信号处理电路、信号处理方法、位置检测装置及电子设备的制造方法_3

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4的栅极控制信号SW2而被进行导通/截止控制(开闭控制),在其导通期间(关闭期间),将通过构成钳位电路的开关电路31a而钳位为预定的电压的接收导体IlX连接到电容器电路31c。电容器电路31c经由栅极电路31b而储存与接收导体IlX被钳位而设定的预定的电压对应的电荷。与储存到电容器电路31c中的电荷对应而在电容器电路31c中产生的电压通过ADC31d转换为数字信号。
[0088]在图5的例中,通过基准电压设定电路31Y而设定所述预定的电压。另外,在图5的例中,为了简化说明,在信号处理电路31内设置基准电压设定电路31Y。但是,基准电压设定电路31Y不需要设置在信号处理电路31内。只要构成为开关电路31a的另一端和电容器电路31c的另一端成为期望的电压即可。
[0089]在该实施方式中,由于使用被提供电源电压Vdd的单一电源,所以将由基准电压设定电路31Y设定的基准电压Vref设为电源电压Vdd的2分之I (Vref = 1/2.Vdd),由此,在手指触摸检测执行期间TFm中,能够可靠地检测从接收导体IlX获得的接收信号的上升沿和下降沿的双方。简单地说,即使发送信号为中的任一个,在电容器电路31c中都能够以适当的信号电平产生电压变化,使得在发送信号为“I”的情况下,在电容器电路31c中产生的电压大于基准电压Vref ( = 1/2.Vdd),相反地,在发送信号为“O”的情况下,在电容器电路31c中产生的电压小于基准电压Vref ( = 1/2.Vdd)。
[0090]另外,在图5所示的信号处理电路31中,在手指触摸检测执行期间TFm中,开关电路31a及电容器电路31c、ADC31d构成为被设定相同的基准电压Vref( = 1/2 ^Vdd),但不一定需要分别设定为相同的电压。
[0091]但是,如图5所示,若开关电路31a及电容器电路31c、ADC31d被设定为相同的电位,则在基准电压变动的情况下,它们受到相同的电压变动的影响,存在在这些开关电路31a、电容器电路31c、ADC31d之间实质上被排除电压变动的影响的优点。
[0092]在第一实施方式的信号处理电路31A中使用的ADC31d成为多重积分型ADC。
[0093]图6是用于说明ADC31d的结构例的图,包括比较器dl、A-D控制逻辑部d2、电流输出型 DAC (Digital Analog Converter,数字模拟转换器)d3。
[0094]并且,在后面也叙述,在手指触摸检测执行期间TFm中,由于在信号处理电路31A的电容器电路31c的另一端侧上通过开关电路31e而被施加基准电压Vref,所以以该基准电压Vref为基准电压,作为从接收导体IlX被提供的接收信号的电荷通过栅极电路31b预定时间提供给电容器电路31c而被储存,在电容器电路31c中保持与其储存的电荷对应的电压。在该电容器电路31c中保持的电压通过ADC3Id而转换为数字信号。若表示在ADC31d中进行的A-D转换处理的概要,则如下所述。
[0095]S卩,在ADC31d中,将来自电流输出型DACd3的参照电流(图6所示的64IREF?IIREFdREF是预定的基准电流值))提供给电容器电路31c和构成ADC31d的比较器dl之间。该参照电流被设定为抵消在电容器电路31c中保持的电荷。由此,进行在电容器电路31c中对该参照电流进行逆积分的处理,通过该逆积分处理,生成与在电容器电路31c中保持的电荷对应的数字信号。
[0096]此时,在比较器dl中,对通过使用了参照电流IREF的逆积分处理而变化的在电容器电路31c中产生的电压和基准电压Vref进行比较,且该比较结果提供给A-D控制逻辑部d2,检测在电容器电路31c中产生的电压的极性是否切换。并且,通过在ADC31d中重复逆积分一比较一极性反转检测这样的一系列的处理,从而A-D控制逻辑部d2测量与在电容器电路31c中保持的电荷对应的处理时间。另外,虽然未图示,但A-D控制逻辑部d2包括基于时钟信号CLK而动作的计数器、对该计数器的复位定时或计数值的输出定时等进行控制的控制器等。
