可变时间防混叠滤波器的制作方法

背景技术：

包括接近传感器设备（通常也称为触摸板或触摸传感器设备）的输入设备被广泛地用在多种电子系统中。接近传感器设备典型地包括常常通过表面来区分的感测区，在其中接近传感器设备确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器设备可以用于为电子系统提供界面。例如，接近传感器设备常常被用作用于较大计算系统的输入设备（诸如集成在笔记本或台式计算机中或者在其外围的不透明触摸板）。接近传感器设备也常常被用在较小计算系统中（诸如集成在蜂窝电话和平板电脑中的触摸屏）。这样的触摸屏输入设备典型地叠加在电子系统的显示器之上或者以其它方式同电子系统的显示器搭配。

技术实现要素：

在处理系统实施例中，用于电容性感测输入设备的处理系统包括电荷积分器、具有第一电阻的电路元件、以及与电路元件耦合的第一开关。第一电路元件与电荷积分器的输入串联设置。第一开关被配置成当在电荷积分器的积分阶段的至少一部分期间被选择性地闭合时将第一电阻变更为第二电阻。第二电阻低于第一电阻。

附图说明

在此附图说明中提到的附图不应当被理解为按比例绘制，除非具体说明。并入并形成具体实施方式的一部分的附图图示了各种实施例，并且与具体实施方式一起用来解释下面讨论的原理，其中相似的附图标记表示相似的元件。

图1是根据各种实施例的示例输入设备的框图。

图2示出了根据一些实施例的示例传感器电极图案的一部分，所述示例传感器电极图案可以在传感器中被利用来生成诸如触摸屏之类的输入设备的感测区的全部或部分。

图3示出了根据各种实施例的示例处理系统的框图。

图4a图示了根据各种实施例的示例输入设备。

图4b图示了根据各种实施例的示例输入设备。

图5a图示了根据一些实施例的利用图4a的输入设备的绝对电容性感测的时序图。

图5b图示了根据一些实施例的利用图4b的输入设备的绝对电容性感测的时序图。

图6a、6b和6c图示了根据各种实施例的电容性感测的方法的流程图。

具体实施方式

以下的具体实施方式仅仅作为示例而非限制被提供。此外，不意图被前面的背景技术、发明内容、或附图说明或以下的具体实施方式中呈现的任何明示的或暗示的理论所约束。

讨论的概述

在本文中，描述了提供促进改进的可用性的输入设备、处理系统和方法的各种实施例。在本文中描述的各种实施例中，输入设备可以是电容性感测输入设备。用于绝对电容性感测的传感器电极可以耦合诸如显示噪声之类的各种噪声以及与输入的一个或多个输入对象相关联的电容性输入。如本文中所讨论的那样，对该传感器耦合的噪声以及来自（一个或多个）感测的输入对象的（一个或多个）信号进行积分或者以其它方式进行测量是不合乎期望的。为了减少或消除该传感器耦合的噪声，可以采用前端滤波器。在本文中，前端滤波器被称为防混叠滤波器（aaf）。aaf被实现为低通阻容性（rc）滤波器，其仅使低于特定截止频率的信号通过。在rc低通滤波器中，截止频率由所利用的电阻和电容的值确定。在一些实施例中，当滤波器突然连接在传感器电极与电荷积分器的输入之间时，为了将截止频率设定在期望水平处而利用的电阻的大小可能引起电荷积分器上的短暂的输入电压尖峰。该尖峰可能足够大而引起在电荷积分器中利用的体二极管中的电荷泄漏，因而导致从电荷积分器的不正确的输出。在本文中，描述了这样的技术，所述技术将rc滤波器中使用的电阻从较低初始电阻值改变至较高最终值，使得与将高电阻值突然且直接耦合至电荷积分器的输入相关联的尖峰不发生，这是因为在多于单个步骤中代替地实现高电阻。变化在电荷积分的时期期间随时间而发生。这使得能够使用选择的较高电阻用于更好地滤波，而没有由仅将高电阻瞬时地耦合到电荷积分器的输入导致的对模拟前端（即，电荷积分器）的性能的任何降级。

讨论从对示例输入设备的描述开始，本文中描述的各种实施例可以利用所述示例输入设备或者在所述示例输入设备上实现。然后描述示例传感器电极图案。这后面有对示例处理系统及其一些部件的描述。处理系统可以被作为诸如电容性感测输入设备之类的输入设备的一部分来与之一起利用。结合一些示例时序图来描述具有防混叠滤波器的若干个示例输入设备。然后结合对电容性感测的示例方法的描述来进一步描述输入设备、处理系统、防混叠滤波器及其部件的操作。

示例输入设备

现在转向附图，图1是根据各种实施例的示例性输入设备100的框图。输入设备100可以被配置成向电子系统/设备150提供输入。如在本文档中所使用的那样，术语“电子系统”（或“电子设备”）宽泛地指能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的一些非限制性示例包括所有大小和形状的个人计算机，诸如台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器和个人数字助理（pda）。附加示例电子系统包括复合输入设备，诸如包括输入设备100和分离的操纵杆或按键开关的物理键盘。另外的示例电子系统包括外围设备，诸如数据输入设备（包括遥控装置和鼠标）、以及数据输出设备（包括显示屏和打印机）。其它示例包括远程终端、信息站和视频游戏机（例如，视频游戏控制台、便携式游戏设备等）。其它示例包括通信设备（包括蜂窝电话，诸如智能电话）、以及媒体设备（包括记录器、编辑器和播放器，诸如电视、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机）。另外，电子系统可以是输入设备的主设备或从设备。

输入设备100可以被实现为电子系统150的物理部分，或者可以与电子系统150在物理上分离。在适当的情况下，输入设备100可以使用以下各项中的任何一项或多项来与电子系统的部分通信：总线、网络和其它有线或无线互连件。示例包括但不限于：集成电路间（inter-integratedcircuit（i2c））、串行外围接口（serialperipheralinterface（spi））、个人系统2（personalsystem2（ps/2））、通用串行总线（universalserialbus（usb））、bluetooth®、射频（radiofrequency（rf））和红外数据协会（infrareddataassociation（irda））。

