CN113010049A - 具有噪声消除的模拟前端电路以及触摸显示设备 - Google Patents

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CN113010049A CN202011506343.7A CN202011506343A CN113010049A CN 113010049 A CN113010049 A CN 113010049A CN 202011506343 A CN202011506343 A CN 202011506343A CN 113010049 A CN113010049 A CN 113010049A
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Abstract

本公开包含一种具有噪声消除的模拟前端电路以及触摸显示设备。模拟前端电路通过利用由相邻模拟前端信道接收到的噪声信号来执行模拟前端信道的噪声消除。第一模拟前端信道包含具有输入端子的第一积分器，输入端子耦合到接收第一感测信号的第一端子。第二模拟前端信道包含输入放大器。第二模拟前端信道耦合在第一模拟前端信道中的第一积分器的输入端子与连接到触摸面板的第二端子之间。第二模拟前端信道配置成基于由第二端子接收到的第二感测信号而产生反向输入信号且将反向输入信号耦合到第一积分器与第一端子之间的共同节点。

Description

具有噪声消除的模拟前端电路以及触摸显示设备
技术领域
本公开大体上涉及一种触摸面板，且更具体地说，涉及一种具有模拟前端电路的触摸面板，所述模拟前端电路具有降低环境噪声影响的噪声消除。
背景技术
在触摸面板中，模拟前端(analog front-end；AFE)电路是安置于显示器上的触摸传感器与处理由触摸传感器产生的触摸感测信号以进行触摸检测的后端电路之间的界面。然而，存在来自各种来源的噪声，所述来源如静电、显示面板、电源、安置于触摸面板中的其它电路、触摸面板附近的其它对象或任何其它非所要电压或电流。这些噪声影响触摸感测及AFE电路的输出动态范围。举例来说，表示电噪声的电压或电流可输入到AFE电路中作为触摸感测信号，所述触摸感测信号可存储于信号路径内的电容器(如积分器中的电容器)中。噪声的能量将影响AFE电路的输出。也就是说，AFE电路的输出将携带表示电噪声的能量，所述电噪声存储于电容器中且减小AFE电路的积分器的输出动态范围(积分器可输出的最大输出与最小输出之间的比率)。另外，还可将噪声的所存储能量错误地处理为在触摸面板上发生的触摸事件。
发明内容
在本公开中，模拟前端(AFE)电路耦合到触摸面板。AFE电路包含第一AFE信道及噪声参考电路。第一AFE信道耦合到连接到触摸面板的第一端子，且配置成处理由第一端子接收到的第一感测信号。第一AFE信道包含具有耦合到第一端子的输入端子的第一积分器。噪声参考电路耦合在第一AFE信道中的第一积分器的输入端子与连接到触摸面板的第二端子之间，且配置成使从第二端子接收到的第二感测信号反向，且将反向第二感测信号耦合到第一积分器与第一端子之间的共同节点。
在本公开中，触摸显示设备包含触摸面板及触摸显示驱动电路。触摸面板包含多个电极，所述多个电极在显示时段中用作共同电极且在触摸时段中用作多个触摸传感器。触摸显示驱动电路包含触摸模拟前端(AFE)电路，所述触摸模拟前端电路包含多个AFE信道。每一多个AFE信道通过耦合到多个触摸传感器的对应触摸传感器的触摸显示驱动电路的端子来接收输入信号。多个AFE信道中的每一个包含第一AFE信道及第二AFE信道。第一AFE信道包含第一积分器，所述第一积分器具有耦合到接收第一感测信号的第一端子的输入端子。第二AFE信道包含输入放大器。第二AFE信道耦合在第一AFE信道中的第一积分器的输入端子与连接到触摸面板的第二端子之间。第二AFE信道配置成基于由第二端子接收到的第二感测信号而产生反向输入信号且将反向输入信号耦合到第一积分器与第一端子之间的共同节点。
附图说明
当结合附图阅读时，从以下详细描述最好地理解本公开的各方面。应注意，根据业界中的标准惯例，各种特征未按比例绘制。实际上，为了论述清楚起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。
图1是说明接收触摸感测信号的AFE电路的图示。
图2是说明根据本公开的实施例中的一个的电子装置的框图。
图3是说明根据本公开的实施例中的一个的AFE电路的AFE信道的图示。
图4是说明根据本公开的实施例中的一个的AFE电路的图示。
图5是根据本公开的实施例中的一个的AFE电路500的电路图。
图6是说明根据本公开的实施例中的一个的AFE电路600的框图。
