CN102662518B - 讯号噪声比例控制***及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种讯号噪声比例控制***，以降低噪声干扰，此讯号噪声比例控制***包含触碰传感器、触控集成电路，以及准位偏移器。触碰传感器由驱动信号所驱动，并依据被触碰的状况输出模拟信号。触控集成电路产生驱动信号，并依据模拟信号提供分压电压。准位偏移器依据分压电压的电压准位，调整驱动信号的电压准位。

Description

讯号噪声比例控制***及其方法

技术领域

本发明是有关于一种触控面板的方法与装置，且特别是有关于一种降低触控面板噪声的方法与装置。 

背景技术

随着社会的发展和技术的进步，各类触控面板被应用于个人计算机及行动电话等设备中，现阶段由于无线网络兴起，过去传统输入装置如键盘、鼠标、轨迹球等产品，已经无法符合市场需求，而触控面板因具备简单操作、容易使用的特性，被广泛应用在各项消费性电子终端产品上，其中，电容式触控面板的应用越来越广泛。

由于人体可视为导体，当手指靠近带电的电极时，手指与电极之间的电容将会改变，故电容式触控面板当中的触碰传感器(Touch sensor)一般是以导电电极来设计。当手指或触碰笔碰到触控面板上的特定定点，而使该特定定点的电容值改变时，此改变的电容值会反应出被触碰的特定定点的位置，以提供给计算机***使用。

然而，触碰传感器所输出的模拟信号经常会受到噪声的干扰，如电源噪声、显示模块噪声或是无线电波的干扰，使得计算机***无法正确地判断触碰传感器的状态，影响显示装置的动作以及质量。

发明内容

 因此，本发明的一目的是提供一种讯号噪声比例控制***，藉由侦测触碰传感器上的噪声变化，选择准位适当的驱动电压，以节省功率消耗。

依据本发明一实施例，讯号噪声比例控制***用来降低噪声干扰，该讯号噪声比例控制***包含一触碰传感器、一触控集成电路，以及一准位偏移器。该触碰传感器由一驱动信号所驱动，并依据被触碰的状况输出至少一模拟信号，触控集成电路产生驱动信号，并依据该模拟信号，提供一分压电压；准位偏移器依据分压电压的准位，调整驱动信号的电压准位。

本发明的另一目的是提供一种讯号噪声比例控制方法，藉由侦测触碰传感器上的噪声变化，选择准位大小适当的驱动电压，以节省功率消耗。

依据本发明的另一实施例，讯号噪声比例控制方法用以降低噪声干扰，该讯号噪声比例控制方法首先将一模拟信号转换为复数组数字原始信号，然后分析数字原始信号，根据数字原始信号的分析结果，决定是否需要切换一驱动信号的准位；当驱动信号的准位需调整，选择一新分压电压；依据新分压电压或是一原分压电压，调整驱动信号的准位，接着以驱动信号驱动一触碰传感器。

以上实施例的讯号噪声比例控制***以及讯号噪声比例控制方法，可以依据目前的噪声状况，动态得调整驱动电压的准位，驱动电压不需要一直维持在高电压的状态下，因此可以降低功率消耗。

附图说明

 为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

图1是绘示本发明一实施方式讯号噪声比例控制***的方块图。

图2是绘示本发明一实施方式电压选择电路的电路图。

图3是其绘示本发明一实施方式讯号噪声比例控制方法的流程图。

【主要组件符号说明】

101：触碰传感器            103：触控集成电路

105：准位偏移器            107：模拟信号

109：驱动信号              111：分压电压

113：模拟数字转换器        115：微控制单元

117：原始数据分析电路      119：电压选择电路

121：驱动信号产生电路      123：数字原始信号

125：选择控制信号          201：电阻串

203：电阻                     205：开关组件

301~311：步骤              A：端点

B：端点                    C：第一端

D：第二端                  V1：供应电压

VDD：原始供应电压        Vref：分压电压。

具体实施方式

一般噪声会随着感应到的模拟信号一起传输及放大，因此不容易被抑制。为了减少噪声的干扰，最有效的方法就是提高讯号噪声比，将驱动信号的电压准位提高，使触控集成电路感测到的模拟讯号电压增加，盖过准位较小的噪声信号。

以下实施例的讯号噪声比例控制***以及讯号噪声比例控制方法，可以先侦测目前的噪声状况，然后依据所侦测到的噪声状况，透过电压选择电路选择适当的电压输入到准位偏移器，再由准位偏移器将驱动电压推升至适当的电压，因此不需要一直使用高电压来提高讯号噪声比，可以降低功率消耗。

