CN111868671A - 用于利用基于脉宽调制(pwm)信号的发射信号数字驱动触摸屏面板的设备和方法 - Google Patents

用于利用基于脉宽调制(pwm)信号的发射信号数字驱动触摸屏面板的设备和方法 Download PDF

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Abstract

一种触摸屏显示器，包括触摸屏面板，该触摸屏面板具有在正交方向上延伸的一组间隔开的导电发射线和一组间隔开的导电接收线。一组D类发射驱动器分别基于驱动脉宽调制(PWM)信号生成施加到发射线上的发射信号。PWM信号分别控制发射信号的脉冲的幅度、相位和转换速率。控制脉冲的参数，使得发射信号以基本上相同的幅度、相位和转换速率到达每个接收器，而不管哪个发射驱动器生成发射信号。这允许在每个接收器处的单个反相信号在没有面板负载期间基本上抵消接收信号。

Description

用于利用基于脉宽调制(PWM)信号的发射信号数字驱动触摸 屏面板的设备和方法
优先权要求
本专利申请要求第15/933,089号申请的优先权，该申请题为“利用基于脉宽调制(PWM)信号的发射信号数字驱动触摸屏面板的设备和方法”，于2018年3月22日提交，并且被转让给本受让人，并且在此明确地通过引用并入本文。
技术领域
本公开的各方面大体上涉及触摸屏控制器，并且尤其涉及一种利用基于脉宽调制(PWM)信号的发射信号数字驱动触摸屏面板的设备和方法。
背景技术
触摸屏面板包括形成在第一透明层上的一组导电发射线，这一组导电发射线沿着第一方向(例如，垂直)间隔开并且沿着与第一方向正交的第二方向(例如，水平)延伸。触摸屏面板还包括形成在第二透明层上的一组导电接收线，这一组导电接收线沿着第二方向间隔开并且沿着第一方向延伸。在发射线和接收线的每个交叉点处的每对发射接收线之间存在互电容。
一组发射驱动器生成一组发射信号，发射信号分别施加到这一组发射线。一组接收器经由这一组接收线接收一组接收信号，其中接收信号是在经由发射线和接收线传播通过触摸屏面板之后的发射信号。
放置在触摸屏面板上的手指或指向对象影响一个或多个发射接收线交叉点处的互电容。对互电容的作用会影响在接收器处的接收信号中的一个或多个接收信号。通过确定哪些信号受到影响，可以确定手指或指向对象的位置。在软件程序下操作的处理器可以接收手指或指向对象的检测位置，并且可以基于这样的检测执行一个或多个定义的操作。
本公开涉及对用于生成所述一组发射信号的所述一组发射驱动器的改进。
发明内容
以下呈现了一个或多个实施例的简化概述，以便提供对这些实施例的基本理解。该概述不是所有预期实施例的广泛综述，并且既不旨在标识所有实施例的关键或重要元件，也并不旨在描绘任何或所有实施例的范围。其唯一目的是以简化形式呈现一个或多个实施例的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。
本公开的一个方面涉及一种设备，包括具有一组发射导电线和一组接收导电线的触摸屏面板；一组发射驱动器，被配置成分别基于一组脉宽调制(PWM)信号来生成一组发射信号；以及一组接收器，被配置成经由所述一组发射线和所述一组接收线接收一组接收信号，其中所述一组接收信号基于所述一组发射信号。
本公开的另一个方面涉及一种方法，包括：分别基于一组脉宽调制(PWM)信号生成一组发射信号；将所述一组发射信号分别施加到触摸屏面板的一组发射导电线；并且经由所述一组发射线和一组接收线接收一组接收信号，其中所述一组接收信号基于所述一组发射信号。
本公开的另一个方面涉及一种设备，包括：用于分别基于一组脉宽调制(PWM)信号生成一组发射信号的装置；用于将所述一组发射信号分别施加到触摸屏面板的一组发射导电线的装置；并且用于经由所述一组发射线和一组接收线接收一组接收信号的装置，其中所述一组接收信号基于所述一组发射信号。
为了实现前述和相关目的，一个或多个实施例包括以下充分描述并在权利要求中特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了一个或多个实施例的某些说明性方面。然而，这些方面仅指示可采用各种实施例的原理的各种方式中的少数几种方式，并且描述实施例旨在包括所有此类方面及其等同物。
附图说明
图1示出根据本公开的一个方面的示例性触摸屏显示器的图。
图2示出根据本公开的另一个方面的示例性接收器的示意图。
图3A示出根据本公开的另一个方面的发射驱动器Tx-1和接收器Rx-1之间的示例性等效电路的示意图。