图7是说明根据本公开的实施例中的一个的AFE电路700的框图。
附图标号说明
1：电子装置；
10：触摸屏；
20：触摸控制电路；
50、100、200、500、600、700：AFE电路；
101：后端处理电路；
110[1]到110[n]、210：AFE信道；
110[k]、210[k]：第一AFE信道；
110[k+1]、210[5]、210[k+1]：第二AFE信道；
111[k]、211[k-1]、211[k]、211[k+1]：积分器；
113：噪声参考电路；
120:选择电路；
150：触摸面板；
151：触摸传感器；
153[1]到153[K]：感测线；
210[k-1]：第三AFE信道；
213、213[k-1]、213[k]、213[k+1]：输入放大器；
215、215[k]、215[k+1]、217[k]、217[k+1]：电流输送器；
215[k-1]、515、515[k]、515[k+1]：第一电流输送器；
217[k-1]、517、517[k]、517[k+1]：第二电流输送器；
719：第三电流输送器；
C、C[k]：耦合节点；
CF：电容器；
Cin、Cin[k-1]、Cin[k]：输入电容；
Cs：分布电容；
I1：第一信号；
I1[k]：第一输入信号；
I1[k+1]：第二输入信号；
I1[k-1]：第三输入信号；
I2：第二信号；
I2[k]：第一反向输入信号；
I2[k+1]：第二反向输入信号；
I2[k-1]：第三反向输入信号；
I3[k-1]：第三反向输入信号；
ICH1：信道输入信号；
Iin：触摸信号分量；
INoise：电流；
Inoise：噪声分量；
M1：第一晶体管；
M2：第二晶体管；
N[k-1]、N[k]、N[k+1]：噪声信号；
T：感测端子；
T[1]到T[n]、T[k-1]：感测端子；
T[k]：第一感测端子；
T[k+1]：第二感测端子；
VTX：触摸驱动信号；
α、β、β1、β2、β[k]、β[k+1]、β[k-1]：乘数；
ΔCs：电容。
具体实施方式
以下公开内容提供用于实施本公开的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件和布置的特定实例以简化本公开。当然，这些仅是实例且并不希望为限制性的。举例来说，在以下描述中，第一特征在第二特征上方或上的形成可包含第一特征和第二特征直接接触地形成的实施例，且还可包含额外特征可在第一特征与第二特征之间形成以使得第一特征和第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开可在各种实例中重复参考标号和/或字母。这种重复是出于简化和清楚的目的且本身并不规定所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。
图1是说明从包含多个触摸传感器的触摸面板接收触摸感测信号的AFE电路50的图示。AFE电路50可呈现AFE信道的电路***的一部分，且触摸控制集成电路(integratedcircuit；IC)可包含多个AFE信道。在图1中，分布电容Cs可称作耦合到触摸面板上的触摸传感器的背景电容。当触摸对象(如手指或触控笔或任何其它所要(期望)触摸对象)触碰或接近触摸面板时，形成对地面的电容ΔCs。AFE电路50经由感测端子T从触摸传感器接收触摸感测信号，处理(如放大、缩放等)输入信号且产生输出信号。由AFE电路50产生的输出信号(可称作电压或电流)可传输到后端处理电路、处理器(例如，DSP)或控制器(未绘示)以确定触摸事件是否发生。触摸传感器和从触摸传感器到AFE电路50的感测端子T的信号路径可受环境噪声影响。AFE电路50还将感测到作为电流INoise的噪声，所述电流将存储于AFE电路50中的积分器的电容器CF中。噪声的这一影响将影响AFE电路的输出动态范围，这是由于每当AFE输出输入信号时，AFE电路的输出还将携载噪声。
在本公开中，AFE电路设计成通过利用相邻AFE信道来消除环境噪声，以便改良噪声对AFE电路的输出动态范围的影响。AFE信道可耦合到触摸传感器的区，其中所述区的触摸传感器可在附近安置或具有附近的路由迹线。触摸传感器或触摸传感器的路由迹线可暴露于发出噪声的各种来源(例如，电力电路***、静电或其它电磁信号)。附近的这些触摸传感器还将暴露于相同噪声，且因此，可通过利用从安置在相同附近中的触摸传感器接收信号的相邻AFE信道来消除或减小噪声。本公开的实施例利用传输到相邻AFE信道(或检测到)的噪声来执行去除或减小噪声的影响的噪声消除。
