在触摸传感器中减少噪声的制作方法与工艺

在触摸传感器中减少噪声相关申请的交叉引用本申请要求2011年3月2日提交的美国临时申请No.61/448,502的权益，该申请通过全部援引通用地纳入于此。技术领域本公开涉及用于在触摸传感器中减少噪声的各技术。背景触敏系统检测表面上的一个或多个接触点并对其作出响应。触敏系统可以以触屏显示器的形式被结合到电子设备中，其中该触屏显示器允许用户使用接触该屏幕的一个或多个输入来查看并操纵对象。

技术实现要素：
本说明书描述了一般涉及在触摸传感器中减少或除去噪声的技术。一般而言，本说明书中描述的主题的某些方面可以在涉及传感器的方法中实现。此方面的其他实现包括被配置成执行这些方法的动作的相应的系统、装置和计算机程序。计算机程序被编码在计算机存储设备上。一般而言，本说明书中所描述的主题的另一方面可以在包括涉及在电容触摸传感器中提供干净信号的动作的方法中实现。电容触摸传感器包括第一阵列的导体和第二阵列的导体。第一阵列中的导体基本上彼此并行排列，且第二阵列中的导体基本上彼此并行排列。第一阵列中的导体被放置成基本上垂直于第二阵列中的导体以形成矩阵。确定电容触摸传感器的输入上周期性噪声的相位，并且生成具有相位与所确定的周期性噪声的相位锁定的周期性激励信号。将周期性激励信号施加于第一阵列中的受激导体。当激励信号被施加时，第二阵列中响应导体上的响应信号被检测，并且基于检测到的响应信号，生成指示受激导体与响应导体之间所测量的电容的值。存取一阈值，并且基于该值与该阈值之差作出关于响应信号是否对应于触摸的确定；以及产生反映响应信号是否对应于触摸的确定的结果的信号。这些和其他实现可以各自任选地包括以下特征中的一个或多个。确定响应信号是否对应于触摸可包括，确定响应信号是否对应于以下输入机制：该输入机制在物理上如此靠近该矩阵，以致该输入机制由于其靠近该矩阵而在受激导体与响应导体之间给予电容改变。确定响应信号是否对应于触摸可包括，确定响应信号是否对应于以下输入机制：该输入机制与该矩阵直接物理接触，使得在受激导体与响应导体之间发生电容改变。生成具有相位与所确定的周期性噪声的相位锁定的周期性激励信号可包括，生成周期性激励信号，使得所生成的周期性激励信号与周期性噪声之间的相位差在时间上保持恒定。该阈值可在电容触摸传感器的校准期间被确定，并且可包括反映周期性噪声对响应信号的影响的恒定偏移量。触摸传感器可被校准以确定该阈值。检测第二阵列中响应导体上的响应信号可包括，使用确定性的且跨各传感器帧维持无状态的检测器来检测响应信号。基于检测到的响应信号来生成指示受激导体与响应导体之间所测量的电容的值可包括：检测器基于响应信号生成检测器信号，以及对检测器信号进行采样以得到指示受激导体与响应导体之间所测量的电容的该值。频率选择滤波器可被用于从响应信号中滤除噪声，并且随后将经滤波的响应信号提供给检测器以生成检测器信号。使用频率选择滤波器来滤除噪声可包括，使用频率选择滤波器来滤除具有频率低于周期性激励信号的频率的噪声，和/或使用频率选择滤波器来滤除具有频率高于周期性激励信号的频率的噪声。检测器可包括检测响应信号的峰值的峰值检测器电路，且生成检测器信号可包括峰值检测器电路生成反映响应信号的峰值的信号。检测器可包括计算响应信号与预期响应信号之间的相关性的相关检测器电路，且生成检测器信号可包括相关检测器电路生成反映该响应信号与该预期响应信号之间的相关性的信号。激励信号可以是电压，而响应信号可以是电流。检测器还可包括将电流响应信号转换成电流、电压、数字代码或另一量的放大器。基于响应信号生成检测器信号可包括：由放大器将电流响应信号转换成电流、电压、数字代码或其他量，以及通过检测器随时间检测该电流、电压、数字代码或其他量来生成检测器信号。放大器可以是互阻放大器，该互阻放大器被配置成将电流响应信号转换成随后由检测器随时间检测的电压。对检测器信号进行采样以得到指示受激导体与响应导体之间所测量的电容的该值可包括，在传感器帧的测量时间段期间对检测器信号进行采样。检测器信号的样本是在多个传感器帧的每一测量时间段期间在同一时间点取得的，且多个传感器帧中每一个的测量时间段可以与周期性激励信号同相，使得在每一传感器帧期间检测器信号的该样本是在周期性激励信号的同一相位处取得的。触摸传感器可相对于显示设备来放置，且从显示设备耦合的噪声在显示设备的行扫描频率或帧频率上可以是周期性的。确定周期性噪声的相位可包括，从显示设备接收同步信号，并且基于同步信号来确定周期性噪声的相位。生成周期性激励信号可包括，使用同步信号将所生成的周期性激励信号的相位锁定到周期性噪声的相位。同步信号可以是显示设备的行同步信号或帧同步信号。显示设备可以是液晶显示设备、OLED（有机发光二极管）显示设备、或等离子显示设备。该阈值可在传感器的校准例程期间被确定，并且可被存储在数据存储中。可以从数据存储中存取该阈值。其间该阈值被确定的校准例程可以在制造传感器时被执行，和/或可以在传感器的生命期期间仅被执行一次。一般而言，本说明书中所描述的主题的另一方面可以在包括涉及在具有相对于显示设备来放置的电容触摸传感器的电容触摸屏显示中提供干净信号的动作的方法中实现。电容触摸传感器包括第一阵列的导体和第二阵列的导体。第一阵列中的导体基本上彼此并行排列，且第二阵列中的导体彼此并行排列。第一阵列中的导体被放置成基本上垂直于第二阵列中的导体，以形成矩阵。从显示设备接收同步信号。