在图1中，将输入设备100示出为被配置成在感测区120中感测由一个或多个输入对象140提供的输入的接近传感器设备（常常也称为“触摸板”或“触摸传感器设备”）。示例输入对象包括手指和触针，如图1中所示。

感测区120涵盖输入设备100上方、周围、其中和/或附近的任何空间，在其中输入设备100能够检测用户输入（例如，由一个或多个输入对象140提供的用户输入）。特定感测区的大小、形状和位置可以因实施例而很大地不同。在一些实施例中，感测区120从输入设备100的表面沿一个或多个方向延伸到空间中，直到信噪比阻碍充分精确的对象检测。在各种实施例中，该感测区120沿特定方向延伸到的距离可以在小于一毫米、数毫米、数厘米或更大的数量级上，并且可以随所使用的感测技术的类型和所期望的精度而显著地改变。因而，一些实施例感测输入，其包括没有与输入设备100的任何表面的接触、与输入设备100的输入表面（例如，触摸表面）的接触、以某个量的施加力或压力耦合的与输入设备100的输入表面的接触、和/或其组合。在各种实施例中，输入表面可以由传感器电极位于其中的壳体的表面、由应用在传感器电极或任何壳体之上的面板等提供。在一些实施例中，感测区120在被投影到输入设备100的输入表面上时具有矩形形状。

输入设备100可以利用传感器部件和感测技术的任何组合来检测感测区120中的用户输入。输入设备100包括用于检测用户输入的一个或多个感测元件。作为若干个非限制性示例，输入设备100可以使用电容性技术。

一些实现方式被配置成提供横跨一维、二维、三维或更高维空间的图像。一些实现方式被配置成提供输入沿着特定轴或平面的投影。

在输入设备100的一些电容性实现方式中，施加电压或电流以创建电场。附近的输入对象引起电场的改变，并且产生电容性耦合的可检测改变，其可以作为电压、电流等的改变而被检测。

一些电容性实现方式利用电容性感测元件的阵列或其它规则或非规则图案来创建电场。在一些电容性实现方式中，分离感测元件可以欧姆地短接在一起以形成更大的传感器电极。一些电容性实现方式利用电阻片，其可以是均匀电阻性的。

一些电容性实现方式利用基于传感器电极与输入对象之间的电容性耦合的改变的“自电容”（或“绝对电容”）感测方法。在各种实施例中，靠近传感器电极的输入对象变更靠近传感器电极的电场，因而改变所测量的电容性耦合。在一个实现方式中，绝对电容感测方法通过关于参考电压（例如，系统接地）调制传感器电极和通过检测传感器电极与输入对象之间的电容性耦合来进行操作。

一些电容性实现方式利用基于传感器电极之间的电容性耦合的改变的“互电容”（或“跨电容”）感测方法。在各种实施例中，靠近传感器电极的输入对象变更传感器电极之间的电场，因而改变所测量的电容性耦合。在一个实现方式中，跨电容性感测方法通过检测一个或多个发射器传感器电极（也就是“发射器电极”或“发射器”）与一个或多个接收器传感器电极（也就是“接收器电极”或“接收器”）之间的电容性耦合来进行操作。发射器和接收器可以共同地称为传感器电极或传感器元件。可以相对于参考电压（例如，系统接地）调制发射器传感器电极以发射发射器信号。接收器传感器电极可以相对于参考电压被保持基本上恒定以促进作为结果的信号的接收。作为结果的信号可以包括对应于一个或多个发射器信号和/或对应于一个或多个环境干扰源（例如，其它电磁信号）的（一种或多种）影响。传感器电极可以是专用的发射器或接收器，或者可以被配置成既发射又接收。在一些实施例中，一个或多个接收器电极可以被操作来当没有发射器电极正在发射（例如，发射器被禁用）时接收作为结果的信号。以该方式，作为结果的信号表示在感测区120的操作环境中检测到的噪声。

在图1中，处理系统110被示出为输入设备100的部分。处理系统110被配置成操作输入设备100的硬件以检测感测区120中的输入。处理系统110包括一个或多个集成电路（ic）和/或其它电路部件中的部分或全部。例如，用于互电容传感器设备的处理系统可以包括被配置成利用发射器传感器电极发射信号的发射器电路和/或被配置成利用接收器传感器电极接收信号的接收器电路。在一些实施例中，处理系统110还包括电子可读指令，诸如固件代码、软件代码等等。在一些实施例中，将构成处理系统110的部件定位在一起，诸如靠近输入设备100的（一个或多个）感测元件。在其它实施例中，处理系统110的部件与接近于输入设备100的（一个或多个）感测元件的一个或多个部件和在其它位置处的一个或多个部件在物理上分离。例如，输入设备100可以是耦合到台式计算机的外围设备，并且处理系统110可以包括被配置成在台式计算机的中央处理单元上运行的软件以及与该中央处理单元分离的一个或多个ic（可能具有相关联的固件）。作为另一示例，输入设备100可以在物理上集成在电话中，并且处理系统110可以包括作为电话的主处理器的部分的电路和固件。在一些实施例中，处理系统110专用于实现输入设备100。在其它实施例中，处理系统110也执行其它功能，诸如操作显示屏、驱动触觉致动器等。

处理系统110可以被实现为处理处理系统110的不同功能的模块集合。每一个模块可以包括作为处理系统110的一部分的电路、固件、软件或其组合。在各种实施例中，可以使用模块的不同组合。示例模块包括用于操作诸如传感器电极和显示屏之类的硬件的硬件操作模块、用于处理诸如传感器信号和位置信息之类的数据的数据处理模块、以及用于报告信息的报告模块。另外的示例模块包括被配置成操作（一个或多个）感测元件或其它结构以检测输入的传感器模块和被配置成确定检测到的任何输入对象的位置的确定模块。例如，传感器模块可以执行绝对电容性感测和跨电容性感测中的一个或多个以检测输入，并且确定模块可以基于检测到的电容或对其的改变来确定输入的位置。在一些实施例中，其它模块或功能性可以被包括在处理系统110中；例如，识别模块可以被包括并被配置成从检测到的输入识别姿势。