图3B示出根据本公开的另一个方面的发射驱动器Tx-N和接收器Rx-1之间的示例性等效电路的示意图。
图3C示出根据本公开的另一个方面的针对未补偿和补偿的发射信号的到发射驱动器Tx-1和Tx-N的示例性输入信号、发射驱动器Tx-1和Tx-N的输出信号、以及由接收器Rx-1接收信号的信号图。
图4示出根据本公开的另一个方面的示例性触摸屏显示器的图。
图5A示出根据本公开的另一个方面的示例性脉宽调制(PWM)信号和对应的发射信号的曲线图。
图5B示出根据本公开的另一个方面的另一个示例性脉宽调制(PWM)信号和对应的发射信号的曲线图。
图6示出根据本公开的另一个方面的一组示例性的发射信号、脉宽调制信号和接收信号的时序图。
图7示出根据本公开的另一个方面的示例性D类放大器的示意图。
图8示出根据本公开的另一个方面的另一个示例性D类放大器的示意图。
图9示出根据本公开的另一个方面的操作触摸屏显示器的示例性方法的流程图。
具体实施方式
下文结合附图所陈述的具体实施方式旨在作为对各种配置的描述，且并不旨在表示可实践本文所描述的概念的仅有配置。具体实施方式包括用于提供对各种概念的透彻理解的特定细节。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践这些概念。在一些示例中，以框图形式展示众所周知的结构和组件以便避免混淆此类概念。
图1示出根据本公开的一个方面的示例性触摸屏显示器100的图。触摸屏显示器100包括安置在显示器120上方的触摸屏面板110，如截面图A-A中所说明。显示器120向用户提供图像或视频，用户可以位于视图A-A的上方或者位于非截面图中的绘图纸的前方。触摸屏面板110提供可以放置在面板上的手指或指向对象(例如，触笔)的位置的指示(如果有的话)。
如截面图A-A所示，触摸屏面板110包括布置在接收线层114上方的上透明(例如，玻璃)层112，接收线层又布置在下透明(例如，玻璃)层116上方，下透明层又布置在发射线层118上方，发射线层又布置在显示器120上方。应当理解，触摸屏面板110仅仅是示例，并且可以被配置成包括多个层。
发射线层118包括一组水平导电发射线118-1至118-N，水平导电发射线沿着触摸屏面板110的垂直尺寸均匀地间隔开。导电发射线118-1至118-N可以包括氧化铟锡，以赋予导电发射线透光性。
类似地，接收线层114包括一组垂直导电接收线114-1到114-M，垂直导电接收线沿着触摸屏面板110的水平尺寸均匀地间隔开。导电接收线114-1到114-M还可以包括氧化铟锡以赋予导电接收线透光性。
触摸屏显示器100进一步包括一组发射驱动器Tx-1到Tx-N，发射驱动器被配置成生成分别经由一组电极130-1到130-N施加到触摸屏面板110的发射线118-1到118-N上的一组信号。附加地，触摸屏显示器100包括一组接收器Rx-1到Rx-M，接收器被配置成接收由所述一组发射驱动器Tx-1到Tx-N分别经由所述一组接收线114-1到114-M和一组电极140-1到140-M发射的所述一组信号。接收线114-1至114-M电容耦联到发射线118-1至118-N；允许将所述一组信号从发射驱动器Tx-1到Tx-N路由到接收器Rx-1到Rx-M。
在操作中，发射驱动器Tx-1至Tx-N可以以时分复用或码分复用或频分复用的方式发射所述一组信号。接收器Rx-1到Rx-M中的每一个接收器经由发射线118-1到118-N和接收线114-1到114-M从发射驱动器Tx-1到Tx-N接收所述一组信号。当手指或对象放置在触摸屏面板110上时，由于手指或对象的电容(静电)干扰，由一个或多个接收器接收的信号可能改变。控制器(未示出)接收由接收器Rx-1至Rx-M输出的信号，并且能够基于接收信号确定手指或对象的位置。
当触摸屏面板110上没有手指或对象时(例如，没有面板负载)，期望接收器Rx-1至Rx-M接收的信号在幅度、相位和偏斜率方面基本相同。如进一步讨论的，这是因为每个接收器还接收反相信号，该反相信号与从面板110接收的信号组合以使接收器在接收器没有检测到手指或对象时输出中间范围电压(例如，如果输出的动态范围在V+和V-之间摆动，则基本上为零(0)伏)。这为接收器提供了期望的动态范围，以在信号被面板上的手指或对象改变时更好地检测信号，以及处理可能被接收到的任何干扰(例如，不想要的信号和/或噪声)。