[0097]另外,作为将在构成信号处理电路31A的电容器电路31c中产生的电压转换为数字信号的ADC,并不限定于上述的积分型ADC,但在将上述的信号处理电路31A和积分型ADC31d进行了组合的情况下,积分型ADC31d通过以预定的基准电流来抵消在构成信号处理电路31A的电容器电路31c中保持的电荷,能够输出与在电容器电路31c中保持的电荷对应的数字信号。即,构成信号处理电路31A的电容器电路31c还作为积分型ADC31d的结构元素发挥作用,在信号处理电路31A和积分型ADC31d作为集成电路而一体构成的情况下成为合适的组合。
[0098][信号处理电路31A的手指触摸检测执行期间TFm中的动作]
[0099]图7是用于说明第一实施方式的信号处理电路31A的动作的定时图。图7A表示在发送信号生成电路21中生成的发送信号(发送码)的具体例。此外,图7B表示通过发送信号生成电路21及信号极性反转电路22而提供给发送导体12Y的信号的状态。此外,图7C表示来自接收导体IlX的接收信号经由构成信号处理电路31A的栅极电路31b而被提供的电容器电路31c中的信号的状态。
[0100]此外,图7D表示从控制电路204提供给开关电路31a的切换控制信号SW1。图7E表示从控制电路204提供给栅极电路31b的栅极控制信号SW2。图7F表示ADC31d中的A-D转换定时。
[0101]如图7A所示,在该例中,设为提供给发送导体12Y的信号(发送码)为例如“0010”。如该例的发送信号所示,在“O”连续或者相反地“I”连续的情况下,不能适当地设置发送信号的上升沿或下降沿,在电容器电路31c中不能产生与发送信号的信号电平的变化对应的静电电容的变化。
[0102]因此,在图7A的发送码为“O”的情况下,在图7B中以“I — O”设为下降沿波形。在图7A的发送码接着为“O”的情况下,在图7B中事先设为“O — I”而准备下降沿波形的生成。在图7A的发送码为“I”的情况下,在图7B中以“O —I”设为上升沿波形。在图7A的发送码接着为“I”的情况下,在图7B之间事先设为“I — O”而准备上升沿波形的生成。
[0103]这样,为了在对于发送导体12Y的信号发送之前调整发送信号的极性(高电平/低电平),设置有由控制电路204所控制的信号极性反转电路22。
[0104]与图7A所示的发送信号(发送码)的信号电平对应的信号电平的信号提供给发送导体12Y。在图7的例中,在发送信号为“O”的情况下,提供给发送导体12Y的信号的信号电平为下降沿波形,在发送信号为“I”的情况下,提供给发送导体12Y的信号的信号电平为上升沿波形。在图7B中,用时刻Sd来表示发送信号的信号电平可能变化的定时。
[0105]以上,在发送信号中“O”连续或者相反地“I”连续的情况下,使要提供给发送导体12Y的信号的信号电平暂时极性反转,从而即使在发送信号中“O”连续或者在发送信号中“I”连续,在电容器电路31c中也产生静电电容的变化。另外,在该例中,将与发送信号“O”对应地将信号电平设为低电平,但明白也能够与信号电平“O”对应地将信号电平设为高电平。此外,发送信号也可以进行PSK调制(尤其是BPSK调制)。
[0106]在通过图7E所示的栅极控制信号SW2而栅极电路31b成为截止(打开状态)之后,开关电路31a通过图7D所示的切换控制信号SWl而导通。由此,如图7C所示,接收导体IlX的电压被迅速地钳位为基准电压Vref。另外,在图7D的例中,开关电路31a在时刻tl导通,但并不限定于该时刻,只要在从A-D转换开始时刻t6至A-D转换结束时刻t7为止的期间导通即可。即使选择哪个,开关电路31e在从A-D转换开始至A-D转换结束为止都不切换。
[0107]如图7D所示,开关电路3Ia直到下一个发送信号的信号电平的变化定时的时刻Sd前为止截止。由此,将接收导体IlX的电压钳位为基准电压Vref的处理完成。另外,在图7D的例中,开关电路31a在时刻t3截止,但并不限定于该时刻,只要直到下一个发送信号的信号电平的变化定时的时刻Sd前为止的时刻截止即可。即,开关电路31a只要在A-D转换处理结束后、且接收导体IlX的电压钳位为基准电压Vref之后且电压稳定的时刻t2至时刻Sd之间的cp的期间,切换为截止即可。
[0108]栅极电路31b能够从A-D转换的结束后的时刻t2(图7E中的虚线箭头时刻)设为导通(关闭状态),但在该实施方式中,如图7E所示,通过栅极控制信号SW2,在发送信号的信号电平可能变化的定时时刻Sd成为导通(关闭状态)。并且,通过该栅极电路31b被控制为导通(关闭)状态,在电容器电路31c中储存与接收导体IlX的电压对应的电荷。