请参照图1，其是绘示本发明一实施方式讯号噪声比例控制***的方块图。讯号噪声比例控制***用来降低噪声干扰，该讯号噪声比例控制***主要含有触碰传感器(Touch sensor)101、触控集成电路103、以及准位偏移器105。

触碰传感器101由驱动信号109所驱动，并依据被触碰的状况输出模拟信号107。触碰传感器101一般是以导电电极来设计，当手指或触碰笔碰到特定定点而使该特定定点的电容值改变时，该改变的电容值会反应出被触碰的特定定点的位置，以提供给计算机***使用，例如可提供给窗口操作***、Linux操作***，或是Android操作***使用。触碰传感器101的电极设计可分为鑚石图案(Diamond Pattern)型态或是条状图案(Strip pattern)型态或其它电容感应式的电极设计，感测电容变化的方法则可依照其图案形态分为充放电转换法或是RC振荡法，或其它可感测电容的方法。

触控集成电路103负责产生驱动信号109，该驱动信号109可为一种脉波信号(Pulse width signal)，用来驱动触碰传感器101；触控集成电路103会依据触碰传感器101所输出的模拟信号107提供分压电压111，然后再由准位偏移器105依据分压电压111的准位，调整驱动信号109的电压准位，例如可将驱动信号109的电压准位调整至18V，促使模拟信号107的电压准位也相对地提高，增加模拟信号107的信号噪声比，提升抗噪声的能力。必须特别说明的是，倘若噪声的状况允许驱动信号109维持原来的电压准位无需调整，则以原来的驱动信号109驱动触碰传感器101即可，举例来说，倘若噪声的状况不算严重不会导致***失误，则可以原来的3.3V电压驱动触碰传感器101。

触控集成电路103含有模拟数字转换器113、微控制单元115，以及电压选择电路119。模拟数字转换器113负责将触碰传感器101所输出的模拟信号107，转换为数组数字原始信号(Raw data)123，原始信号123的数值代表特定定点充电至一预期电位所耗费的时间，这个时间是以驱动信号109的脉波数目进行累计估算，原始信号123的数值则会与噪声的大小相关，一般来说，原始信号123的数值愈大，代表噪声状况严重，需要将驱动信号109的电压准位提高。

微控制单元115会分析数字原始信号123，并依据数字原始信号123产生选择控制信号125。微控制单元115内含一原始数据分析电路117，负责对数字原始信号123的数值进行分析，挑选出具有特定数值范围的数字原始信号123。举例来说，原始数据分析电路117可挑选出数值范围在总数值范围前20%的数字原始信号123来进行平均。

倘若数字原始信号123的数值范围为0至1000，则可挑选出数值范围为800至1000的数字原始信号123，然后再依据所挑选出的数字原始信号，产生选择控制信号125。举例来说，可对已挑选出数值范围为800至1000的数字原始信号123进行平均以得到数字原始信号平均值，一般而言，噪声状况愈严重，数字原始信号平均值就会增大。然后将此数字原始信号平均值与一默认值进行比较，依照比较结果来产生选择控制信号125。电压选择电路119则依据选择控制信号125，产生分压电压，当噪声状况愈严重时，所产生的分压电压就会具有较高的电压准位。

触控集成电路103另外还含有驱动信号产生电路121，受到微控制单元115的控制，调整驱动信号109的强度以及频率。

请参照图2，其是绘示本发明一实施方式电压选择电路的电路图。电压选择电路内含电阻串201以及数个开关组件205。电阻串201内含串接的数个电阻203，电阻串201的一端点A连接至电压输入端，来接收并分压供应电压V1，此电阻串201的另一端点B则接地。

各个开关组件205的第一端C连接至相应的一电阻203，各个开关组件205的第二端D连接至分压电压输出端，这些开关组件205受到选择控制信号的控制而导通或截止，将电阻203的一电阻端点D连接至分压电压输出端，以输出分压电压Vref。

请参照图3，其是绘示本发明一实施方式讯号噪声比例控制方法的流程图。讯号噪声比例控制方法用来降低噪声干扰，此讯号噪声比例控制方法首先将模拟信号转换为数组数字原始信号(步骤301)，然后分析数字原始信号(步骤303)。不同情况下的噪声所造成的数字原始信号的数值也会不同，可以先使驱动信号的准位等于原始供应电压VDD(3.3V)，然后量测分析各个位置上相应的数字原始信号，以初步得知噪声的状况。

对数字原始信号进行分析的步骤303可先挑选出具有特定数值范围的数字原始信号，例如挑选出数值范围在前20%的数字原始信号，再对被挑选出的数字原始信号进行平均，以取得一原始信号平均值。