图2示出根据本公开的另一个方面的示例性接收器200的示意图。接收器200可以是先前讨论的接收器Rx-1到Rx-M中的任何一个接收器的示例性实施方案。接收器200可以被配置成包括积分器，积分器包括运算放大器210和反馈电容器C。反馈电容器C耦接在运算放大器210的负输入与输出之间。运算放大器210的负输入被配置成接收来自触摸屏面板110的信号和反相信号。运算放大器210包括正输入，正输入被配置成接收用于设置运算放大器210的输出信号的共模电压的电压。
反相信号被配置成当面板上没有手指或对象时(例如，没有面板负载)，具有与从触摸屏面板210接收的信号基本相同的幅度和相位。结果，空载面板信号和反相信号在运算放大器210的输入处基本上抵消。因此，当面板110上没有负载时，运算放大器210基本上生成中间范围电压，如果运算放大器被提供有正/负相等电压V+和V-，则该中间范围电压可以基本上为零(0)伏。如上所述，这提供了运算放大器210的输出的完全动态范围，以处理提供给面板110的负载以及经由面板引入的干扰。
再次参考图1，如果由发射驱动器Tx-1和Tx-N发射的信号相同，则由接收器Rx-1到Rx-M接收的信号不同。这是因为触摸屏面板110向每个发射驱动器提供不同的电路。例如，发射驱动器Tx-1看到的到接收器Rx-1的传输路径(面板的几乎整个垂直长度)比发射驱动器Tx-N看到的传输路径(面板的整个垂直长度的一小部分(靠近底部))更长。因此，每个发射驱动器看到对于每个接收器不同的等效电路。如果对于所有发射驱动器而言在接收器处的空载面板信号不相同，则反相信号不能消除所有发射驱动器Tx-1至Tx-N的空载信号。
图3A示出发射驱动器Tx-1和接收器Rx-1之间的示例性等效电路300-1的示意图。等效电路300-1包括：串联电阻器RT11，其与发射驱动器Tx-1和发射线118-1与接收线114的交叉点之间的电阻相关；并联电容器CT11，其与在发射驱动器Tx-1和发射线118-1与接收线114-1的交叉点之间的并联电容相关；串联电容器Cm11，其与发射线118-1和接收线114-1之间在其交叉点处的互电容相关；并联电容器CR11，其与发射线118-1与接收线114-1的交叉点和接收器Rx-1之间的并联电容相关；以及串联电阻器RR11，其与发射线118-1与接收线114-1的交叉点和接收器Rx-1之间的电阻相关。
图3B示出发射驱动器Tx-N和接收器Rx-1之间的另一个示例性等效电路300-N的示意图。等效电路300-N包括：串联电阻器RTN1，其与发射驱动器Tx-N和发射线118-N与接收线114-1的交叉点之间的电阻相关；并联电容器CTN1，其与在发射驱动器Tx-N和发射线118-N与接收线114-1的交叉点之间的并联电容相关；串联电容器CmN1，其与发射线118-N和接收线114-1之间在其交叉点处的互电容相关的；并联电容器CRN1，其与发射线118-N与接收线114-1的交叉点和接收器Rx-1之间的并联电容相关；以及串联电阻器RRN1，其与发射线118-N与接收线114-1的交叉点和接收器Rx-1之间的电阻相关。
由于接收线114-1在发射驱动器Tx-1和接收器Rx-1之间的长度比接收线在发射驱动器Tx-N和接收器Rx-1之间的长度更长，所以等效电路300-1的电阻器RR11的电阻和电容器CR11的电容大于等效电路300-N的电阻器RRN1的电阻和电容器CRN1的电容。结果，提供给发射驱动器Tx-1的等效电路300-1具有带有截止频率的低通滤波器响应，该截止频率小于由等效电路300-N提供给发射驱动器Tx-N的低通滤波器响应的截止频率。因此，等效电路300-1对由接收器RX-1接收的信号的不利影响大于等效电路300-N的对应影响。
图3C示出根据本公开的另一个方面的针对未补偿和补偿的发射信号的到发射驱动器Tx-1和Tx-N的示例性输入信号、发射驱动器Tx-1和Tx-N的输出信号、以及由接收器Rx-1接收的信号的信号图。信号图的左列示出在针对提供给发射驱动器Tx-1和Tx-N的不同等效电路未补偿发射信号的情况下的前述信号(例如，所有发射信号基本上相同)。信号图的右列示出在针对提供给发射驱动器Tx-1和Tx-N的不同等效电路补偿发射信号的情况下的前述信号。
在未补偿的情况下，由发射驱动器Tx-1生成的发射信号在幅度、相位和偏斜方面与由发射驱动器Tx-N生成的发射信号基本相同。因为发射驱动器Tx-1看到具有较低截止频率和更多损耗的等效面板电路300-1，所以在接收器Rx-1的输入处的接收信号比在接收器Rx-1的输入处的接收信号失真更多(例如，较低幅度、较高相移(ΔΦ)和较低转换速率)，这是由发射驱动器Tx-N的传输引起的。