在一些实施例中，处理系统110通过引起一个或多个动作而直接响应于感测区120中的用户输入（或没有用户输入）。示例动作包括改变操作模式以及诸如光标移动、选择、菜单导航和其它功能之类的gui动作。在一些实施例中，处理系统110向电子系统的某个部分（例如，向与处理系统110分离的电子系统的中央处理系统，如果这样的分离中央处理系统存在的话）提供关于输入（或没有输入）的信息。在一些实施例中，电子系统的某个部分处理从处理系统110接收的信息以作用于用户输入，诸如促进完整范围的动作，包括模式改变动作和gui动作。

例如，在一些实施例中，处理系统110操作输入设备100的（一个或多个）感测元件以产生指示感测区120中的输入（或没有输入）的电信号。处理系统110可以在产生提供给电子系统的信息时对电信号执行任何适当量的处理。例如，处理系统110可以对从传感器电极获得的模拟电信号进行数字化。作为另一示例，处理系统110可以执行滤波或其它信号调整。作为又一示例，处理系统110可以减去或以其它方式计及基线，使得信息反映电信号与基线之间的差。作为又另外的示例，处理系统110可以确定位置信息、辨识作为命令的输入、辨识笔迹等。

如本文中所使用的“位置信息”宽泛地涵盖绝对位置、相对位置、速度、加速度和其它类型的空间信息。示例性“零维”位置信息包括近/远或接触/无接触信息。示例性“一维”位置信息包括沿轴的位置。示例性“二维”位置信息包括平面中的运动。示例性“三维”位置信息包括空间中的瞬时或平均速度。另外的示例包括空间信息的其它表示。也可以确定和/或存储关于一个或多个类型的位置信息的历史数据，包括例如随时间跟踪位置、运动、或瞬时速度的历史数据。

在一些实施例中，利用由处理系统110或由某个其它处理系统操作的附加输入部件来实现输入设备100。这些附加输入部件可以提供用于感测区120中的输入的冗余功能性或某个其它功能性。图1示出了可以被用于促进使用输入设备100来选择项目的靠近感测区120的按钮130。其它类型的附加输入部件包括滑块、球、轮、开关等。相反地，在一些实施例中，可以不利用其它输入部件来实现输入设备100。

在一些实施例中，输入设备100可以是触摸屏，并且感测区120重叠显示屏的激活区域的至少一部分。例如，输入设备100可以包括覆盖显示屏的基本上透明的传感器电极并且为相关联的电子系统150提供触摸屏界面。显示屏可以是能够向用户显示视觉界面的任何类型的动态显示器，并且可以包括任何类型的发光二极管（led）、有机led（oled）、阴极射线管（crt）、液晶显示器（lcd）、等离子体、电致发光（el）或其它显示技术。输入设备100和显示屏可以共享物理元件。例如，一些实施例可以利用相同的电学部件中的一些以用于显示和感测。作为另一示例，显示屏可以由处理系统110部分地或全部地操作。

应当理解的是，尽管在完全发挥作用的装置的上下文中描述了许多实施例，但是机制能够以多种形式作为程序产品（例如，软件）被分发。例如，所描述的机制可以被实现和分发为可被电子处理器读取的信息承载介质（例如，可被处理系统110读取的非瞬态计算机可读和/或可记录/可写信息承载介质）上的软件程序。另外，实施例同样地适用，不管被用于执行该分发的介质的特定类型如何。非瞬态、电子可读介质的示例包括各种盘、存储棒、存储卡、存储模块等。电子可读介质可以基于闪速存储技术、光学存储技术、磁性存储技术、全息存储技术、或任何其它非瞬态存储技术。

传感器电极图案

图2示出了根据各种实施例的示例传感器电极图案200的一部分，该示例传感器电极图案200可以在传感器中被利用来生成输入设备100的感测区的全部或部分。输入设备100当与电容性传感器电极图案一起被利用时被配置为电容性感测输入设备。出于说明和描述的清楚的目的，图示了非限制性的简单矩形传感器电极图案200，其可以用于绝对电容性感测、跨电容性感测或二者。要意识到的是，许多其它传感器电极图案可以与本文中描述的技术一起被采用，包括但不限于：具有单个传感器电极的图案、具有为不同于矩形的形状的传感器电极的图案、具有单个传感器电极集合的图案、具有设置在单个层中（没有重叠）的两个传感器电极集合的图案、利用公共电压电极（vcom）和/或显示设备的其它显示电极来执行电容性感测的一些方面的图案、以及提供单独的按钮电极的图案。在本示例中，图示的传感器电极图案由彼此覆盖的第一多个传感器电极270（270-0、270-1、270-2……270-n）和第二多个电极260（260-0、260-1、260-2……260-n）构成。在图示的示例中，触摸感测像素被集中在用于发射的传感器电极和用于接收的传感器电极交叉的位置处。电容性像素290图示了在跨电容性感测期间由传感器电极图案200生成的电容性像素之一。要意识到的是，在诸如所图示的示例之类的交叉传感器电极图案中，某种形式的绝缘材料或基板典型地设置在传感器电极260与传感器电极270之间。然而，在一些实施例中，通过使用路由技术和/或跳线，第二多个电极260和第一多个电极270可以设置在与彼此相同的层上。在各种实施例中，触摸感测包括感测在感测区120中的任何位置的输入对象，并且可以包括：没有与输入设备100的任何表面的接触、与输入设备100的输入表面（例如，触摸表面）的接触、以某个量的施加力或压力耦合的与输入设备100的输入表面的接触、和/或其组合。

当完成跨电容性测量时，诸如电容性像素290之类的电容性像素是多个传感器电极260中的一个传感器电极与多个传感器电极270中的一个传感器电极之间的局部化电容性耦合的区域。例如，利用发射器信号来驱动的传感器电极260与接收作为结果的信号的传感器电极270之间的电容性耦合随着在与传感器电极260和传感器电极270相关联的感测区中的输入对象的接近和运动而改变。

在一些实施例中，传感器电极图案200被“扫描”以确定这些电容性耦合。即，传感器电极260被驱动以发射发射器信号。可以操作发射器，使得一次一个传感器电极260发射、或者多个传感器电极260同时发射。在多个传感器电极260同时发射的情况下，这多个传感器电极可以发射相同的发射器信号并产生有效更大的“发射器电极”，或者这多个传感器电极可以发射不同的发射器信号。例如，多个传感器电极260可以根据一个或多个编码方案来发射不同的发射器信号，所述一个或多个编码方案使它们对利用传感器电极270接收的作为结果的信号的组合影响能够被独立地确定。