触摸传感器被配置成具有等于显示设备的帧速率的有理倍数的传感器帧速率，且由显示设备所生成的周期性噪声的相位基于同步信号来确定。在触摸传感器的第一传感器帧期间，生成具有相位与所确定的周期性噪声的相位锁定的第一周期性激励信号，且第一周期性激励信号被施加于第一阵列中的受激导体。当第一激励信号在第一传感器帧期间被施加时，检测第二阵列中的响应导体上的第一响应信号。响应导体电容耦合于受激导体，且基于检测到的第一响应信号，指示受激导体与响应导体之间所测量的电容的第一值被生成。第一阈值被存取，且基于第一值与第一阈值之差作出关于第一响应信号是否对应于触摸的确定。反映关于第一响应信号是否对应于触摸的确定的结果的信号被产生。这些和其他实现可以各自任选地包括以下特征中的一个或多个。将触摸传感器配置成具有等于显示设备的帧速率的有理倍数的传感器帧速率可包括，将触摸传感器配置成具有传感器帧速率与显示设备的帧速率之比等于x∶y，其中x和y是整数且x大于一。在第一传感器帧之后发生的触摸传感器的第二传感器帧期间，可以生成具有相位锁定到所确定的周期性噪声的相位的第二周期性激励信号，且第二周期性激励信号可被施加于受激导体。当第二激励信号在第二传感器帧期间被施加时，响应导体上的第二响应信号被检测，并且基于检测到的第二响应信号，生成指示受激导体与响应导体之间所测量的电容的第二值。不同于第一阈值的第二阈值被存取。基于第二值与第二阈值之差作出关于第二响应信号是否对应于触摸的确定，以及产生反映第二响应信号是否对应于触摸的确定的结果的信号。第一阈值和第二阈值可在传感器的校准例程期间被确定，并且第一阈值和第二阈值可被存储在数据存储中。存取第一阈值可包括从数据存储中存取第一阈值，且存取第二阈值可包括从数据存储中存取第二阈值。其间第一阈值和第二阈值被确定的校准例程可以在制造传感器时被执行，和/或可以在传感器的生命期期间仅被执行一次。基于检测到的第二响应信号来生成指示受激导体与响应导体之间所测量的电容的第二值可包括：基于第二响应信号生成第二检测器信号，以及对第二检测器信号进行采样以得到指示受激导体与响应导体之间所测量的电容的第二值。一般而言，本说明书中所描述的主题的另一方面可以在包括涉及在具有相对于显示设备来放置的电容触摸传感器的电容触摸屏显示中提供干净信号的动作的方法中实现。电容触摸传感器包括第一阵列的导体和第二阵列的导体。第一阵列中的导体基本上彼此并行排列，且第二阵列中的导体彼此并行排列。第一阵列中的导体被放置成基本上垂直于第二阵列中的导体，以形成矩阵。从显示设备接收同步信号，且触摸传感器被配置成具有传感器帧速率与显示设备的帧速率之比等于x∶y，其中x和y是整数且x大于一。由显示设备所生成的周期性噪声的相位基于同步信号来确定。x个阈值被存储在数据存储中，且x个阈值中的每一个可用于在x个顺序传感器帧中的相应一个传感器帧期间确定各触摸。在x个顺序传感器帧中的每一第n个传感器帧期间，其中n为从1至x的整数：具有相位锁定到所确定的周期性噪声的相位的第n个周期性激励信号被生成且被施加于第一阵列中的受激导体。当第n个激励信号在第n个传感器帧期间被施加时，检测在第二阵列中的响应导体上的第n个响应信号。响应导体电容耦合于受激导体。基于检测到的第n个响应信号来生成指示受激导体与响应导体之间所测量的电容的第n个值。从数据存储中存取第n个阈值。基于第n个值与第n个阈值之差作出关于第n个响应信号是否对应于触摸的确定，以及产生反映第n个响应信号是否对应于触摸的确定的结果的信号。这些和其他实现可以各自任选地包括以下特征中的一个或多个。x个阈值中的至少两个可以彼此不同。x个阈值中的每一个可以彼此不同。基于检测到的第n个响应信号来生成指示受激导体与响应导体之间所测量的电容的第n个值可包括：基于第n个响应信号生成第n个检测器信号；以及对第n个检测器信号进行采样以得到指示受激导体与响应导体之间所测量的电容的第n个值。x个阈值可在传感器的校准例程期间被确定。校准例程可以在制造传感器时被执行，和/或可以在传感器的生命期期间仅被执行一次。附图和下面的描述阐述了本说明书中所描述的主题的一个或多个实现的细节。从描述、附图和权利要求书中，本主题的其他特征和方面将变得显而易见。附图说明图1是具有改进的降噪能力的触摸传感器系统的图示。图2是峰值检测器电路的电路图。图3是峰值检测器电路的电路图。图4是描绘在无噪声情况下峰值检测器电路的输入电压和对应输出电压的图。图5是描绘存在恒定幅度的窄波段噪声时峰值检测器电路的输入电压和对应输出电压的图。图6是描绘存在恒定幅度的窄波段噪声时峰值检测器电路的输入电压和对应输出电压的图。图7是具有改进的降噪能力的触摸传感器系统的图示，其中噪声源为显示设备。图8是描绘存在周期性且脉冲式噪声时峰值检测器电路的输入电压和对应输出电压的图。图9是描绘传感器帧速率相对于液晶显示器（LCD）帧速率的图示。各附图中的相同的附图标记和指定指示相同的元素。具体实施方式触摸传感器可包括按照二维网格或矩阵布置的导电的行和列。行和列导体的具体几何形状可根据用于实现它们的传导材料而改变。例如，这些行和列可以按菱形图案布置，其中氧化铟锡作为传导材料；或者这些行和列可使用足够薄而在该触摸传感器被放入显示器前方时不显眼的金属线（例如铜或银线）来形成。某些触摸传感器通过测量从矩阵中一位置的行到该位置的列的电容，来确定手指（或其他输入机制，诸如例如指示笔）正“触摸”该矩阵中的该位置。