为了补偿由发射驱动器Tx-1和Tx-N看到的两个不同的等效电路300-1和300-N(以及由其它发射驱动器Tx-2到Tx-N-1看到的那些)，调节由发射驱动器Tx-1到Tx-N发射的信号的幅度、相位和转换速率，使得无论哪个发射驱动器发射信号，在接收器Rx-1到Rx-M的输入处的信号基本上相同。这在信号图的补偿的右部分中举例说明。例如，发射驱动器Tx-1的发射信号具有比发射驱动器Tx-N的发射信号的波形更类似于方波(具有更尖锐的边缘或更高的转换速率)的波形。作为这种补偿的结果，信号的幅度、相位和转换速率在接收器Rx-1的输入处基本上相等。同样，如上所述，这允许反相信号抵消在接收器输入处接收的所有空载信号，而不管哪个发射驱动器发射信号。
在一些设计中，发射驱动器Tx-1和Tx-N被配置为具有相关联的模拟电路的模拟发射器，用于调节其对应的发射信号的幅度、相位和转换速率。这种模拟发射器在集成电路(IC)覆盖区和功耗方面是耗费的。为了节省IC覆盖区和功率，通常以相同的方式控制发射驱动器的子集。例如，可以控制第一组发射驱动器Tx-1至Tx-4以输出基本相同的发射信号，同时理解在接收器处的对应信号可以不是基本相同的。类似地，另一组发射驱动器Tx-1至Tx-4可以被控制以输出基本相同的发射信号，但相对于第一组的发射信号不同或被补偿。因此，在每个信道控制或组控制与IC覆盖区和功耗之间存在折衷。可能并不总是期望这种折衷。
总体上，本公开的概念是对触摸屏显示器的一组发射驱动器Tx-1到Tx-N采用更数字化的方法。该方法是将发射驱动器配置为D类放大器，例如，发射驱动器要么完全接通要么完全断开；并且可选地，可以包括中间状态(例如，VDD的1/2)。D类发射驱动器由脉宽调制(PWM)信号驱动，用于控制它们各自的发射信号，以分别在一组接收器的输入处获得期望的一组信号。例如，在无面板负载条件下，在接收器处的这种期望的一组信号在幅度、相位和转换速率上基本相同，使得反相信号能够对于由发射驱动器Tx-1至Tx-N发射的所有信号基本上抵消所接收的面板信号。
更数字化的方法允许更小的IC覆盖区来实施发射驱动器Tx-1至Tx-N。此外，因为发射驱动器Tx-1至Tx-N被实施为D类放大器，所以功率效率与更模拟的发射驱动器方法的功率效率相比显著更高。这有利于较低功耗的解决方案。此外，由于提供较小的IC覆盖区和较低的功耗是有益的，每个发射驱动器或信道可以被单独优化；也就是说，可以针对每个发射驱动器单独地控制幅度、相位和转换速率。
图4示出根据本公开的另一个方面的示例性触摸屏显示器400的图。触摸屏显示器400类似于触摸屏显示器100，包括具有一组导电发射线418-1到418-N和一组导电接收线414-1到414-M的触摸屏面板410，以及一组接收器Rx-1到Rx-M。触摸屏显示器400与触摸屏显示器100的不同之处在于：其包括一组发射驱动器Tx-1到Tx-N，发射驱动器被配置为D类放大器且分别由一组不同的脉宽调制(PWM)信号PWM-1到PWM-N驱动。每个PWM信号可以被配置成使得对应的发射驱动器生成具有期望的幅度、相位和转换速率的期望的发射信号。这将在下面参考下面的示例进行举例说明。
图5A示出根据本公开的另一个方面的示例性脉宽调制(PWM)信号和对应的发射信号的曲线图。在该示例中，所示信号是PWM-1，用于驱动D类发射驱动器Tx-1。如先前论述，当发射驱动器Tx-1看到最严苛的等效电路时，PWM-1信号被配置成驱动发射驱动器Tx-1以产生具有相对高转换速率的发射信号。
在这方面，PWM-1信号包括早期区域，该早期区域包括相对高的脉冲密度和占空比，该占空比被配置成与Vss相比偏向Vdd，以产生用于发射驱动器Tx-1输出信号的相对陡峭的上升沿。PWM-1信号包括具有较低脉冲密度和占空比的中间区域，该占空比既不偏向Vdd也不偏向Vss，以实现发射驱动器Tx-1输出信号的稳态或基本恒定的幅度。PWM-1信号进一步包括晚期区域，该晚期区域包括相对高的脉冲密度和占空比，该占空比被配置成与Vdd相比偏向Vss，以产生用于发射驱动器Tx-1输出信号的相对陡峭的下降沿。
由发射驱动器Tx-1生成的发射信号的相位可以通过PWM-1使发射驱动器Tx-1开始生成发射信号的上升沿的时间来控制。发射信号的幅度也可以由脉冲的密度和占空比控制。然而，所有的发射驱动器Tx-1至Tx-N可以用对应的PWM信号驱动，使得当面板电容被完全充电时达到最大幅度。
图5B示出另一个示例性脉宽调制(PWM)信号和对应的发射信号的曲线图。在该示例中，所示信号是PWM-N，用于驱动D类发射驱动器Tx-N。如先前论述，当发射驱动器Tx-N看到最不严苛的等效电路时，PWM-N信号被配置成驱动发射驱动器Tx-N以产生具有相对低转换速率的发射信号。