在其中传感器电极260被用于发射用于跨电容性感测的信号的实施例中，传感器电极270可以个别地或复合地操作以获取作为结果的信号。作为结果的信号可以被用于确定在电容性像素处的电容性耦合的测量结果。

来自电容性像素的测量结果的集合形成代表该像素处的电容性耦合的“电容性图像”（也就是“电容性帧”）。可以在多个时间段内获取多个电容性图像，并且它们之间的差异被用于得出关于感测区中的输入的信息。例如，在连续时间段内获取的连续电容性图像可以被用于跟踪进入、退出和在感测区内的一个或多个输入对象的（一个或多个）运动。

在一些实施例中，一个或多个传感器电极260或270可以被操作以在特定时间实例处执行绝对电容性感测。例如，传感器电极270-0可以被充电，然后与传感器电极270-0相关联的电容可以被测量。在这样的实施例中，与传感器电极270-0交互的输入对象140变更靠近传感器电极270-0的电场，因而改变测量的电容性耦合。以该相同的方式，多个传感器电极270可以被用于测量绝对电容和/或多个传感器电极260可以被用于测量绝对电容。应当意识到的是，当执行绝对电容测量时，“接收器电极”和“发射器电极”的标签失去它们在跨电容性测量技术中所具有的意义，并且代替地传感器电极260或270可以简单地称为“传感器电极”或者甚至可以称为“接收器电极”，这是因为用于绝对电容性感测的任何传感器电极都用于接收。

通过利用沿公共轴对齐的多个或所有传感器电极执行绝对电容性感测，所测量的绝对电容可以被用于产生关于那些传感器电极的电容性简档。参照图2，例如，第一绝对电容性简档可以从利用传感器电极260做出的绝对电容测量结果产生。继续参照图2，与第一绝对电容性简档基本上正交的第二绝对电容性简档可以从获得自传感器电极270的绝对电容测量结果产生。这样的“x轴和y轴”绝对电容性简档可以被利用来确定一个或多个输入对象关于与传感器电极图案200相关联的感测区的位置。

示例处理系统

图3图示了根据各种实施例的可以与输入设备一起被利用的示例处理系统110a（例如，代替作为输入设备100的部分的处理系统110）的一些部件的框图。处理系统110a可以利用一个或多个专用集成电路（asics）、一个或多个集成电路（ic）、一个或多个控制器、或其某种组合来实现。在一个实施例中，处理系统110a与实现输入设备100的感测区120的第一和第二多个（例如，传感器电极260和270）中的一个或多个传感器电极通信地耦合。在一些实施例中，处理系统110a和它是其一部分的输入设备100可以被设置在诸如显示设备、计算机、或其它电子系统之类的电子系统150中或者与之通信地耦合。

在一个实施例中，处理系统110a包括：传感器模块310和确定模块320。除了其它的以外，处理系统110a和/或其部件还可以与诸如传感器电极图案200之类的传感器电极图案的传感器电极耦合。例如，传感器模块310与输入设备100的传感器电极图案（例如，传感器电极图案200）的一个或多个传感器电极（260、270）耦合。

传感器模块310可以被实现为硬件（例如，硬件逻辑和/或其它电路）和/或被实现为硬件和以非瞬态方式存储在计算机可读存储介质中的指令的组合。传感器模块310包括传感器电路并且操作以与传感器电极图案的被利用来生成感测区120的传感器电极交互。这包括操作静噪的（silent）、要利用发射器信号来驱动的、要被用于跨电容性感测的和/或要被用于绝对电容性感测的第一多个传感器电极（例如，传感器电极260）。这还包括操作静噪的、要利用发射器信号来驱动的、要被用于跨电容性感测的和/或要被用于绝对电容性感测的第二多个传感器电极（例如，传感器电极270）。

在跨电容性感测期间，传感器模块310操作以在第一多个传感器电极中的一个或多个传感器电极（例如，传感器电极260中的一个或多个）上驱动发射器信号。发射器信号可以是方波、梯形波或某种其它波形。在给定的时间间隔中，传感器模块310可以在多个传感器电极中的一个或多个上驱动或不驱动发射器信号（波形）。当不在这样的传感器电极上驱动发射器信号时，传感器模块310还可以被利用来将第一多个传感器电极中的一个或多个耦合到高阻抗、接地或耦合到恒定电压。在一些实施例中，当执行跨电容性感测时，传感器模块310一次驱动传感器电极图案的两个或更多个传感器电极。当同时驱动传感器电极图案的两个或更多个传感器电极时，可以根据代码对发射器信号进行编码。传感器模块310还操作以在跨电容性感测期间经由第二多个传感器电极（例如，传感器电极270中的一个或多个）来接收作为结果的信号。在跨电容性感测期间，所接收的作为结果的信号对应于并且包括与经由第一多个传感器电极发射的（一个或多个）发射器信号对应的影响。除了其它因素以外，还归因于输入对象、杂散电容、噪声、干扰和/或电路缺陷的存在，这些发射的发射器信号可能在作为结果的信号中被变更或改变，并且因而可能与它们的发射的版本稍微或者很大地不同。

在绝对电容性感测中，传感器电极既被驱动又被用于接收由在传感器电极上驱动的信号产生的作为结果的信号。以该方式，在绝对电容性感测期间，传感器模块310操作以在传感器电极260或270中的一个或多个上驱动信号并从传感器电极260或270中的一个或多个接收信号。在绝对电容性感测期间，被驱动的信号可以称为绝对电容性感测信号、发射器信号或经调制的信号，并且其通过路由迹线被驱动，所述路由迹线在处理系统110a与（一个或多个）传感器电极之间提供通信耦合，利用所述（一个或多个）传感器电极来实施绝对电容性感测。