图2是说明根据本公开的实施例中的一个的电子装置1的框图。电子装置1包含触摸屏10和耦合到触摸屏10的触摸控制电路20。电子装置1可以是任何移动装置，如移动电话、平板计算机、智能手表或具有显示器和触摸感测功能的任何计算机装置。触摸屏10包含显示部分和触摸感测部分，所述显示部分显示图像框(如用于操作***或应用界面的图形用户界面(graphical user interface；GUI))、静态图像或视频内容，所述触摸感测部分检测对应于所显示的图像框的触摸事件。触摸屏10的显示部分可以是自发光显示器，如有机发光二极管(organic light emitting diode；OLED)显示器，或可以是由背光照明的液晶显示器(liquid crystal display；LCD)。触摸屏10允许用户与电子装置1的用户界面交互。
触摸控制电路20包含AFE电路100和后端处理电路101。AFE电路100包含多个AFE信道110[1]到AFE信道110[n]以及多个感测端子T[1]到感测端子T[n]，且每一感测端子耦合到用于从触摸面板中的感测线接收输入信号的对应AFE信道。后端处理电路101可包含处理器、存储器以及执行各种操作的任何合适的数据处理电路***(处理器、模拟与数字电路的组合)，如一或多个微处理器、数字信号处理器(digital signal processor；DSP)、一或多个应用特定处理器(application specific processor；ASIC)或一或多个可编程逻辑装置(programmable logic device；PLD)。在一些情况下，后端处理电路101可通过数字电路***实施以实现一或多个算法。在某些其它情况下，后端处理电路101可执行存储在合适的制品(如本地存储器和/或主存储器存储装置(未绘示))上的程序或指令(例如，操作***或应用程序)。除了用于处理器的指令之外，本地存储器和/或主存储器存储装置还可存储待由后端处理电路处理的数据。举例来说，本地存储器可包含随机存取存储器(random accessmemory；RAM)，且主存储器存储装置可包含只读存储器(read only memory；ROM)、可重写非易失性存储器(如快闪存储器)或类似物。
触摸屏10包含触摸面板150。触摸面板150包含多个感测线153[1]到感测线153[K]以及布置成具有N个列和M个行的阵列的多个触摸传感器151，其中N和M是正整数且K等于M乘N。触摸传感器151中的每一个可耦合到感测线153[1]到感测线153[]中的一个。由于多个AFE信道110[1]到AFE信道110[n]的数目受限，因此多个感测线153[1]到感测线153[K]通过多路复用器或选择电路不同时但时分地连接到触摸控制电路20。参考图2，选择电路120耦合到触摸传感器151[1，1]-151[3，n]。其他触摸传感器151[4，1]-151[m，n]可以耦合至相同选择电路120或其他选择电路。实施例不旨在限制触摸传感器和AFE电路之间的连接。例如，触摸传感器可以被分组，并且每个组可以被耦合到相同的选择电路。如图2所示，设置在第一组列中的触摸传感器可以耦合到相同的选择电路。设置在第一组列之后的第二组列(前三列)中的触摸传感器可以耦合到另一选择电路，其中另一选择电路耦合到AFE电路100的端子T[n]。选择电路被配置为选择感测线以在不同的时点激活。此外，每个选择电路被配置为从不同的触摸传感器接收触摸感测信号。例如，选择电路120经由信号线155[1]-155[n]将来自触摸传感器151[1，1]-151[3，n]的信号选择性地发送到AFE电路100的端子T[1]-T[3]。在第一时点中，选择电路120被配置为将来自触摸传感器151[1，1]-151[1，n]的触摸感测信号传输到AFE电路100的端子T[1]-T[n]。在第二时点中，选择电路120被配置为将触摸传感器153[2，1]-153[2，n]的触摸感测信号传输到AFE电路的端子T[1]-T[n]。在第三时点中，选择电路120被配置为将触摸传感器153[3，1]至153[3，n]的触摸感测信号传输到AFE的端子T[1]-T[n]。在其他实施例中，根据显示面板的尺寸，每列的触摸传感器可以被分组为子组，并且选择电路120被配置为在不同的时点传输每个子组的触摸传感器的触摸感测信号。