以类似的方式，PWM-N信号包括早期区域，该早期区域包括相对低的脉冲密度和占空比，该占空比被配置成与Vss相比偏向Vdd，以产生用于发射驱动器Tx-N输出信号的更平缓的上升沿。PWM-N信号包括具有较低脉冲密度和占空比的中间区域，以既不偏向Vdd也不偏向Vss，以实现发射驱动器Tx-N输出信号的稳态或基本恒定的幅度。PWM-N信号进一步包括晚期区域，该晚期区域包括相对低的脉冲密度和占空比，该占空比被配置成与Vdd相比偏向Vss，以产生用于发射驱动器Tx-N输出信号的更平缓的下降沿。
由其它发射驱动器Tx-2到Tx-N-1生成的发射信号可以由对应的PWM-2到PWM-N-1信号驱动以实现所期望的一组发射信号。作为示例，所述一组PWM信号PWM-2至PWM-N-1可以被配置成分别单调地或逐渐地降低由发射驱动器Tx-2至Tx-N-1生成的发射信号的转换速率。
图6示出根据本公开的另一个方面的与发射驱动器Tx-1至Tx-N相关联的示例性的一组发射信号、脉宽调制信号和接收信号的时序图。发射驱动器Tx-1至Tx-N的发射信号可以被配置成包括基本上周期性的脉冲(例如，以基本上恒定的频率发射)。驱动发射驱动器Tx-1的对应脉宽调制信号PWM-1包括多组周期PWM脉冲，每个组被配置成产生发射信号的每个脉冲的期望幅度、相位和转换速率。因此，PWM-1信号的多组PWM脉冲是周期性的并且基本上与由发射驱动器Tx-1生成的发射信号的脉冲相位对准。注意，对于发射信号的每个脉冲，存在PWM信号的脉冲的多个周期。
还结合PWM-1信号和由发射驱动器Tx-1生成的发射信号示出在接收器Rx-1的输入处的接收信号。尽管在该示例中，接收器Rx-1用作由发射驱动器Tx-1到Tx-N生成的发射信号的目的地，但应当理解，相同的原理适用于在其它接收器Rx-2到Rx-M的输入处的对应信号(尽管在接收器Rx-2到Rx-M的输入处的信号经历较大的相移，因为它们的传播路径较长)。在该示例中，接收器Rx-1的输入处的信号包括一组周期性的脉冲，其中触摸屏面板410使每个脉冲已经失真(例如，相对于发射信号的较低幅度、较低转换速率和ΔΦ的相移)。
类似地，由发射驱动器Tx-N生成的发射信号包括基本上周期性的脉冲(例如，以基本上恒定的频率发射)。驱动发射驱动器Tx-N的对应脉宽调制信号PWM-N包括一组周期PWM脉冲，每个周期PWM脉冲被驱动以产生发射信号的每个脉冲的期望的幅度、相位和转换速率。因此，PWM-N信号的多组PWM脉冲是周期性的并且基本上与由发射驱动器Tx-N生成的发射信号的脉冲相位对准。注意，对于发射信号的每个脉冲，存在PWM信号的脉冲的多个周期。此外，接收器Rx-1的输入处的对应信号包括一组周期性的脉冲，其中触摸屏面板410使每个脉冲已经失真(例如，相对于由Tx-1生成的发射信号的较低幅度、较低转换速率、以及基本上相同的相移ΔΦ)。
结果，由发射驱动器Tx-1的传输引起的接收器Rx-1的输入处的信号与由发射驱动器Tx-N的传输引起的接收器Rx-1的输入处的信号(以及与其它发射驱动器Tx-2至Tx-N-1相对应的接收信号)基本同相。同样，这允许接收器Rx-1处的反相信号基本上抵消接收信号，而不管哪一个发射驱动器发射所述信号。如上所述，这适用于由其它接收器Rx-2到Rx-M接收的相应信号，因为这些接收信号与接收器Rx-2到Rx-M处的反相信号基本上同相，而不管哪一个发射驱动器发射信号。
发射驱动器Tx-1至Tx-N可以以时分复用的方式发射该发射信号。例如，在第一时间间隔Δt1期间，发射驱动器Tx-1发射发射信号，并且其它发射驱动器Tx-2至Tx-N不发射信号(例如，发射驱动器Tx-2至Tx-N可以是三态的)。在第二时间间隔Δt2期间，发射驱动器Tx-2发射发射信号，并且其它发射驱动器Tx-1和Tx-3至Tx-N不发射信号(例如，发射驱动器Tx-1和Tx-3至Tx-N可以是三态的)。该时分传输过程继续，直到发射驱动器Tx-N发射其发射信号，并且该过程可以以循环或其它方式重复(例如，Tx-1至Tx-N的发射信号的传输不需要以如上所述的顺序方式执行)。
备选地，发射驱动器Tx-1到Tx-N可以被配置成同时生成发射信号。为了使接收器Rx-1到Rx-M区分由发射驱动器发射的信号，可以分别用一组正交码或频率来调制发射信号。例如，如图6所示，可以用正交码1到N调制由发射驱动器Tx-1到Tx-N生成的发射信号。一种实现发射信号的编码调制的技术是使对应的脉宽调制随对应的编码而变化。因此，如图所示，用于驱动发射驱动器Tx-1至Tx-N的PWM-1至PWM-N信号分别作为正交码1至N的函数而变化。