值得注意的是，该输入机制可以但不必与该矩阵物理接触以“触摸”该矩阵。相反，该输入机制只需要与该矩阵在物理上如此靠近，以便在该矩阵的一位置处给予电容的改变。由此，应当理解，以下公开中涉及的“触摸”不必要求直接物理接触，而是更一般地要求输入机制（例如，通过与该矩阵直接物理接触或物理上紧邻该矩阵）参与该矩阵，使得通过该输入机制在该矩阵的一位置处给予电容的改变。该电容的改变随后可被测量以确定存在该输入。电容测量可通过将时变电压施加于该列、并且测量电容耦合到该行的所得电流来作出。这一电流可以与从该行到该列的电容成比例。由于触摸可导致受触摸的位置处电容的增加或减小，因此通过将所测量的电容与基线值（例如，一个示例为阈值）相比较来作出该矩阵中特定位置是否被触摸的确定是可能的。因此，如果所测量的电容偏离基线值一预定量，则触摸传感器断定该特定位置被触摸。反之，如果所测量的电容没有偏离基线值一预定量，则触摸传感器断定该特定位置没有被触摸。指示触摸的预定偏离量取决于该传感器的几何结构和其他细节。触摸传感器控制器内的软件或电子器件通常可维护该矩阵中每一位置处（即，每一行-列相交处）的基线电容表，并且可针对该基线计算电容的增加或减小。在某些实现中，触摸传感器通过将时变激励电压顺序地施加于触摸传感器矩阵中的每一列并且测量行电流，以逐列方式测量该矩阵中每一行-列相交处的各电容。当时变激励电压被施加于该矩阵中的特定列（即，测试列）时，该矩阵中所有其他列可保持在恒定电压，且该矩阵中所有行也可保持在恒定电压。通过在特定列被测量时使行和其他列保持在恒定电压，对于一行与受测列的每一相交处的各电容的测量可以独立于任何其他电容。以此方式，可以测量该矩阵中每一行与受测列相交的位置处的各电容。通过当测量对应行电流时顺序地测试该矩阵中剩余列中的每一列，可以生成位图图像，其中该矩阵中特定位置处电容的改变指示该特定位置处的触摸。这一情形可通过将每一行连接到互阻放大器或当测试输入中的电流时使其输入电压保持恒定的另一电路来在实际上实现。在互阻放大器的情况下该电路的输出可以是电压，而在其他电路的情况下该输出可以是电流、数字代码、或其他量。触摸传感器准确地检测各触摸以及确定各触摸的位置的能力受到噪声的限制。即，某一电流可由于噪声而在任何时间流入所有行。本文使用单词“噪声”指代任何非期望的信号，而不论其特性是否完全随机，也不论该信号是否具有某一周期性或其他结构。后者信号有时被单独称为“干扰”，但这里不作此区分。噪声电流与产生自激励电压的电流之比可以确定触摸传感器的信噪比。触摸传感器的性能由此可受到该电容测量的信噪比的限制。如果噪声幅度超出触摸造成的电容改变的幅度，则系统可报告假触摸事件，或者可忽略真触摸事件。对于使用通过内插而优于矩阵节距的空间分辨率来计算触摸的位置（x，y）而言，所测量的电容上的噪声将导致所计算的位置上的噪声。如下文将进一步详述的，触摸传感器系统可通过检测或以其他方式确定周期性噪声的相位、并且修改传感器的电压驱动器以施加具有相位锁定到所确定的周期性噪声的相位的时变激励电压，来降低周期性噪声对传感器性能的负面影响。将时变激励电压的相位锁定到检测到的噪声的相位允许周期性噪声的影响被转变成固定偏移量，该固定偏移量在后续校准步骤期间从电容测量中减去，以补偿周期性噪声对电容测量的影响。图1是具有改进的降噪能力的触摸传感器系统100的图示。触摸传感器系统100包括传感器矩阵105，传感器矩阵105包括行和列的集合。系统100还包括用于传感器矩阵105的每一列的列电压驱动器110。电压驱动器110是被配置成基于其对应的列当前是否正被测试来在向该列施加固定电压与施加激励电压之间切换的电子电路。系统100号还包括用于传感器矩阵105的每一行的互阻放大器115和检测器120。值得注意的是，将一个轴指定为行而将其他轴指定为列可以是任意选择的，或被反过来而触摸传感器系统100没有根本改变。互阻放大器115将行电流转换成随后由检测器120所检测的电压。检测器120被配置成检测随时间从互阻放大器115接收到的电压，并且将电压转换成之后可由采样器125进行采样以呈现指示该行与受测列之间的电容的数的信号。在其他实现中，互阻放大器115可作为检测器120的一部分被包括。在某些实现中，互阻放大器115可以用电流输入放大器来代替，当测试该行电流时这些电流输入放大器各自将其输入电压保持恒定，并且输出电流、数字代码、或另一量而不是电压。所输出的其他量随后可由检测器120随时间检测，且随后由采样器125进行采样以呈现指示上述电容的数。在对行信号进行这些转换、检测和采样中的一项或多项之前或之后的某一时间点，该信号可从模拟信号转换成数字信号。例如，系统100可包括模数转换器（ADC）作为采样器125的一部分或作为每一检测器120的一部分。系统100还包括被配置成控制系统100的操作的控制器130，以及在系统的操作期间由控制器存取的数据存储132。具体地，控制器130被配置成与电压驱动器110通信以协调对传感器矩阵105的列的顺序测试，并且被配置成从采样器125接收表示所测量的电容的检测到的数。控制器130可基于从采样器125中接收到的数来执行校准例程以确定各基线值，并且将这些基线值存储在数据存储132中供之后存取以检测触摸，如下文将详细描述的。这一校准例程可被用于补偿传感器构造中的机械变化、电子组件参数中的变化、以及静态偏移的其他源。如下文将进一步详述的，该校准例程还可被用于降低周期性噪声的影响。