編程可編程電感式觸摸AFE 104的各種功能的屬性及特性，如下文更全面地描述。參考圖2，其描繪圖1中所顯示的電感式觸摸模擬前端的更詳細(xì)示意性框圖?？?編程電感式觸摸AFE 104可包括同步檢測(cè)器212、接口與控制模塊214、可編程線圈驅(qū)動(dòng)器 210、可編程電壓參考220及可編程增益放大器(PGA)/可編程低通濾波器216。同步檢測(cè)器 212用于從每一觸摸傳感器線圈的激勵(lì)中提取信號(hào)。同步檢測(cè)器(例如，混合器)的使用改 進(jìn)檢測(cè)過程的信噪比以便產(chǎn)生由數(shù)字處理器106使用的有用或所要信號(hào)(有益信號(hào))。如 下文更全面地解釋，將來(lái)自每一觸摸傳感器線圈的交流(AC)電壓振幅與時(shí)鐘信號(hào)混合以 產(chǎn)生兩個(gè)AC信號(hào)的和及差頻率。由于來(lái)自每一電感式觸摸傳感器線圈的AC電壓振幅處于 與時(shí)鐘信號(hào)相同的頻率，因此在混合來(lái)自同步檢測(cè)器212的積時(shí)將存在直流(DC)電壓分量 (差頻率)信號(hào)及兩倍于時(shí)鐘信號(hào)頻率(和頻率)的信號(hào)。PGA/低通濾波器216用作同步檢測(cè)器212與Vdetqut節(jié)點(diǎn)236之間的緩沖器-放大 器/低通濾波器。PGA/低通濾波器216用作積分器且傳送DC電壓(差頻率混合結(jié)果)同 時(shí)有效地抑制兩倍時(shí)鐘頻率(和頻率混合結(jié)果)。在所述功能的輸出處，數(shù)字處理器106可 獲得與多個(gè)電感式傳感器242中的選定傳感器或參考電感器240的電感值成比例的DC電 壓，如下文更全面地描述。數(shù)字處理器106將來(lái)自可編程電感式觸摸AFE 104的模擬DC電 壓轉(zhuǎn)換成其數(shù)字電壓表示且使所述數(shù)字電壓表示與選定電感式傳感器242或參考電感器 240相關(guān)聯(lián)。由于數(shù)字處理器106選擇電感式傳感器242或參考電感器240，因此容易地進(jìn) 行DC電壓值與多個(gè)電感式傳感器242中的相關(guān)聯(lián)傳感器及參考電感器240的匹配。可編程電壓參考220可經(jīng)設(shè)定以具有(例如但不限于)供應(yīng)電壓的大約一半的電 壓輸出，且可以是具有可編程輸出電壓及/或輸出阻抗的運(yùn)算放大器?？捎行У厥褂闷渌?類型的具有可編程輸出電壓及/或輸出阻抗的可編程電壓參考，只要存在充分的電壓穩(wěn)定 性及充足的驅(qū)動(dòng)能力即可?？删幊叹€圈驅(qū)動(dòng)器210接收從由數(shù)字處理器106或從任一其它可用時(shí)鐘源供應(yīng)的 時(shí)鐘導(dǎo)出的信號(hào)。低通濾波器可包括(例如但不限于)配置為用于衰減時(shí)鐘方波信號(hào)的較 高頻率分量的低通濾波器的電容器252及電阻器250。所述低通濾波器還可以是有源濾波 器(未顯示)。從所述低通濾波器的輸出，將大致正弦波形施加到線圈驅(qū)動(dòng)器210的輸入、 由可編程線圈驅(qū)動(dòng)器210放大且接著通過串聯(lián)連接的電阻器244使其可用于激勵(lì)多個(gè)電感 式傳感器242中的選定傳感器及參考電感器240。多個(gè)電感式傳感器242中的每一者由數(shù) 字處理器106通過以下方式選擇將多個(gè)電感式傳感器242中的選定傳感器的一端連接到 供應(yīng)共用區(qū)，借此完成來(lái)自可編程線圈驅(qū)動(dòng)器210的電路且從由可編程線圈驅(qū)動(dòng)器210供 應(yīng)的AC電流產(chǎn)生跨越多個(gè)電感式傳感器242中的選定傳感器的電壓。同步檢測(cè)器212檢測(cè) 來(lái)自多個(gè)電感式傳感器242及參考電感器240中的每一傳感器的電壓以用于由數(shù)字處理器 106進(jìn)行后續(xù)處理?？删幊叹€圈驅(qū)動(dòng)器210以時(shí)鐘頻率向串聯(lián)連接的參考線圈240及多個(gè) 電感式傳感器242中的選定傳感器供應(yīng)電流。當(dāng)大約正弦的電流正流動(dòng)穿過參考線圈240 及多個(gè)電感式傳感器242中的選定傳感器時(shí)，借此產(chǎn)生與電感成比例的電壓。參考圖3，其描繪根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)例性實(shí)施例的圖2中所顯示的同步檢測(cè)器 及電路功能的更詳細(xì)示意性框圖。同步檢測(cè)器212包括可編程解碼器360及多個(gè)模擬傳送 門362。可編程解碼器360在外部連接230處接收時(shí)鐘(Cui)信號(hào)且在外部連接228處接 收輸入選擇(RefsJ，此兩者均來(lái)自數(shù)字處理器106。可編程解碼器360控制多個(gè)模擬傳送門362的接通及關(guān)斷狀態(tài)，如下文更全面地描述?？删幊叹€圈驅(qū)動(dòng)器210產(chǎn)生跨越參考電感器240及多個(gè)電感式傳感器242中的選 定傳感器的與其電感成比例的AC電壓。多個(gè)電感式傳感器電壓中的選定電壓(Lbtn)及參 考電感器電壓(Lkef)分別通過DC阻擋電容器246及248經(jīng)由外部連接224及226耦合到 同步檢測(cè)器212的輸入。多個(gè)模擬傳送門362可根據(jù)以下表進(jìn)行操作