[0109]在时刻Sd导通的栅极电路31b在提供给发送导体12Y的信号的信号电平可能切换的时刻Sj之前的时刻t5,比A-D转换开始时刻t6之前截止(打开状态)。通过栅极电路31b截止(打开状态),在电容器电路31c中保持与接收信号的信号电平对应的电压。在该电容器电路31c中保持的电压通过ADC31d进行A-D转换,从而从ADC31d输出与接收信号的信号电平对应的数字信号。
[0110]在连接到接收导体IlX的电容器电路31c中根据提供给发送导体12Y的信号对应地生成的电压波形大致成为如图7C所示的信号波形。S卩,在图7C中,如由符号cp表示的直线部分所示,在切换发送信号的信号电平的时刻Sd之前的预定期间中,开关电路31a导通,从而接收导体IlX被钳位为基准电压Vref (Vref = 1/2.Vdd)。
[0111]并且,如图7C所示,与提供给发送导体12Y的信号对应的接收信号提供给连接到接收导体IlX的信号处理电路31A。即,通过被钳位为基准电压Vref的接收导体IlX经由栅极电路31b连接到电容器电路31c,在电容器电路31c中,产生与信号电平以基准电压Vref为中心电压而变动的接收信号对应的电压。并且,如图7F所示,通过上述的ADC31d,电容器电路31c的电压转换为数字信号。
[0112]在ADC31d中的电容器电路31c中保持的电压的A-D转换处理在时刻t5以后的时刻t6开始A/D转换处理,在时刻t7结束,输出与在电容器电路31c中保持的电压对应的数字信号。另外,ADC31d通过来自控制电路204的动作控制信号CT,控制为在图7F所示的动作定时动作。
[0113]另外,时刻tl、t2、t3、t4、t5、t6、t7、Sd、Sj分别基于在时钟产生电路40中产生的时钟信号CLK,在控制电路204中设定。
[0114][信号处理电路31A的自身电容测定期间TFss、TFse中的动作]
[0115]图8是用于说明自身电容测定期间TFSS、TFSe中的信号处理电路31A的开关电路31a、31e的切换状态的转移及栅极电路31b的开闭状态的转移的图。如图5所示,控制电路204具有通过对这些开关电路31a、31e及栅极电路31b提供切换控制信号SW1、SW3及栅极控制信号SW2,从而如后所述那样将接收导体IlX暂时设定为预定的电压且在由开关电路构成的栅极电路31b的一端和另一端之间设定预定的电位差的功能。即,控制电路204具有电压供给控制电路的功能。
[0116]另外,如前所述,开关电路31e在手指触摸检测执行期间TFm中,成为连接到端子Si,在电容器电路31c的另一端上被施加基准电压Vref的状态,但在该自身电容测定期间TFss, TFse中,不使用该端子sl。因此,为了简化说明,在图8中省略开关电路31e的端子sl ο
[0117]在图8中,连接到接收导体IIX的电容Cx表示自身电容。该自身电容Cx包括接收导体IlX的模式电容和寄生电容,在手指接触到接收导体IlX时,通过其触摸而增加人体的电容量。
[0118]另外,在该实施方式中,在自身电容测定期间TFss和自身电容测定期间TFse,进行完全相同的动作,在各个期间检测接收导体Iix的自身电容。因此,以下说明的自身电容测定动作是自身电容测定期间TFss和自身电容测定期间TFse中都执行的动作。图9是表示自身电容测定期间TFss、TFse中的控制电路204对于信号处理电路31A的控制的流程的一例的流程图。在该图9中主要表示为了执行自身电容测定动作,控制电路204控制信号处理电路31A的开关电路31a、31e的切换状态及栅极电路31b的开闭状态的动作。
[0119]如前所述,在自身电容测定期间TFss、TFse中,发送部20设为不动作,因此,在接收部30中,不进行处理接收信号的动作,如以下所说明,控制电路204在信号处理电路31A中进行如上述的电压的切换控制,进行基于该电压的切换控制的自身电容的测定。
[0120]另外,自身电容测定期间TFss、TFse的长度可以比手指触摸检测执行期间TFm的长度短。在该实施方式中,相对于手指触摸检测执行期间TFm的长度成为作为发送信号的正交码(扩散码)的47个码片量(I个码片量为扩散码的I个码“I”或者“O”的时间长度量)的时间长度,自身电容测定期间TFss、TFse的长度成为正交码的I个码片左右的时间长度。
[0121]如图9所示,控制电路204监视自身电容测定期间TFss或者TFse的开始时刻(步骤S101),若判别为成为自身电容测定期间TFss或者TFse的开始时刻,则进行如以下说明的自身电容测定动作。
[0122]即,首先,控
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