控制器130还被配置成通过将从采样器125中接收到的数与针对矩阵105的每一行和列相交处所存储的对应基线电容数相比较，来确定传感器矩阵105上的触摸位置。例如，如果在列“a”被测试时接收到针对行“b”的数，则该数可由控制器130与先前针对矩阵105的位置(a，b)所存储的基线数相比较。如上所述，如果该数偏离该基线数一预定量，则控制器130可断定在矩阵105的位置(a，b)处或接近位置(a，b)处存在触摸。通过顺序测试传感器矩阵105中的每一列、对应地检测各行电流、将检测到的各行电流转换成各个数、并且将这些数与各基线数相比较，在控制器130的控制下系统100能够生成传感器矩阵105的位图图像，其中传感器矩阵105上每一触摸点的位置被标识。然而，周期性噪声源135可通过耦合到传感器矩阵105且由此在各行中产生噪声电流而影响系统100的性能。噪声电流可导致假触摸事件、对真触摸事件的忽略、和/或在位置内插被使用时导致不正确的触摸位置。值得注意的是，噪声电流可源于许多不同类型的噪声源。例如，50Hz或60Hz的大电流可能由于系统100的输电线所设置的电源梯度而流动。然而，这些大电流与电压驱动器110的典型激励频率（通常可在100kHz的数量级）在频率上是良好分离的，且由此这些大电流可通过频率选择滤波器的使用而相当容易地被除去。另外地或另选地，高频电流可能例如由于无线电和电视广播而流动。然而，这些电流具有通常1MHz左右或更高的频率，且由此也可通过频率选择滤波器的使用而相当容易地被除去。因此，最显著的干扰可源自产生频率上接近于电压驱动器110的激励频率的噪声信号的噪声源。这些噪声信号可包括由通常以该数量级的切换频率来操作的开关模式电源所生成的噪声；以及由具有大的电压输出的电源（例如，荧光灯电源）所生成的大幅噪声。在传感器矩阵105紧邻液晶显示器（LCD）或其他显示设备而被使用时，该显示设备可能是最大的噪声源，尤其在该显示设备使用透明粘合剂与传感器矩阵105光学接合而没有以气隙隔开时。光学透明胶可能比最薄的实用气隙更薄，且噪声可随传感器矩阵105被如此移动得更接近于该显示设备而增大。噪声还可由于粘合剂相比于空气而言更高的介电常数而增大。即，粘合剂的相对介电常数通常可在3与4之间，而空气的相对介电常数非常接近于自由空间的介电常数，即1。由于噪声被电容耦合，因此噪声电流的幅度与噪声通过其耦合的绝缘材料的介电常数大致成比例，且与该材料的厚度的倒数大致成比例。从显示设备耦合的噪声可包括多个分量。这些分量中的某些可取决于显示设备上所显示的图像，而其他可能不取决于此。噪声可在视频的行扫描频率处具有强的分量，可能在100kHz左右，且由此可能非常接近于系统100的激励频率。出于上述理由，行扫描频率周围的这一噪声可能是最重要的分量。行扫描频率周围的该噪声可具有非常接近于时间恒定的幅度和频率，且独立于所显示的图像。这一行扫描噪声可以例如同LCD、等离子和OLED显示器一起发生。检测器120可取决于其体系结构而对噪声有不同的免疫性。理想地，检测器120可以是将接收到的信号与期望信号逐点相乘并且计算该量在完整激励时间段上的积分的电路。这等于针对期望信号计算接收到的信号的相关，并且在噪声具有特定特征时（例如，在噪声可以用加性高斯白噪声来最佳地表征时）这是最优检测器。然而，实践中，噪声通常不具有最优地用这种检测器来除去的特征，且由此，执行这一相关操作的检测器120在实践中可能不是最优的。然而，如序列号为12/838,422的美国专利申请中描述的（该申请通过援引通用地纳入于此），在使用执行这一相关操作的检测器120时，可以选择具有最大化地除去实践中期望的特定类型的噪声的、由电压驱动器110所发射的激励波形。然而，该相关操作可能是复杂的且由此执行起来确实昂贵。然而，通过使用切换电容器或其他电路来近似该相关操作，低成本的检测器是可能的。如果需要更低成本的检测器，检测器120可改为宽带检测器，诸如例如，峰值检测器电路220，如图2所示。峰值检测器电路220与执行上述相关操作的检测器电路相比成本和复杂性更低，但也较不抗噪声。可以假定电路220从低阻抗电压源驱动，并且其输出被连接到高阻抗电路。峰值检测器电路200的输入可以是例如由互阻放大器115驱动的电压输入Vin。峰值检测器电路220记录其输入电压Vin的最大值（减去二极管D1两端的压降），并且无限期地将该电压保持在Vout。为重置该电路，可将电容器C1短路，例如通过使用开关SW简单地将Vout接地。如果不期望显式地重置该电路，则开关SW可由接地的电阻来代替。所测量的峰值电压随后可以时间常数R*C随时间指数地衰减。可能存在对峰值检测器电路220的许多修改。例如，与二极管D1串联的电阻可导致电容器C在二极管D1导通时以某时间常数充电，且不是即时的。这可降低该电路对快速瞬态噪声的响应。同样，峰值检测器电路220之后可以是其他信号处理电路（例如，低通滤波器），该信号处理电路可具有对输入信号的多个周期上所测量的峰值电压求平均、减少噪声的效果。对于第一阶，峰值检测器电路220可以不具有频率选择性，即，它可以对于给定幅度的正弦输入电压Vin提供相同的输出电压Vout，而不管该正弦的频率。例如，某些效应（例如，在峰值检测器没有被显式地重置时RC衰减，组件的非理想情况）可导致某种频率选择性，但一般而言，峰值检测器电路220的频率响应可以相当宽，覆盖至少一个或两个倍频程。