權(quán)利要求
1.一種配置為可編程模擬前端以用于支持電感式觸摸感測(cè)的集成電路裝置，所述集成 電路裝置包括電壓參考； 同步檢測(cè)器，其具有第一輸入，其耦合到電感式參考線圈外部連接，其中所述電感式參考線圈外部連接適 于耦合到電感式參考線圈；第二輸入，其耦合到電感式觸摸傳感器線圈外部連接，其中所述電感式觸摸傳感器線 圈外部連接適于耦合到至少一個(gè)電感式觸摸傳感器線圈；第三輸入，其耦合到參考選擇外部連接，其中所述參考選擇外部連接適于耦合到參考 選擇信號(hào)；第四輸入，其耦合到時(shí)鐘外部連接，其中所述時(shí)鐘外部連接適于耦合到時(shí)鐘信號(hào)，及第五輸入，其耦合到所述電壓參考；線圈驅(qū)動(dòng)器，其具有輸出，其耦合到線圈驅(qū)動(dòng)輸出外部連接，輸入，其耦合到線圈驅(qū)動(dòng)輸入外部連接；放大器，其配置有低通濾波器且具有耦合到所述同步檢測(cè)器的輸入及具有表示所述至 少一個(gè)電感式觸摸傳感器線圈及所述電感式參考線圈的電感值的電壓值的輸出，所述放大 器的所述輸出耦合到電壓檢測(cè)器輸出外部連接；及接口與控制模塊，其具有通信端口，其中所述接口與控制模塊控制所述可編程模擬前 端的至少一個(gè)特性；其中所述同步檢測(cè)器混合所述時(shí)鐘信號(hào)與由所述參考選擇信號(hào)選擇的來(lái)自所述電感 式參考線圈或所述至少一個(gè)電感式觸摸傳感器線圈的信號(hào)以產(chǎn)生和及差混合積，借此所述 放大器放大所述和及差混合積且大致衰減所述和混合積并在所述放大器的所述輸出處傳 送所述差混合積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其中所述電壓參考具有選自由輸出參考電壓 值及輸出阻抗組成的群組的至少一個(gè)可編程特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其中所述同步檢測(cè)器具有對(duì)混合頻率的選擇 的可編程特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其中所述線圈驅(qū)動(dòng)器具有選自由電流驅(qū)動(dòng)強(qiáng) 度及輸出信號(hào)波形整形組成的群組的至少一個(gè)可編程特性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其中所述放大器具有選自由電壓增益、輸出 阻抗、偏移、增益帶寬積及拐角滾降頻率組成的群組的至少一個(gè)可編程特性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其中所述接口與控制模塊的所述通信端口為 串行通信端口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集成電路裝置，其中所述串行通信端口選自由I2C、SPI、UNI/ 0、UART組成的群組。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其中所述接口與控制模塊的所述通信端口為 并行通信端口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其中所述同步檢測(cè)器包括解碼器，其具有耦合到所述時(shí)鐘外部連接的第一輸入及耦合到所述參考選擇外部連接 的第二輸入；及六個(gè)模擬傳送門，其由所述解碼器控制，其中 第一及第四模擬傳送門的輸入耦合到所述電壓參考， 第二及第五模擬傳送門的輸入耦合到所述電感式觸摸傳感器外部連接， 第三及第六模擬傳送門的輸入耦合到所述電感式參考線圈外部連接；借此 當(dāng)所述參考選擇及時(shí)鐘外部連接上為第一邏輯電平時(shí)，所述第三及第四模擬傳送門閉合。，當(dāng)所述參考選擇外部連接上為所述第一邏輯電平且所述時(shí)鐘外部連接上為第二邏輯 電平時(shí)，所述第一及第六模擬傳送門閉合，當(dāng)所述參考選擇外部連接上為所述第二邏輯電平且所述時(shí)鐘外部連接上為所述第一 邏輯電平時(shí)，所述第二及第四模擬傳送門閉合，且當(dāng)所述參考選擇及時(shí)鐘外部連接上為第二邏輯電平時(shí)，所述第一及第五模擬傳送門閉合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的集成電路裝置，其中所述第一邏輯電平為邏輯零(“0”)且 所述第二邏輯電平為邏輯一(“1”)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的集成電路裝置，其中所述第二邏輯電平為邏輯零(“0”)且 所述第一邏輯電平為邏輯一(“1”)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的集成電路裝置，其進(jìn)一步包括與所述解碼器組合的分頻器， 其中所述分頻器分割來(lái)自所述時(shí)鐘外部連接的時(shí)鐘頻率且將所述經(jīng)分割的時(shí)鐘頻率施加 到所述模擬傳送門。