传感器模块310包括一个或多个电气电路元件。例如，在一些实施例中，设置在传感器模块310中的一个或多个电气电路元件是放大器。这样的放大器可以可互换地称为“放大器”、“前端放大器”、“接收器”、“积分放大器”、“差分放大器”等，并操作以在输入处接收作为结果的信号和提供积分后的电压作为输出。作为结果的信号来自诸如传感器电极图案200之类的传感器电极图案的一个或多个传感器电极。单个放大器可以与单个传感器电极耦合并用于排他地从单个传感器电极接收作为结果的信号，可以从同时与放大器耦合的多个传感器电极接收信号，或者可以从一次一个地耦合到放大器的多个传感器电极接收信号。传感器模块310可以包括以这些方式中的任何方式利用的多个放大器。例如，在一些实施例中，第一放大器可以与第一传感器电极耦合，而第二放大器与第二传感器电极耦合。

处理系统110a和/或传感器模块310的逻辑被用于以编程的方式选择性地断开和闭合开关。例如，根据预先编程的逻辑，处理系统110a的开关选择性地断开和闭合以将电荷积分器与传感器电极耦合、选择将耦合在电荷积分器与传感器电极之间的一个或多个电阻，将电荷积分器从传感器电极去耦合，以及在电荷积分的时期之间重置电荷积分器。开关的选择性断开和闭合的序列和时序可以完全被预先编程和/或可以被编程为以特定方式响应于测量的条件而动态地执行，所述测量的条件诸如干扰的水平、干扰的类型和/或干扰的频率范围。可以被编程成处理系统110a和/或传感器模块310的逻辑并且由该逻辑控制的开关断开和闭合的序列和时序的一些非限制性示例在图5a和5b中呈现。

确定模块320可以被实现为硬件（例如，硬件逻辑和/或其它电路）和/或被实现为硬件和以非瞬态方式存储在计算机可读存储介质中的指令的组合。

在其中执行跨电容性感测的实施例中，确定模块320操作以在跨电容性感测期间计算/确定第一与第二传感器电极之间的跨电容性电容性耦合的改变的测量结果。确定模块320然后使用这样的测量结果来确定包括输入对象（如果有的话）相对于感测区120的位置的位置信息。位置信息可以从电容性图像确定。电容性由确定模块320基于传感器模块310获取的作为结果的信号来确定。要意识到的是，确定模块320操作以对编码后的作为结果的信号进行解码和重新组装来从多个传感器电极的跨电容性扫描构建电容性图像。

在其中利用传感器电极260和/或270执行绝对电容性感测的实施例中，确定模块320也操作以计算/确定绝对电容性耦合的测量结果。关于本文中描述的技术，确定模块320操作以在传感器电极已经被充电到预先确定的电荷之后的期间确定传感器电极（例如，传感器电极270-0）的绝对电容。确定模块320可以使用这些测量结果来确定输入对象是否存在于感测区中。确定模块320还可以使用这些测量结果来确定输入对象关于感测区的位置。用于基于这样的测量结果来确定输入对象的位置的多种技术在本领域中是已知的。

在一些实施例中，处理系统110a包括决定做出逻辑，其基于各种输入来指引诸如传感器模块310和/或确定模块320之类的处理系统110a的一个或多个部分操作在多个不同操作模式中的所选的一个操作模式中，以在预先编程的时间处断开/闭合开关，响应于特定测量的条件而断开/闭合开关，等等。

示例输入设备

图4a图示了根据各种实施例的示例输入设备400a。输入设备400a包括处理系统110a-1，其诸如通过（一个或多个）路由迹线与形成感测区120的传感器电极图案（例如，传感器电极图案200）的一个或多个传感器电极（所描绘的传感器电极270-0）电气地耦合。处理系统110a-1包括传感器模块310-1并且是在图3中描绘的处理系统110a的一个实施例。传感器模块310-1是图3的传感器模块310的一个实施例。如所描绘的那样，传感器模块310-1包括电荷积分器420和电阻性电路元件430a，该电阻性电路元件430a在电荷积分器420的输入与从其测量电容的（一个或多个）任意传感器电极之间提供串联耦合的可选量的电阻。

在各种实施例中，电荷积分器420包括：放大器410、反馈电容器cfb和开关swfb。如本领域中已知的那样，可以利用电荷积分器的其它实现方式。在操作中，典型地对于跨电容性感测固定的或对于绝对电容性感测被调制的经调制的电压被施加在放大器410的非反相输入处。反馈电容器cfb耦合在放大器410的输出与反相输入之间。开关swfb与cfb并联耦合。在绝对电容性感测期间，诸如方波之类的经调制的电压可以与非反相输入耦合，并且可以例如从0v到3v改变；经调制的电压信号可以被施加为vcb，以用于测量用于绝对电容性感测的（一个或多个）传感器电极。vfinger表示由手指或其它输入对象140通过与传感器电极270-0的交互引入的电压。

在绝对电容性感测期间，放大器410的反相输入通过电阻性电路元件430a与诸如传感器电极270-0之类的传感器电极串联耦合。在利用放大器410的电荷积分期间，来自放大器410的输出的反馈允许放大器410的反相输入处的电压电势通过被施加于放大器410的非反相输入的电压来设定并跟随该电压。

电阻性电路元件430a包括作为电阻性电路元件430a的部分并与电阻性电路元件430a耦合的两个并联的开关sw0和sw1以及两个并联的电阻器r0和r1。如所描绘的那样，sw0与r0串联，而sw1与r1串联。出于示例的目的，在一个实施例中：r0具有4.5k欧姆的电阻；sw0具有280欧姆的电阻；r1具有2.2k欧姆的电阻；以及sw1具有280欧姆的电阻。当被传感器模块310-1选择性地闭合时，这些开关在至少一个传感器电极与放大器410的反相输入之间串联耦合它们相关联的串联电阻器的电阻以及开关自身的电阻（其虽然小但不可忽略）。当swfb断开并且sw0和sw1的一个或多个闭合时，电荷积分器420对其耦合到的传感器电极上的电荷（ct和cb）进行积分，并输出代表ct上的电荷的总水平加上cb上的电荷的总量的电荷积分电压vci。