因此，峰值检测器电路220基于频率可能无法提供清晰的手段来除去噪声，除非该噪声与Vin激励信号的频率分离得相当好。峰值检测器电路220可通过在其前面添加滤波器而成为频率选择的，但这可能显著地增加该电路的复杂性和成本，且对于典型的模拟滤波器技术而言，这可能仍然是相当宽带的。图3示出除了开关SW用第一电阻R1来代替且该电路还包括由第二电阻R2和第二电容器C2所形成的一阶低通滤波器之外、与峰值检测器电路220相同的峰值检测器电路320。如下文将参考图4-6和8详细描述的，通过将激励信号Vin的相位与周期性噪声源135所生成的噪声的相位锁定，可以使得峰值检测器电路320更能抗噪声。通过以此方式锁定激励信号Vin的相位，来自周期性噪声源135的噪声可被转为简单的电压偏移量，并且因此可通过在上述校准步骤期间简单地补偿该电压偏移量而被移除。尽管图4-6和8示出这一技术如何对采用峰值检测器电路320的系统100起作用，但该技术还可更一般地与采用任何类型的检测器120的系统100一起采用，只要检测器120是确定性的且跨各传感器帧保持无状态。即，该技术可更一般地与使用对相同输入产生相同输出的任何类型的检测器120的系统100一起采用，并且因此不仅可与峰值检测器一起使用，还可以与另一宽带检测器（例如，在测量周期对信号的平方或绝对值求积分而不论这些操作发生在模拟电路还是数字电路的“能量检测器”）一起使用，或与窄带检测器（例如，前述基于相关的检测器）一起使用。图4示出图400，图400描绘了当不存在噪声且输入电压Vin是具有恒定10V幅度、100kHz的一10周期猝发串（burst）时，峰值检测器电路320的输入电压Vin和对应输出电压Vout。如上所述，输入电压Vin可以是由互阻放大器115所输出的、且与互阻放大器115从传感器矩阵105接收到的行电流的瞬时值成比例的电压。值得注意的是，尽管图4（以及图5-7）描绘了正弦波形的输入电压Vin，但实践中可使用具有相同周期的另一波形（例如，方波）。如图400所示，在没有噪声的情况下，峰值检测器电路320可输出与输入电压Vin成比例的、且由此与接收到的行电流的幅度成比例的电压Vout。展示图400中所描绘的行为的峰值检测器电路320可被配置有接地的电阻，而不是开关SW，并且由此不被显式地重置。此外，峰值检测器电路320包括一阶低通滤波器。这一低通特性导致Vout响应于输入幅度的阶梯变化而缓慢地指数增加。在典型应用中，在接近于测量周期P结束时的某一时刻（即，接近于其间电压驱动器110施加时变激励电压的时间段结束时），峰值检测器电路320的输出可以由采样器125采样一次。这一个样本可通过使用ADC来转换成数字数值，并且随后由控制器130以这样的方式来存储：将该数字数值指定成所测量的电容的位图中对应（行、列）位置的所测量的电容值。在图4所示的示例中，电压输出Vout被采样的时刻用粗箭头表示。在单个传感器帧中，这一测量通常针对传感器矩阵105中每个行-列相交处而作出。因此，对于给定传感器矩阵105中的行-列相交处，这一测量对每个传感器帧重复。如图4所示，输出电压Vout中可能存在某种波纹。由于这一波纹，如果输出电压Vout相对于时变激励信号Vin以随机相位来采样，则可引入从一个传感器帧到下一个传感器帧的时变误差（即，噪声）。换言之，如图400所示，其间时变激励信号Vin被施加的测量周期P期间，Vout的值变化。因此，如果采样器125在测量周期P期间的某一随机时间点为每一传感器帧取一样本，则Vout的样本值也将逐传感器帧而随机变化，由此引入随机噪声。然而，由于同一系统100不仅生成列激励信号而且测量所得行电流，因此系统100可使得对输出电压Vout的采样与时变激励信号Vin之间的相位关系维持恒定。以此方式，系统100能够确保采样器125相对于时变激励信号Vin逐传感器帧地在同一时刻对输出电压Vout进行采样。由输出电压Vout中存在的波纹所引入的误差因此变得时间恒定，并且由此可从校准步骤期间所确定的基线值中减去或以其他方式并入该基线值。如上所述，这样的校准步骤对于补偿传感器构造中的机械变化、电子组件参数中的变化、以及静态偏移的其他源可能已经是必要的。系统100可将针对传感器矩阵105中每一行-列相交处的单独的基线电容（或指示电容的其他基线值）存储在数据存储132中。图5示出图500，图500描绘了当存在120kHz、1V的恒定幅度窄带噪声时且当输入电压Vin在其他方面与图4所示的相同时，峰值检测器电路320的输入电压Vin和对应输出电压Vout。如图5所示，在存在恒定幅度的窄带噪声的情况下，可以观察到峰值检测器320的输出电压Vout随时间变化，如噪声和激励信号的相位相对于彼此漂移，且这些信号相长地和相消地干扰。输出电压Vout可以以两个信号之间（即，激励信号与窄带噪声信号之间）的拍频而变化。这一变化可能是不期望的，但不一定会成问题，只要峰值检测器电路320总是相对于激励信号所取的定时在同一时刻对输出电压Vout进行采样。如上文参考图4所述，将采样器125配置成相对于时变激励信号Vin在同一时刻取样，这允许当激励信号Vin从一传感器帧到下一传感器帧保持恒定时，输出电压Vout中的波纹作为校准期间并入基线值的固定偏移量而被移除。然而，如果由于存在噪声，激励信号Vin从一个传感器帧到下一传感器帧变化，则该偏移量也将随时间变化，再次导致不期望的噪声，尽管在每一传感器帧中采样发生在相对于时变激励信号Vin的同一时刻。