图7示出根据本公开的另一个方面的示例性D类放大器700的示意图。D类放大器700可以是先前讨论的发射驱动器Tx-1至Tx-N中的任何一个发射驱动器的示例性详细实施方案。D类放大器700包括串联耦联于上电压轨VDD与下电压轨VSS(例如，地)之间的晶体管M71、M72、M73和M74。晶体管M71、M72、M73和M74可以各自配置为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，其中晶体管M71和M72包括p沟道，并且晶体管M73和M74包括n沟道。
晶体管M71和M74包括栅极，所述栅极被配置成接收用于控制移动输出Vout的方向的方向信号。例如，如果方向信号处于逻辑低电平，则输出电压Vout在正电压方向上移动。如果方向信号处于逻辑高电平，则输出电压Vout在负电压方向移动。
晶体管M72和M73包括耦联在一起的栅极，并且被配置成接收速率信号以控制输出电压Vout处的转换速率。该速率信号包括一组脉冲，其中输出电压移动的速率与脉冲的占空比相关或成比例。占空比可以是固定的，或者以一阶或更高阶的梯度随时间变化。方向信号和速率信号的组合构成驱动D类放大器的PWM信号。如先前论述，PWM信号可以被配置成使D类放大器生成包括一组脉冲的输出电压，所述一组脉冲可以是重复的、基于代码时分复用的、或以其它方式布置的。PWM也可以被噪声整形以减小带内分量。
D类放大器700包括晶体管M72与M73的相应漏极之间的输出节点。输出节点耦联到触摸屏面板的发射线，如先前所论述。在该示例中，触摸屏面板将RC等效电路710提供给D类放大器700的输出，包括串联电阻器RP和并联电容器CP。D类放大器700的操作产生并联电容器CP的充电和放电以生成输出电压Vout，如先前所论述。
在操作中，在方向信号为低的时间间隔期间，晶体管M71导通并且晶体管M74截止。当转换速率信号在该时间间隔期间处于低逻辑电平时，晶体管M72导通并且晶体管M73截止。当晶体管M71和M72均导通且晶体管M73和M74截止时，上电压轨VDD耦联到D类放大器700的输出节点，而下电压轨VSS与输出节点隔离。这产生了面板电容器CP的充电，以产生输出电压Vout的上升。
另一个方面，如果速率信号处于高逻辑电平，则晶体管M72截止并且晶体管M73导通。因为晶体管M72和M74都截止，所以它们将D类放大器700的输出节点与上电压轨VDD和下电压轨VSS都隔离。因此，D类放大器700是三态的。这防止或停止面板电容器CP的充电。通过相比于D类放大器为三态的时间量控制D类放大器700将上电压轨VDD耦联到输出处的时间量(例如，控制速率信号的占空比)，可以控制输出电压Vout上升的转换速率。
在方向信号为高的时间间隔期间，晶体管M71截止并且晶体管M74导通。当转换速率信号在该时间间隔期间处于高逻辑电平时，晶体管M72截止并且晶体管M73导通。当晶体管M73和M74均导通并且晶体管M71和M72截止时，下电压轨VSS耦联到D类放大器700的输出节点，而上电压轨VDD与输出节点隔离。这产生了面板电容器CP的放电，以产生输出电压Vout的下降。
另一个方面，如果转换速率信号处于低逻辑电平，则晶体管M72导通并且晶体管M73截止。因为晶体管M71和M73都截止，所以它们将D类放大器700的输出与上电压轨VDD和下电压轨VSS都隔离。因此，D类放大器700是三态的。这防止或停止面板电容器CP的放电。通过与D类放大器为三态的时间量相比控制D类放大器700将下电压轨VSS耦联到输出处的时间量(例如，控制速率信号的占空比)，可以控制输出电压下降的转换速率。
图8示出根据本公开的另一个方面的另一个示例性D类放大器800的示意图。D类放大器800类似于D类放大器800，但进一步包括用于设置D类放大器800的输出电压Vout的共模电压的电路。
特别地，D类放大器800包括串联耦联在上电压轨VDD与下电压轨VSS之间的晶体管M81、M82、M83和M84。晶体管M81和M82是p沟道MOSFET并且晶体管M83和M84是n沟道MOSFET。晶体管M81和M84包括被配置成接收方向信号的栅极。晶体管M82和M83被配置成接收转换速率信号。D类放大器800包括晶体管M82与M83的漏极之间的输出节点，其中输出节点耦联到触摸屏面板，如由包括串联电阻器RP和并联电容器CP的RC等效电路810表示。由方向和速率信号驱动以生成输出电压Vout的晶体管M81、M82、M83和M84的操作与参考D类放大器800所描述的基本相同。