在积分阶段期间，双元件单极防混叠低通滤波器由电阻性电路元件430a的所选电阻以及背景电容ct&cb形成，该背景电容ct&cb典型地为大约50-200pf的电容并且通过由处理系统110-a1设定和提供的电压vcb来充电。该低通滤波器在绝对电容性感测期间对通过ct耦合的手指耦合的噪声进行滤波。手指耦合的噪声可以是任何类型的噪声，但是常常包括充电器噪声和/或显示噪声。例如，显示噪声可以从与触摸屏共位或是其部分的显示器与测量的传感器电极耦合。常常噪声分量具有在800khz以上的高阶谐波。在一个实施例中，当被单独选择时，r0提供期望电阻，所述期望电阻为该防混叠低通滤波器将指定的低的3db截止频率建立在800khz与1.5mhz之间的频率处。例如，在一个实施例中，设计r0的值，使得由r0和cb形成的低通滤波器的3db截止频率为1mhz，并且阻挡在该频率以上的任何信号。

如之前所讨论的那样，在单个步骤中r0的大小的电阻器中的突然切换可能引起至放大器410的反相输入中的电压尖峰，所述电压尖峰导通开关sw0-sw1、430a和swfb的体二极管，从而导致电荷ct的不精确的积分。折衷方案将是使用更小的电阻器，但是这将把防混叠滤波器的3db截止频率设定得更高并且让太多噪声通过。为了防止该尖峰并且仍然利用适当地设定大小的电阻器用于将3db截止频率设定在800khz到1.5mhz范围中，在一些实施例中，开关sw1可以与开关sw0的闭合同时或者在开关sw0的闭合之前不久被传感器模块310-1闭合。

现在参照图5a，图5a图示了根据一些实施例的用于利用图4a的输入设备的绝对电容性感测的时序图500a。在图5a中，高信号闭合开关而低信号断开开关。时间段t1到t3表示第一积分阶段；t3到t4表示延迟，t4到t5表示重置阶段；t5到t6表示延迟；t6到t8表示第二积分阶段；t8到t9表示延迟；以及t9到t10表示第二重置阶段。

继续参照图5a，在时间t1处，swfb断开并且sw0和sw1二者闭合。当swfb断开并且sw0和sw1中的任一个或二者闭合时，积分开始。考虑其中r1小于r0（例如，r0大小的一半）的实施例，使得当r0和sw0的第一串联电阻与r1和sw1的第二串联电阻并联时，电路元件430a的总的所选电阻被变更为变得小于r0的电阻加上sw0的电阻。在与sw0同时或者在sw0之前不久并且接近积分的开始部分闭合sw1之后，sw1然后可以在积分阶段期间稍后在时间t2处被传感器模块310-1断开，使得电路元件430a的电阻增加到r0的电阻加上sw1的电阻。因而，当使用较高截止频率时，存在从t1到t2的短时期的积分阶段，然后从t2到t3的积分的剩余部分以当仅闭合sw0时发生的较低截止频率发生。

继续参照图5a，当sw0和sw1二者断开时，电荷积分在t3处停止。swfb从t4到t5闭合，而sw0和sw1二者断开，以便在积分时期之间重置cfb。在从t5到t6的延迟之后，然后可以如上文所描述的那样通过与闭合sw0同时或者在闭合sw0之前不久闭合sw1来在t6处发起另一积分阶段以发起积分。在积分阶段的开始之后，在t7处，sw1可以如上文所描述的那样断开，使得可以利用由cb和r0加上sw0的电阻的串联电阻组成的防混叠低通滤波器来执行积分。在从t8到t9的延迟之后，swfb从t9到t10闭合以重置cfb。积分和重置的该过程可以被重复许多次。

现在参照图4b，图4b图示了根据各种实施例的示例输入设备400b。输入设备400b包括处理系统110a-2，其诸如通过（一个或多个）路由迹线与形成感测区120的传感器电极图案（例如，传感器电极图案200）的一个或多个传感器电极（所描绘的传感器电极270-0）电气地耦合。处理系统110a-2包括传感器模块310-2并且是在图3中描绘的处理系统110a的一个实施例。传感器模块310-2是图3的传感器模块310的一个实施例。如所描绘的那样，传感器模块310-2包括电荷积分器420和电阻性电路元件430b，该电阻性电路元件430b在电荷积分器420的输入与从其测量电容的（一个或多个）任意传感器电极之间提供串联耦合的可选量的电阻。

在绝对电容性感测期间，放大器410的反相输入通过电阻性电路元件430b与诸如传感器电极270-0之类的传感器电极串联耦合。输入设备400b与输入设备400a的不同之处在于，电阻性电路元件包括与更大数量的电阻性选择相关联的更大数量的开关，使得不只是r1和sw1可用于变更（降低）r0加上sw0的电阻，并且因而变更电路元件430b提供的整体电阻，以防止在利用电荷积分器420的积分的开始时的电压尖峰。

电阻性电路元件430b包括作为电阻性电路元件430b的部分并与电阻性电路元件430b耦合的四个并联的开关sw0、sw1、sw2、sw3和三个并联的电阻器r0、r1和r2。如所描绘的那样，sw0与r0串联；sw1与r1串联；以及sw2与r2串联。出于示例的目的，在一个实施例中，r0具有4.5k欧姆的电阻；sw0具有280欧姆的电阻；r1具有2.2k欧姆的电阻；sw1具有280欧姆的电阻；r2具有1.1k欧姆的电阻，sw2具有280欧姆的电阻；以及sw3具有140欧姆的电阻。当被传感器模块310-1、开关sw0、sw1和sw2选择性地闭合时，它们相关联的串联电阻器的电阻以及它们自己的开关电阻（其虽然小但不可忽略）在被测量的（一个或多个）传感器电极与放大器410的反相输入之间串联。当开关sw3闭合时，其仅将其开关电阻串联耦合在被测量的（一个或多个）传感器电极与放大器410的反相输入之间。当swfb断开并且sw0和sw1的一个或多个闭合时，电荷积分器420对其耦合到的传感器电极上的电荷ct+cb进行积分，并输出代表电荷触摸和背景电荷（ct+cb）的总水平的电荷积分电压vci。

在积分阶段期间，双元件单极防混叠低通滤波器由电阻性电路元件430b的所选电阻以及背景电容ct和cb形成，该背景电容ct和cb典型地为大约50-200pf的电容并且通过由处理系统110-a2设定和提供的电压vcb来充电。该低通滤波器对通过ct耦合的手指耦合的噪声进行滤波。在一个实施例中，当被单独选择时，r0提供期望电阻，所述期望电阻为该防混叠低通滤波器将指定的低的3db截止频率建立在800khz与1.5mhz之间的频率处。例如，在一个实施例中，设计r0的值，使得由r0和cb形成的低通滤波器的3db截止频率为1mhz，并且阻挡在该频率以上的任何信号。