为了说明，假定峰值检测器电路320在一个传感器帧期间为传感器矩阵105的一个特定行-列相交处生成输出电压Vout，在图5的图500中示出。采样器125在测量周期P结束时捕捉对应于约9伏特的样本，如图500中的箭头所示。由于系统100的电压驱动器110所施加的激励电压与图5中描绘的窄带噪声信号完全解耦，因此激励信号与噪声信号之间的相位差可从一个传感器帧到下一传感器帧随机变化。例如，如图6中描绘的图600所示，后续传感器帧可展示激励电压与噪声信号之间新的相位差，在该图中为180度的相位差。新的相位差可导致采样器125在测量周期p结束时捕捉，对应于约8伏特的新的值的样本，如图600所示，尽样本是在相对于如图500所示的时变激励电压Vin的同一时刻取得的。因此，由于噪声相对于激励信号的相位差，因此采样时间处的电压在这两种情况下可能不同。这可导致所测量的电容上的噪声。一般而言，噪声的相位将是随机的，因为它取决于那些来自控制器130的的不同频率或时间基准（例如，晶体或RC振荡器）。因此，将观察到所测量的信号随时间变化，从而将噪声引入所测量的电流幅度中且由此引入电容中。为避免这种情况，电压驱动器110所产生的激励波形将被锁相到一个或多个预期噪声源。例如，当周期性噪声源135是具有水平同步（即，HSYNC或行同步）输出的显示设备（例如，LCD）时，这一输出可被连接到控制器130，以允许控制器130指示电压驱动器110以使得所施加的激励电压的相位与显示设备的水平同步输出的相位之差维持时间恒定的方式来施加激励电压。通过使得所施加的激励电压与噪声信号之间的相位差保持时间恒定，在每次进行测量时噪声的影响是相同的。因此，噪声的影响变成恒定偏移量，并且已经存在的用于移除其他恒定偏移量的校准例程可以移除噪声的影响。校准例程可测量在不存在手指或其他对象触摸或接近于该显示器的情况下从每一行到每一列的电容。由于这些测量以同普通操作期间所作出的电容测量（即，所作出的用于确定手指或其他触摸的存在性和位置）相同的方式受噪声影响，因此系统可在没有手指触摸的情况下在多个帧上测量这些电容，并且对这多个帧求平均以减小时变噪声的影响。（例如，对于每一行-列相交处的）基线值随后可从这些所测量的电容中被确定，并且被存储在数据存储132中供控制器130之后的存取。值得注意的是，由于激励波形被相位锁定到一个或多个预期的周期性噪声源的事实，因此一个或多个周期性噪声源的影响将被降至所确定的基线值中的恒定偏移量。在某些实现中，当多个类似设计的传感器被制造时，校准例程可仅发生一次，而相同的基线值被用于该设计的所有传感器。在其他实现中，校准例程可以对每一个别传感器重复一次。通过对每一个别传感器重复一次该校准例程，补偿每一传感器中的静态制造变化（由于层压过程中的未对准而导致行与列之间的平面位移）是可能的。在某些实现中，校准例程可在传感器的生命期期间仅发生一次。即，实现单个校准例程以便为传感器确定基线值（通常在传感器首次被制造时），并且所确定的基线值随后被存储，以供之后在贯穿传感器生命的普通操作期间由传感器存取。在其他实现中，校准例程可在传感器的普通操作期间经常重复，并且所存储的基线值随后可基于后续校准例程期间作出的测量而被周期性地更新。通过在传感器的普通操作期间周期性地重复校准例程，补偿静态制造变化和时变影响（例如，由于温度系数和电子组件的老化的测量误差）两者是可能的。值得注意的是，如果校准例程在传感器的普通操作期间经常重复，则可能难以确保当作出校准测量时不存在触摸。然而，试探式方法可被用于确定用户是否正触摸该触摸传感器（例如，通过寻找比由于噪声而引起的预期电容更大的所测量的电容的改变），并且基线电容测量随后可仅在系统断定用户没有触摸该传感器时作出。另外地或另选地，可以作出基线电容测量而不管用户是否正触摸该传感器，并且所测量的基线电容随后可针对可能存在的任何触摸的影响而被校正。例如，系统可在矩阵中寻找具有所测量的电容大于基线电容已有一长时间段的点（例如，行-列相交处）。在其中触摸将导致电容减小的系统中，这样的点可能对应于不正确的基线，因为在典型操作中观察到的真实影响不会对应于这样的电容增加。在以此方式检测到矩阵中一个或多个点的不正确的基线之后，系统随后可以例如针对矩阵中对应于检测到的不正确基线值的那些点选择性地重复校准测量，以确定新的基线值。图7是触摸传感器系统100的实现700的图示，其中周期性噪声源是显示设备735。该显示设备可以是例如LCD或OLED或等离子显示器。在图6中，示出了电容传感器控制器130从显示设备735接收显式同步信号。如果这样的信号可用，则这可以是优选的；然而如果这样的信号不可用，则控制器130可改为使用检测器120来测量传入噪声的相位，并且指示电压驱动器110施加具有相对于所检测的传入信号的相位而言的固定相位的激励电压。针对噪声的相位来选择激励电压的相位一般而言可以是任意的，只要对应相位差基本上保持时间恒定。然而，对于特定类型的噪声，某些相位可能优选于其他相位。例如，如果噪声本质上是周期性的但为脉冲式，则有意选择接近于噪声频率的激励频率并且对齐这些相位使得这些脉冲不发生在接近于期望激励信号的峰值可能是优选的。峰值检测器的输出随后可变成即便其幅度随时间变化也几乎完全对噪声不敏感。图8示出图800，图800描绘了当噪声本质上为周期性且为脉冲式时且激励电压的频率和相位差被选择以最小化噪声的影响时，峰值检测器电路320的输入电压Vin和对应输出电压Vout。