接着，根据数字原始信号的分析结果，决定是否需要切换驱动信号的准位(步骤305)，其中是对原始信号平均值与一标准值进行比较，当原始信号平均值大于标准值时，代表噪声严重，驱动信号的准位需要进行切换，则继续选择新分压电压(步骤307)。详细来说，倘若噪声的状况严重，则可选择准位较高的分压电压，倘若噪声的状况减轻，则可选择准位较低的分压电压。

然后再依据新分压电压或是原分压电压，调整驱动信号的准位(步骤309)，必需特别说明的是，倘若在步骤305当中判断出需要切换驱动信号的位准，则依据新分压电压来调整驱动信号的准位；倘若在步骤305当中判断出无需切换驱动信号的准位，则依据原分压电压来调整驱动信号的准位。进一步来说，倘若所选择出来的新分压电压为18V，就可以把驱动信号的准位调整至18V，也就是将驱动信号的准位调整至与分压电压的准位相等，再以此调整过的驱动信号驱动触碰传感器(步骤311)，提高触碰传感器所输出的模拟信号的高讯号噪声比。

以上实施例的讯号噪声比例控制***以及讯号噪声比例控制方法，可以先侦测目前的噪声状况，然后依据所侦测到的噪声状况，透过电压选择电路选择适当的电压输入到准位偏移器，再由准位偏移器将驱动电压推升至适当的电压，因此不需要一直使用高电压来提高讯号噪声比，可以降低功率消耗。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何在本发明所属技术领域当中具有通常知识者者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。 

Claims (8)

1.一种讯号噪声比例控制***，其特征在于：用以降低噪声干扰，该讯号噪声比例控制***包含：

一触碰传感器，由一驱动信号所驱动，并依据被触碰的状况输出至少一模拟信号；

一触控集成电路，以产生该驱动信号，并依据该模拟信号，提供一分压电压；以及

一准位偏移器，以依据该分压电压的准位，调整该驱动信号的电压准位；

其中该触控集成电路包含：

一模拟数字转换器，以将该触碰传感器所输出的该模拟信号，转换为复数组数字原始信号；

一微控制单元，分析该些数字原始信号，并依据该些数字原始信号，产生一选择控制信号；以及

一电压选择电路，以依据该选择控制信号，产生该分压电压；

其中该微控制单元包含一原始数据分析电路，以对该些数字原始信号的数值进行分析，挑选出具有特定数值范围的该些数字原始信号。

2.根据权利要求1所述的讯号噪声比例控制***，其特征在于：其中该微控制单元是依据所挑选出的该些数字原始信号，产生该选择控制信号。

3.根据权利要求1所述的讯号噪声比例控制***，其特征在于：其中该电压选择电路包含：

一电阻串，包含串接的复数个电阻，该电阻串的一端点连接至一电压输入端，以接收并分压一供应电压，该电阻串的另一端点则接地；以及

复数个开关组件，各个开关组件的一第一端连接至相应的一该电阻，各个开关组件的一第二端连接至一分压电压输出端，

其中，该些开关组件是受到该选择控制信号的控制而导通或截止，将该些电阻的一电阻端点连接至该分压电压输出端，以输出该分压电压。

4.根据权利要求1所述的讯号噪声比例控制***，其特征在于：其中该触控集成电路更包含：

一驱动信号产生电路，受到该微控制单元的控制，以调整该驱动信号的强度以及频率。

5.一种讯号噪声比例控制方法，其特征在于：用以降低噪声干扰，该讯号噪声比例控制方法包含：

将一模拟信号转换为复数组数字原始信号；

分析该些数字原始信号；

根据该些数字原始信号的分析结果，决定是否需要切换一驱动信号的准位；

当该驱动信号的准位需调整，选择一新分压电压；

依据该新分压电压或是一原分压电压，调整该驱动信号的准位；以及

以该驱动信号驱动一触碰传感器。

6.根据权利要求5所述的讯号噪声比例控制方法，其特征在于：其中对该些数字原始信号进行分析的步骤包含：

挑选出具有特定数值范围的该些数字原始信号；以及

对被挑选出的该些数字原始信号进行平均，以取得一原始信号平均值。

7.根据权利要求6所述的讯号噪声比例控制方法，其特征在于：其中是对该原始信号平均值与一标准值进行比较，当该原始信号平均值大于该标准值时，代表该驱动信号的准位需要进行切换。

8.根据权利要求6所述的讯号噪声比例控制方法，其特征在于：其中是将该驱动信号的准位调整至与该原分压电压或该新分压电压的准位相等。