如之前所讨论的那样，在单个步骤中r0的大小的电阻器中的突然切换可能引起至放大器410的反相输入中的电压尖峰，所述电压尖峰导通开关sw0-sw4、430b和swfb的体二极管，从而导致电荷ct+cb的不精确的积分。为了防止该尖峰并且仍然利用适当地设定大小的电阻器用于将3db截止频率设定在800khz到1.5mhz范围中，在一些实施例中，开关sw1、sw2和sw3中的一个或多个可以与开关sw0的闭合同时或者在开关sw0的闭合之前不久被传感器模块310-1闭合。与电路元件430a相比，除了（通过r1中的切换获得的）第一电阻和（通过同时在r1和r2中的切换获得的）第二电阻之外，电路元件430b还可以将电路元件变更为多个电阻。

现在参照图5b，图5b图示了根据一些实施例的用于利用图4b的输入设备的绝对电容性感测的时序图500b。在图5b中，高信号闭合开关而低信号断开开关。时间段t1到t3表示第一积分阶段；t3到t4表示延迟，t4到t5表示重置阶段；t5到t6表示延迟；t6到t8表示第二积分阶段；t8到t9表示延迟；以及t9到t10表示第二重置阶段。

继续参照图5b，在时间t1处，swfb断开并且sw0、sw1、sw2和sw3全都闭合。当swfb断开并且sw0、sw1、sw2和sw3的任何组合闭合时，积分开始。考虑其中r1是4.5k欧姆且sw3是140欧姆的上文描述的实施例，当sw3在与sw0、sw1和sw2的任何组合中闭合时，电路元件430b的总的所选电阻被变更为变得小于140欧姆的电阻。在与sw0同时或者在sw0之前不久并且接近积分的开始部分闭合sw1、sw2和sw3之后，sw3、sw2和sw1然后可以在积分阶段期间稍后在相应的接连的时间t2a、t2b和t2c处被传感器模块310-1断开，使得电路元件430b的电阻通过多个分立的电阻而逐步增加，直到其最终被设定为r0的电阻加上sw1的电阻为止。因而，当使用较高截止频率时，存在从t1到t2a的短时期的积分阶段。截止频率在t2a处被降低、在t2b处被再次降低以及在t2c处被最后一次降低，在此之后，从t2c到t3的积分阶段的剩余部分以当仅闭合sw0时发生的最低截止频率发生。

继续参照图5a，当开关sw0、sw1、sw2和sw3的全部都处于断开状态中时，电荷积分在t3处停止。swfb从t4到t5闭合，而sw0、sw1、sw2和sw3保持断开，以便在积分的时期之间重置cfb。在从t5到t6的延迟之后，然后可以如上文所描述的那样通过与闭合sw0同时或者在闭合sw0之前不久闭合sw1、sw2和sw3来在t6处发起另一积分阶段以发起积分。在积分阶段的开始之后，在时间t7a处，sw3如上文所描述的那样断开，使得逐步增加电路元件430b的整体电阻。在时间t7b处，sw2断开并且再次逐步增加电路元件430b的整体电阻。在时间t7c处，sw1断开并且在该积分阶段期间最后一次逐步增加电路430b的整体电阻，并利用由cb和r0加上sw0的电阻的串联电阻组成的防混叠低通滤波器从t7c到t8执行积分。在从t8到t9的延迟之后，swfb从t9到t10闭合以重置cfb。积分和重置的该过程可以被重复许多次。

应当意识到的是，通过测量噪声的量和特性，诸如处理系统110a-2之类的处理系统可以将电阻性元件430b（或者具有更大或更小数量的可能电阻性设定的类似电阻性元件）的电阻动态地调整至适当水平以滤出所测量的噪声（如果有的话）。例如，如果没有测量到噪声或者测量到非常少的噪声，则传感器模块310-2可以被编程为在积分期间仅闭合开关sw3并且基本上没有滤波将要发生。如果存在非常高频率的噪声（诸如在3mhz以上），则可以选择诸如r1之类的较小的电阻，使得防混叠低通滤波器的截止频率上升，甚至高于1.5mhz到3mhz。当基于所测量的干扰适当时，动态地选择较小的电阻并因此选择较高的截止频率与当默认地选择较大的电阻时相比还将导致更短的稳定时间并且因而允许更快地做出电容性测量。例如，在一些实施例中，用于电阻性部件430b的电阻设定选项可以与各种噪声频率相关联地存储在查找表或其它存储机构中。在一些这样的实施例中，处理系统110a-2测量噪声，然后根据所测量的干扰的频率从存储机构选择适当的预先编程的电阻性设定和开关闭合/断开指令。

示例操作方法

图6a、6b和6c图示了根据各种实施例的电容性感测的方法的流程图600。下面描述的方法是绝对电容性感测的方法。将参照图1、2、3、4a、4b、5a和5b中的一个或多个的元件和/或部件来描述该方法的过程。要意识到的是，在一些实施例中，所述过程可以按照与所描述的不同的顺序来执行，所描述的过程中的一些可以不被执行，和/或可以执行对那些描述的一个或多个附加过程。

参照图6a，在流程图600的过程610处，在一个实施例中，通过电路元件将电荷积分器与传感器电极耦合，其中该电路元件具有第一电阻。参照图4a和4b，这可以包括将电荷积分器420与从其测量电荷的一个或多个传感器电极耦合。该耦合通过闭合电阻性电路元件430a（图4a）或430b（图4b）中的开关中的一个或多个来发生。