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其中所述放大器為差分輸入放大器。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其中數(shù)字處理器確定選擇所述至少一個(gè)電 感式觸摸傳感器線圈中的哪一線圈來(lái)由所述同步檢測(cè)器進(jìn)行電壓測(cè)量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的集成電路裝置，其中所述數(shù)字處理器供應(yīng)所述時(shí)鐘及參考 選擇信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的集成電路裝置，其中所述數(shù)字處理器接收來(lái)自所述放大器 的所述輸出的所述電壓值，基于所述所接收的電壓值確定致動(dòng)所述至少一個(gè)電感式觸摸傳 感器線圈中的哪一線圈。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的集成電路裝置，其中所述數(shù)字處理器耦合到所述接口與控 制模塊的所述通信端口且編程所述可編程模擬前端的所述至少一個(gè)特性。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路裝置，其中所述同步檢測(cè)器包括 混頻器，其具有耦合所述電壓參考的第一輸入及耦合到所述放大器的輸出；分頻器，其具有耦合到所述時(shí)鐘外部連接的第一輸入及耦合到所述混頻器的第二輸入 的輸出；及多路復(fù)用器，其用于將所述電感式觸摸傳感器外部連接及所述電感式參考線圈外部連 接選擇性地耦合到所述混頻器的第三輸入。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的集成電路裝置，其進(jìn)一步包括用于分割來(lái)自所述時(shí)鐘外部 連接的時(shí)鐘頻率且將所述經(jīng)分割的時(shí)鐘頻率施加到所述混頻器的分頻器。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的集成電路裝置，其中所述混頻器為吉爾伯特單元混合器。
21.一種具有電感式觸摸接口的電子系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括電感式觸摸接口，其包括多個(gè)電感式觸摸傳感器線圈及一電感式參考線圈；第一集成電路數(shù)字處理器；第二集成電路可編程電感式觸摸模擬前端，其包括電壓參考；同步檢測(cè)器，其具有第一輸入，其耦合到所述電感式參考線圈； 第二輸入，其耦合到所述多個(gè)電感式觸摸傳感器線圈； 第三輸入，其耦合到來(lái)自所述數(shù)字處理器的參考選擇信號(hào)； 第四輸入，其耦合到來(lái)自所述數(shù)字處理器的時(shí)鐘信號(hào)，及 第五輸入，其耦合到所述電壓參考； 線圈驅(qū)動(dòng)器，其具有輸出，其與所述電感式參考線圈及所述多個(gè)電感式觸摸傳感器線圈中的選定線圈串聯(lián) 華禹合，輸入，其通過外部低通濾波器耦合到來(lái)自所述數(shù)字處理器的時(shí)鐘輸出； 放大器，其配置有低通濾波器且具有耦合到所述同步檢測(cè)器的輸入及具有表示所述多 個(gè)電感式觸摸傳感器線圈及所述電感式參考線圈的電感值的電壓值的輸出，所述放大器的 所述輸出耦合到所述數(shù)字處理器的模擬輸入；及接口與控制模塊，其具有通信端口，其中所述接口與控制模塊控制所述可編程電感式 觸摸模擬前端的至少一個(gè)特性；其中所述同步檢測(cè)器混合所述時(shí)鐘信號(hào)與由所述參考選擇信號(hào)選擇的來(lái)自所述電感 式參考線圈或至少一個(gè)電感式觸摸傳感器線圈的信號(hào)以產(chǎn)生和及差混合積，借此所述放大 器放大所述和及差混合積且在所述放大器的所述輸出處傳送所述差混合積。