D类放大器800进一步包括用于设置输出电压Vout的共模电压VCOM的电路。所述电路包括串联耦联于共模电压VCOM的源与D类放大器800的输出节点之间的电阻器R1和晶体管M85。晶体管M85可以被配置为p沟道MOSFET。晶体管M85包括被配置成接收设置共模(SCM)信号的栅极。
在操作中，当SCM信号处于低逻辑电平时，晶体管M85导通以将共模电压VCOM的源耦联到输出节点；并且从而将面板电容器CP预充电到期望的共模电压VCOM。这通常在形成至少一个脉冲之前进行。然后，在至少一个脉冲形成期间，SCM信号被设置为高逻辑电平以截止晶体管M85并且禁用共模电压设置电路。该电路可以根据需要被使能以将输出电压的共模电压维持在期望的电平。
图9示出根据本公开的另一个方面的操作触摸屏面板的示例性方法900的流程图。
方法900包括分别基于一组脉宽调制(PWM)信号生成一组发射信号(框910)。用于分别基于一组脉宽调制(PWM)信号生成一组发射信号的装置的示例包括先前论述的发射驱动器Tx-1到Tx-N。
方法900进一步包括将所述一组发射信号分别施加到触摸屏面板的一组发射导电线(框920)。用于将所述一组发射信号分别施加到触摸屏面板的一组发射导电线的装置的示例分别包括发射驱动器Tx-1至Tx-N与发射导电线418-1至418-N之间的电连接。
附加地，方法900包括经由所述一组发射线和一组接收线接收一组接收信号，其中所述一组接收信号基于所述一组发射信号(框930)。用于以下步骤的装置的示例包括先前论述的接收器Rx-1至Rx-M：经由所述一组发射线和一组接收线接收一组接收信号，其中所述一组接收信号基于所述一组发射信号。
提供本公开的先前描述以使得本领域的任何技术人员能够制造或使用本公开。对本公开的各种修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的，并且在不脱离本公开的精神或范围的情况下，本文所定义的一般原理可以应用于其它变型。因此，本公开内容并不旨在限于本文描述的示例，而是与符合本文公开的原理和新颖特征的最宽范围相一致。

Claims (30)

1.一种设备，包括：
触摸屏面板，包括：
一组发射线；和
一组接收线；
一组发射驱动器，被配置成分别基于一组脉宽调制(PWM)信号来生成一组发射信号；和
一组接收器，被配置成经由所述一组发射线和所述一组接收线接收一组接收信号，其中所述一组接收信号基于所述一组发射信号。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述发射驱动器中的每个发射驱动器被配置成生成对应的发射信号以便包括一组脉冲，其中所述一组脉冲中的每个脉冲基于对应的所述PWM信号的一组PWM脉冲。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述发射驱动器被配置成生成具有基于所述一组PWM脉冲的转换速率的所述一组脉冲中的每个脉冲。
4.根据权利要求2所述的设备，其中所述发射驱动器被配置成生成具有基于所述一组PWM脉冲的幅度的所述一组脉冲中的每个脉冲。
5.根据权利要求2所述的设备，其中所述发射驱动器被配置成生成具有基于所述一组PWM脉冲的相位的所述一组脉冲中的每个脉冲。
6.根据权利要求2所述的设备，其中所述一组脉冲包括以基本上恒定的频率发射的一组脉冲。
7.根据权利要求2所述的设备，其中利用标识发射所述一组脉冲的对应的所述发射驱动器的代码或频率来调制所述一组脉冲中的每个脉冲。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述发射驱动器中的每个发射驱动器包括D类放大器。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述发射驱动器中的每个发射驱动器包括：
第一场效应晶体管(FET)；
第二FET；
第三FET；和
第四FET，在上电压轨与下电压轨之间与所述第一FET、所述第二FET和所述第三FET串联耦联，其中对应的所述PWM信号包括方向信号和速率信号，其中所述第一FET和所述第四FET的栅极被配置成接收所述方向信号，其中所述第二FET和所述第三FET的栅极被配置成接收所述速率信号，并且其中在所述第二FET和所述第三FET之间的输出节点处产生对应的所述发射信号。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述发射驱动器中的每个发射驱动器进一步包括：