如图8所示，观察到噪声仅影响接近于信号Vin的负极值的所得信号Vin，而峰值检测器电路320响应于正极值。因此，测量对该噪声可能不敏感。因此，当激励信号被锁相到噪声时，即使直接带内（即，频率极其接近）的噪声可能仅提供恒定偏移量，该恒定偏移量可按通常方式来校准。周期性的以致在每一传感器帧期间相同地发生的任何噪声源可通过这些技术被除去，而不论该噪声的其他特性如何。因为只要激励信号与噪声信号之间的相位差保持时间恒定，激励信号相对于噪声的相位可以是任意的，所以对于每次测量无需重新建立相位关系。例如，如果噪声在LCD的单个帧上正好是周期性的，则足以使用LCD的垂直同步（VSYNC、帧同步）信号，总是在相对于LCD的帧的相同相位处开始触摸传感器的顺序测量。在触摸传感器的帧期间作出的不同测量可在相对于例如行同步噪声的不同相位处发生，但该噪声仍然可被除去，只要行同步噪声与激励信号之间的相位差在每一传感器帧期间是相同的。在这种情况下，触摸传感器可以以等于LCD帧速率的帧速率、或以LCD帧速率的某整数约数来操作。如果以高于LCD帧速率的一帧速率来操作是必要的，则多个基线值（出于减去该恒定偏移量的目的）可被维护。图9示出图示900，图示900描绘等于两倍LCD（或更一般地，显示设备）帧速率的传感器帧速率。例如，LCD可以以60Hz操作，而触摸传感器可以以120Hz操作。于是，一半触摸传感器帧（即，帧0a、1a、2a等）与LCD帧（即，LCD帧0、1、2等）同时开始。这些传感器帧由此被锁相到LCD，使得噪声将仅造成恒定偏移量。另一半传感器帧（即，帧0b、1b、2b等）在通过LCD帧的中途开始，从而填充空白空间。这些帧传感器同样被锁相，且噪声将同样仅作为恒定偏移量出现。然而，用于第一组传感器帧（即，帧0a、1a、2a等）的恒定偏移量可能不同于用于第二组传感器帧（即，帧0b、1b、2b等）的恒定偏移量，且因此系统100维护两个单独的基线，每一组传感器帧一个基线（即，分别是结合偏移量（a）的一个基线以及结合偏移量（b）的一个基线），以确保从每一传感器帧中减去正确的恒定偏移量。这一技术可通过维护等于LCD帧速率的任何整数倍的多个不同恒定偏移量（且由此对应数量的不同基线）来扩展到等于该整数倍的传感器帧速率。通过观察到在一时间间隔上是周期性的信号在该间隔的任何整数倍上也是周期性的，这一技术可被扩展到LCD帧速率的任何有理倍数。具体地，如果系统的传感器帧速率被设置成LCD帧速率的有理倍数，则传感器帧速率与LCD帧速率之比可由x∶y表示，其中x和y为整数。假定x和y不具有整数公约数，则系统所存储的基线数量将等于整数x。即，系统针对矩阵中一给定点所存储的基线值数量将等于整数x。例如，如果传感器帧速率与LCD帧速率（或更一般地，显示设备帧速率）之比为1∶4，则触摸传感器针对矩阵中一给定点仅存储一个基线值，并且该基线值被用于确定在每一传感器帧期间该点处的触摸。作为对比，如果传感器帧速率与LCD帧速率之比为3∶7，则触摸传感器针对矩阵中一给定点存储三个基线，这三个基线随后在多个不同（例如，顺序）的传感器帧期间被用于确定在相应传感器帧期间该点处的触摸。值得注意的是，即使x和y具有整数公约数，系统所存储的基线数量也可以等于整数x。然而，这样的系统一般不是最优的，因为基线中的某些将重复。例如，如果传感器帧速率与LCD帧速率之比为2∶8，则触摸传感器可针对矩阵中一给定点存储两个基线值，且触摸传感器能够使用这两个基线值来正确地操作。然而，这两个基线值将彼此重复，且因此在实际的系统中其单独的存储和存取可能是不必要的。在某些实现中，各基线值可如上所述地针对触摸传感器的矩阵中每一点来确定和存储。在其他实现中，各基线值可如上所述地针对矩阵中点的子集而不是针对矩阵中每一点来确定和存储。本主题的所描述的实现中的一些和操作可在数字电子电路中实现，或在计算机软件、固件、或硬件中实现，包括在本说明书中描述的结构及其等同结构，或其中一个或多个的组合。本说明书中描述的主题的实现可被实现为计算机程序，即，编码在计算机存储介质上以由数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作的计算机程序指令的一个或多个模块。替代地或附加地，程序指令可被编码在人工生成在传播信号上，例如，机器生成的电、光或电磁信号，所述信号被生成以编码信息以传送到适当的接收器装置上以供数据处理装置执行。数据处理装置可包括传感器、可以是传感器的一部分、可以是带有传感器的系统的一部分、可以被集成在该系统和/或传感器内、可以是接收器、发送器、与传感器或接收器和/或发送器相关联的组件或逻辑的一部分、或其任何组合。计算机存储介质可以是计算机可读存储介质、计算机可读存储基底、随机或串行访问存储器阵列或设备、或其中一个或多个的组合，或可以被包括在其中。而且，尽管计算机存储介质不是传播信号，然而计算机存储介质可以是编码在人工生成的传播信号中的计算机程序指令的源或目的地。计算机存储介质还可以是一个或多个分开的物理组件或介质（例如，多个CD、盘或其他存储设备）或可被包括在其中。此说明书中描述的操作可以被实现为由数据处理装置对存储在一个或多个计算机可读存储设备上或从其他源接收的数据执行的操作，用于处理数据的各装置、设备和机器可被用作“数据处理装置”，包括例如可编程处理器、计算机、片上系统、或以上中的多个或组合。