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述同步檢測(cè)器包括解碼器，其具有耦合到時(shí)鐘外部連接的第一輸入及耦合到參考選擇外部連接的第二輸 入；及六個(gè)模擬傳送門，其由所述解碼器控制，其中 第一及第四模擬傳送門的輸入耦合到所述電壓參考， 第二及第五模擬傳送門的輸入耦合到所述多個(gè)電感式觸摸傳感器線圈， 第三及第六模擬傳送門的輸入耦合到所述電感式參考線圈；借此 當(dāng)所述參考選擇及時(shí)鐘信號(hào)處于第一邏輯電平時(shí)，所述第三及第四模擬傳送門閉合， 當(dāng)所述參考選擇信號(hào)處于所述第一邏輯電平且所述時(shí)鐘信號(hào)處于第二邏輯電平時(shí)，所 述第一及第六模擬傳送門閉合，當(dāng)所述參考選擇信號(hào)處于所述第二邏輯電平且所述時(shí)鐘信號(hào)處于所述第一邏輯電平 時(shí)，所述第二及第四模擬傳送門閉合，且當(dāng)所述參考選擇及時(shí)鐘信號(hào)處于所述第二邏輯電平時(shí)，所述第一及第五模擬傳送門閉合。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述第一邏輯電平為邏輯零(“0”)且所述第二邏輯電平為邏輯一(“1”)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述第二邏輯電平為邏輯零(“0”)且所述第 一邏輯電平為邏輯一(“1”)。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述同步檢測(cè)器包括混頻器，其具有耦合所述電壓參考的第一輸入及耦合到所述放大器的輸出；分頻器，其具有耦合到所述時(shí)鐘外部連接的第一輸入及耦合到所述混頻器的第二輸入 的輸出；及多路復(fù)用器，其用于將電感式觸摸傳感器外部連接及電感式參考線圈外部連接選擇性 地耦合到所述混頻器的第三輸入。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括用于分割所述時(shí)鐘信號(hào)且將所述經(jīng)分 割的時(shí)鐘信號(hào)施加到所述混頻器的分頻器。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的系統(tǒng)，其中所述混頻器為吉爾伯特單元混合器。
28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述放大器為差分輸入運(yùn)算放大器。
29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中數(shù)字處理器確定選擇所述至少一個(gè)電感式觸摸 傳感器線圈中的哪一線圈來(lái)由所述同步檢測(cè)器進(jìn)行電壓測(cè)量。
30.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)字處理器為微控制器。
31.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)字處理器選自由微處理器、數(shù)字信號(hào)處 理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)及可編程邏輯陣列(PLA)組成的群組。
32.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述電壓參考具有選自由輸出參考電壓值及輸出阻抗組成的群組的至少一個(gè)可編程 特性；所述同步檢測(cè)器具有對(duì)混合頻率的選擇的可編程特性；所述線圈驅(qū)動(dòng)器具有選自由電流驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度及輸出信號(hào)波形整形組成的群組的至少一 個(gè)可編程特性；且所述放大器具有選自由電壓增益、輸出阻抗、偏移、增益帶寬積及拐角滾降頻率組成的 群組的至少一個(gè)可編程特性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種集成電路裝置電感式觸摸模擬前端，其激勵(lì)多個(gè)電感式觸摸傳感器中的選定傳感器并提供表示跨越所述多個(gè)電感式觸摸傳感器的線圈的電壓的模擬輸出信號(hào)。所述電感式觸摸模擬前端的各種特性為可編程的，數(shù)字處理器控制對(duì)所述多個(gè)電感式觸摸傳感器中的每一傳感器的選擇且接收來(lái)自所述電感式觸摸AFE的相應(yīng)模擬輸出電壓信號(hào)。所述數(shù)字處理器可編程所述電感式觸摸模擬前端的所述特性。當(dāng)通過所述數(shù)字處理器確定所述線圈電壓的充足改變時(shí)，假定已致動(dòng)所述電感式觸摸傳感器且所述數(shù)字處理器基于致動(dòng)了(觸摸了)所述多個(gè)電感式觸摸傳感器中的哪一傳感器而采取行動(dòng)。
文檔編號(hào)H03K17/96GK102119488SQ200980131301
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者基思·E·柯蒂斯, 彼得魯·克里斯蒂安·波普, 拉杜·魯斯庫(kù), 肖恩·斯蒂德曼 申請(qǐng)人:密克羅奇普技術(shù)公司