电阻器；和
第五FET，串联耦联在共模电压源与所述输出节点之间，其中所述第五FET包括栅极，所述栅极被配置成接收用于设置对应的所述发射信号的共模电压的设置共模信号。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述一组发射信号分别包括具有不同转换速率的多组脉冲。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述一组发射信号包括分别具有不同转换速率的多组脉冲，以使得所述接收器中的每个接收器处的所述一组接收信号包括具有基本上相同的转换速率的脉冲，而不管所述发射驱动器中的哪个发射驱动器发射所述发射信号。
13.一种方法，包括：
分别基于一组脉宽调制(PWM)信号生成一组发射信号；
将所述一组发射信号分别施加到触摸屏面板的一组发射线上；并且
经由所述一组发射线和一组接收线接收一组接收信号，其中所述一组接收信号基于所述一组发射信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其中生成所述一组发射信号包括生成所述一组发射信号，使得所述发射信号中的每个发射信号包括一组脉冲，其中所述一组脉冲中的每个脉冲基于对应的所述PWM信号的一组PWM脉冲。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括配置所述一组PWM脉冲以设置所述一组脉冲中的每个脉冲的转换速率。
16.根据权利要求14所述的方法，进一步包括配置所述一组PWM脉冲以设置所述一组脉冲中的每个脉冲的幅度。
17.根据权利要求14所述的方法，进一步包括配置所述一组PWM脉冲以设置生成的所述一组脉冲中的每个脉冲的相位。
18.根据权利要求14所述的方法，其中生成所述发射信号中的每个发射信号包括生成所述一组脉冲，使得所述脉冲基本上是周期性的。
19.根据权利要求14所述的方法，其中生成所述发射信号中的每个发射信号包括生成所述一组脉冲，使得利用标识发射所述一组脉冲的对应的所述发射驱动器的代码或频率来调制每个脉冲。
20.根据权利要求13所述的方法，其中生成所述一组发射信号包括生成所述一组发射信号，使得所述发射信号分别包括具有不同转换速率的多组脉冲。
21.根据权利要求13所述的方法，其中生成所述一组发射信号包括生成所述一组发射信号以包括分别具有不同转换速率的多组脉冲，以使得所述接收器中的每个接收器处的所述一组接收信号包括具有基本上相同的转换速率的脉冲，而不管所述发射驱动器中的哪个发射驱动器发射所述发射信号。
22.一种设备，包括：
用于分别基于一组脉宽调制(PWM)信号生成一组发射信号的装置；
用于将所述一组发射信号分别施加到触摸屏面板的一组发射线上的装置；并且
用于经由所述一组发射线和一组接收线接收一组接收信号的装置，其中所述一组接收信号基于所述一组发射信号。
23.根据权利要求22所述的设备，其中用于生成所述一组发射信号的装置包括用于生成所述一组发射信号使得所述发射信号中的每个发射信号包括一组脉冲的装置，其中所述一组脉冲中的每个脉冲基于对应的所述PWM信号的一组PWM脉冲。
24.根据权利要求23所述的设备，进一步包括用于配置所述一组PWM脉冲以设置所述一组脉冲中的每个脉冲的转换速率的装置。
25.根据权利要求23所述的设备，进一步包括用于配置所述一组PWM脉冲以设置所述一组脉冲中的每个脉冲的幅度的装置。
26.根据权利要求23所述的设备，进一步包括用于配置所述一组PWM脉冲以设置与所生成的所述一组脉冲相关联的相位的装置。
27.根据权利要求23所述的设备，其中用于生成所述发射信号的装置包括用于生成所述一组脉冲以使得所述脉冲基本上是周期性的装置。
28.根据权利要求23所述的设备，其中用于生成所述发射信号的装置包括用于基于标识发射所述一组脉冲的对应的所述发射驱动器的代码或频率来生成所述一组脉冲的装置。
29.根据权利要求22所述的设备，其中用于生成所述一组发射信号的装置包括用于生成所述一组发射信号使得所述发射信号分别包括具有不同转换速率的多组脉冲的装置。
30.根据权利要求22所述的设备，其中用于生成所述一组发射信号的装置包括如下的装置：用于生成所述一组发射信号以包括分别具有不同转换速率的多组脉冲，以使得所述接收器中的每个接收器处的所述一组接收信号包括具有基本上相同的转换速率的脉冲，而不管所述发射驱动器中的哪个发射驱动器发射所述发射信号。
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