该装置可包括专用逻辑电路，例如FPGA（现场可编程门阵列）或ASIC（专用集成电路）。除了硬件，该装置还可包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、跨平台运行时环境、虚拟机、或其中一个或多个的组合的代码。该装置和执行环境可实现各种不同计算模型基础结构，诸如web服务、分布式计算和网格计算基础结构。计算机程序（也被称为程序、软件、软件应用、脚本或代码）可以任何形式的编程语言（包括编译或解释语言、声明性或程序性语言）撰写，并能以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子例程、对象、或适于在计算环境中使用的其他单元。计算机程序可以但不必对应于文件系统中的文件。程序可被存储在保持其他程序或数据的文件的一部分中（例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本）、存储在专用于所讨论的程序的单一文件中、或存储在多个协同文件中（例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件）。计算机程序可被部署以在一个站点处的一个计算机或多个计算机上执行或跨多个站点分布并通过通信网络相互连接。本说明书中描述的过程和逻辑流程可以由一个或多个可编程处理器执行，所述可编程处理器执行一个或多个计算机程序来通过对输入数据进行操作并生成输出执行动作。该过程和逻辑流程还可通过专用逻辑电路（例如，FPGA（现场可编程门阵列）或ASIC（专用集成电路））来执行，并且装置也可被实现为该专用逻辑电路。适于执行计算机程序的处理器可包括，作为示例，通用和专用微处理器以及任何类型的数字计算机的任意一个或多个处理器。一般地，处理器接收来自只读存储器或随机存取存储器或两者的指令和数据。计算机的必要元件是用于根据指令执行动作的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。一般地，计算机还将包括或可被操作地耦合以接收来自一个或多个大容量存储设备（例如，磁性、磁光盘、或光盘）的数据或将数据发送到大容量存储设备以供存储数据或两者。然而，计算机不必具有这些设备。而且，计算机可以被嵌入在另一设备（例如，移动电话、个人数字助理（PDA）、移动音频或视频播放器、游戏控制台或便携式存储设备（例如，通用串行总线（USB）闪存驱动器），这些仅是几个示例）中。适于存储计算机程序指令和数据的设备包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，包括例如，半导体存储设备，例如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，例如内置硬盘或可移动盘；磁光盘；以及CD-ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可由专用逻辑电路补充或被合并到专用逻辑电路中。为了提供与用户的交互，在本说明书中描述的主题的实施例可被实现在计算机上，该计算机具有用于向用户显示信息的显示设备（例如，阴极射线管（CRT）或液晶显示器（LCD）监视器），以及用户可用来向计算机提供输入的键盘以及指点设备（例如鼠标或追踪球）。其他类型的设备也能被用以提供与用户的交互；例如，向用户提供的反馈可以是任何形式的传感反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；并且来自用户的输入能以任何形式接收，包括声音、语音或触觉输入。例如人类手指可以与触摸屏交互以影响屏幕可操作区域的量。此外，计算机可通过向用户所使用的设备发送文档以及从该设备接收文档来与该用户交互；例如，通过响应于从用户的客户机设备上的web浏览器接收的请求向该web浏览器发送网页。尽管此说明书包含许多具体实现细节，然而，这些细节不应当被解释为对任何发明或所要求保护的范围的限制，而是作为对专用于特定发明的特定实现的特征的描述。本说明书中在分开的实现的上下文中描述的某些特征也可以在单一实现中组合地实现。反过来，在单一实现的上下文中描述的各个特征也可以在多个实现中分开地实现或以任何适当子组合来实现。而且，尽管特征可能在上面被描述为以特定组合动作并且甚至一开始要求如此保护，然而来自所要求保护的组合的一个或多个特征在某些情况下可以从该组合中剥离，而所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变型。类似地，尽管在附图中以特定次序描绘了操作，然而这不应当被理解为要求这些操作以所示的特定次序或以顺序次序执行，或者所示的所有操作均被执行来实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。而且，上面描述的实现中的各系统组件的分离不应当被理解为在所有实现中均要求这种分离，而且应当理解，所描述的程序组件和系统一般可被一起集成在单一软件产品中或打包到多个软件产品中。从而，描述了本主题的特定实现。其他实现在以下权利要求书的范围内。在某些情况下，权利要求书中所记载的动作可以按不同次序执行并仍旧能够实现期望的结果。此外，在附图中描绘的过程不一定需要所示的特定次序或顺序次序来实现期望的结果。在某些实现中，多任务和并行处理可能是有用的。权利要求书如下：