继续参照图6a，在流程图600的过程620处，在一个实施例中，接近积分阶段的开始部分，选择性地闭合与电路元件耦合的第一开关以将第一电阻变更为第二电阻，其中第二电阻低于第一电阻。在图4a和4b中，积分阶段当swfb断开并且电路元件430（430a或430b）中的任何开关闭合时开始。考虑其中r0是电路元件430中的最大电阻器并且被设定大小以将防混叠低通滤波器的预先确定的截止频率设定在800khz与1.5mhz之间（如上文所讨论的那样）的实施例。为了防止至放大器410的反相输入的电压尖峰，与电路元件430中的最大电阻r0串联的开关sw0不被首先或单独闭合。代替地，电路元件430（430a或430ｂ）中的一个或多个其它较低电阻被首先或者另外与sw0的闭合同时地切换，使得电路元件的整体电阻足够低而不发生之前提及的电压尖峰或者将其减小到不引起不合乎期望的影响的较小大小。不引起电压尖峰或者将电压尖峰保持在引起对电荷积分器240内的体二极管的不合乎期望的影响的水平以下的电阻的可接受水平可以被预先确定。用于选择电阻的该可接受水平的开关设定被预先编程并存储在处理系统110a（即，如上文所描述的110a-1或110-a2）的逻辑或其它存储器/储存器中，使得它们可以被处理系统110a或其部件（诸如传感器模块310）选择性地设定。参照图4a和时序图5a，在一个实施例中，这包括在开关sw0之前或与开关sw0同时闭合开关sw1。

继续参照图6a，在流程图600的过程630处，在一个实施例中，在积分阶段中操作电荷积分器以对其已经耦合到的一个或多个传感器电极上的电荷进行积分。在swfb断开并且电路元件430（430a、430b）中的一个或多个开关闭合的情况下，电荷积分器420对耦合到放大器410的反相输入的电荷进行积分，并输出代表电荷水平的电荷积分电压vci。

确定模块320操作以将vci的值解释为所测量的电荷的特定水平。当在传感器电极图案（例如，200）的足够的传感器电极上对电荷进行积分时，确定模块320操作以解释所测量的电荷来确定输入对象140是否正在与诸如传感器电极图案200之类的传感器电极图案交互，并且如果是的话，则确定输入对象140在何处正与诸如传感器电极图案200之类的传感器电极图案交互。

参照图6b，如流程图600的过程640中所图示的那样，在一些实施例中，如在610-630中所描述的方法还包括在积分阶段的比开始部分晚的部分处选择性地断开第一开关，使得电路元件从第二电阻被变更至第一电阻。参照图4a和5a，积分阶段的开始部分接近时间t1发生，并且开关sw1的断开在图5a中图示在时间t2处，时间t2在时间t1之后。在其中r1在电阻方面低于r0的上文讨论的实施例中，断开sw1使电路元件430a的电阻逐步增加至r0的电阻（或者更精确地，r0加上sw0的电阻，当sw0具有非无关紧要的电阻时）。在一个实施例中，设计r0的电阻，使得当仅开关sw0在电路元件430a中闭合时，处理系统110a-1已经选择性地将低通防混叠滤波器的截止频率设定在800khz与1.5mhz之间的频率处。在图5a中，积分阶段在t1与t3之间发生，并且积分以设定在800khz与1.5mhz之间的截止频率从时间t2到时间t3发生（确切的截止频率取决于cb和r0的值，但是在一个实施例中大约处于该范围中）。以该方式，防混叠滤波器的电阻在电荷积分的时期期间随时间改变。

如图5a中所图示的那样，以电路元件430a中选择的较低的第二电阻发起积分阶段的该过程可以通过在积分阶段开始时在sw0之前或者与sw0同时地闭合sw1来重复一次或某个多次。同样地，在这些积分阶段的开始部分之后，sw1可以被断开以将电路元件430a从第二电阻变更至更高的第一电阻，该第一电阻与当积分阶段继续不减弱时仅闭合sw0相关联。

参照图6c，如流程图600的过程650中所图示的那样，在一些实施例中，第一开关是与电路元件430（例如，430b）耦合并且作为电路元件430（例如，430b）的一部分的多个其它开关之一，并且如610-630中所描述的方法还包括利用整体多个开关来将电路元件430（例如，430b）变更至除了第一电阻和第二电阻之外的多个电阻。这样的实施例的示例已经被结合图4b和5b在本文中图示并描述。例如，如果开关sw1被考虑为第一开关，则多个其它开关是sw0、sw2和sw3。

在一些实施例中，接近积分阶段的开始部分同时闭合整体多个开关（在该示例中的sw0、sw1、sw2和sw3）中的至少三个。例如，并且参照图4b和5b，这可以包括处理系统110a-2或其部件（诸如传感器模块310-2）同时闭合所有开关sw0、sw1、sw2和sw3。可替换地，可以在闭合sw0稍微之前闭合sw1、sw2和sw3中的一个或多个。开关sw0、sw1、sw2和sw3中的任何一个或多个的闭合发起积分阶段。稍后，在积分阶段已经开始之后，闭合的开关中的至少两个被接连断开，使得电路元件430b通过多个分立的电阻而逐步增加至与在积分阶段期间仅闭合开关sw0相关联的第一电阻。这的一个示例在图5b中图示，其中sw3在时间t2a处断开，然后sw2在时间t2b处断开，并最后sw1在时间t2c处断开。以该方式，防混叠滤波器的电阻在电荷积分的时期期间随时间改变。

在一个实施例中，设计r0的电阻，使得当在电路元件430b中仅闭合开关sw0时，处理系统110a-2已经选择性地将低通防混叠滤波器的截止频率设定在800khz与1.5mhz之间的频率处。在图5b中，积分阶段在t1与t3之间发生，并且积分以选择性地设定在800khz与1.5mhz之间的可选择的截止频率从时间t2c到时间t3发生（确切的截止频率取决于ct、cb和r0的值，但是在一个实施例中大约处于该范围中）。

如图5b中所图示的那样，以电路元件430b中选择的较低的电阻发起积分阶段然后逐步增加至较高电阻的该过程可以被重复一次或某个多次。同样地，在这些积分阶段的开始部分已经以较低的电阻发起之后，当积分阶段继续不减弱时，电路元件430b中的一个或多个闭合的开关可以被断开以在一个或多个步骤中将电路元件430b从较低的起始电阻变更至所选的较高电阻。

呈现了本文中所阐述的示例以便最佳地解释、描述特定应用以及由此使得本领域技术人员能够做出和使用所描述的示例的实施例。然而，本领域技术人员将认识到的是，仅仅出于说明和示例的目的，已经呈现了前面的描述和示例。如所阐述的描述不意在是详尽的或者将实施例限制于所公开的确切形式。