图3是说明根据本公开的实施例中的一个的AFE电路的AFE信道的图示。在实施例中，所说明AFE信道将称作第一AFE信道110[k]，所述第一AFE信道110[k]接收关于当触摸对象接近对应触摸传感器时形成的输入电容Cin[k]的第一感测信号且通过第一端子T[k]接收噪声信号，其中k大于0且小于N。图3还说明通过第二端子T[k+1]接收噪声的第二AFE信道。第二感测端子T[k+1]可紧邻第一感测端子T[k]，且耦合到第一端子T[k]和第二端子T[k+1]的触摸传感器还可相邻。然而，本公开不限于此。第一感测端子T[k]和第二感测端子T[k+1]可由其它感测端子分离。在实施例中，第一感测信号路径是从第一感测端子T[k]到第一AFE信道110[k]的积分器电路，且第二感测信号路径是从第二感测端子T[k+1]到第二AFE信道110[k+1]的积分器电路，其中第二感测信号路径在第一感测信号路径中的耦合节点C处耦合到第一感测信号路径。耦合到第一感测端子T[k]的输入电容Cin[k]通过接近触摸面板的触摸对象(如手指或触控笔)引入。噪声不仅影响由第一感测端子T[k]接收到的第一感测信号而且影响由第二感测端子T[k+1]接收到的第二感测信号。也就是说，在第一感测信号路径上传播的第一信号I1和在第二感测信号路径上传播的第二信号I2可包含几乎相同或类似的噪声分量(例如，I1＝I1signal+I1noise；I2＝I2signal+I2noise；以及I1noise＝I2noise)。实施例通过利用接收AFE电路100的第一感测端子T[l]和第二感测端子T[k+1]上的相同或类似环境噪声的这一特性来执行噪声消除。举例来说，第二感测信号路径的第二信号I2耦合到共同节点C处的第一感测信号路径。在实施例中，噪声参考电路113可安置于第一感测信号路径与第二感测信号路径之间。相对于AFE信道的噪声参考电路113可以是邻近AFE信道的电路***的一部分(其意谓两个AFE信道的感测端子接近)。噪声参考电路113可由反相器电路或使由第二端子接收到的第二感测信号的极性反向的任何其它合适的电路实施。噪声参考电路113将使第二感测信号路径上的第二信号I2耦合到第一感测信号路径且配置成使第二信号I2反向(即，将第二信号I2的方向改变为相对方向)。第一感测信号路径与第二感测信号路径之间的耦合关系将使第一AFE信道110[k]能够通过使用从第二端子T[k+1]接收到的噪声来消除由来自第一感测信号路径上的第一信号I1的电噪声产生的噪声分量Inoise。因此，可在进入积分器之前消除噪声信号的能量，且由此防止噪声信号的能量存储于如图1中所说明的积分器的电容器CF中。另外，在触摸事件发生时，触摸信号分量Iin(即，I1signal到I2signal)将保留有减小的噪声信号，这是由于噪声分量INoise可通过利用包含来自第二AFE信道的噪声的反向感测信号来去除。因此，可降低电噪声信号的影响。在无噪声分量的情况下，改良AFE电路输出的输出动态范围(即，电压分辨率)。
如上文所提及，噪声的能量可存储于积分器111[k]的电容器CF中，这影响第一AFE信道110[k]的输出动态范围。在实施例中，在具有或无由触摸对象产生的输入电容Cin的情况下，将第二AFE信道110[k+1]耦合到第一AFE信道110[k]的配置将消除在第一端子T[k]处接收到的噪声。换句话说，所述配置防止噪声信号的能量存储于积分器111[k]的电容器中。
图4是说明根据本公开的实施例中的一个的AFE电路的图示。参考图4，AFE 200包含第一端子T[k]、第二端子T[k+1]、耦合到第一端子T[k]的第一AFE信道210[k]以及耦合到第二端子T[k+1]的第二AFE信道210[k+1]。第一感测端子T[k]和第二感测端子T[k+1]可彼此紧邻。另外，耦合到第一端子T[1]和第二端子T[2]的触摸传感器可在触摸面板150上的相同附近内。然而，本公开不限于此。在其它实施例中，第一端子T[k]和第二端子T[k+1]可由其它端子分离，且耦合到第一端子T[k]和第二端子T[k+1]的触摸传感器可或可不彼此紧邻。
在实施例中，第一AFE信道210[k]和第二AFE信道210[k+1]中的每一个包含用于处理从对应端子接收到的感测信号的输入放大器213[k]、输入放大器213[k+1]、电流输送器215[k]、电流输送器217[k]、电流输送器215[k+1]、电流输送器217[k+1]以及积分器211[k]、积分器211[k+1]。输入放大器213[k]、输入放大器213[k+1]可以是具有单位增益的差分放大器。输入放大器213[k]、输入放大器213[k+1]中的每一个包含反相输入端子、非反相输入端子、第一输出端子以及第二输出端子。反相输入端子耦合到AFE电路的对应端子以接收由对应端子接收到的感测信号，且非反相输入端子耦合到触摸驱动信号(VTX)。触摸驱动信号Vtx可以是由触摸控制电路20中的电压调节电路产生的周期性方波信号(未示出)，或者可以通过在限定触摸驱动信号Vtx的高电平和低电平的高电压和低电压之间切换来生成。触摸驱动信号提供到触摸传感器以由输入放大器213的反馈回路感测到。输入放大器213的第一输出端子配置成输出输入信号，而输入放大器的第二输出端子配置成输出相对于输入信号具有相同量值但相反极性的反向输入信号。输入放大器的反相输入端子还可耦合到第一输出端子作为反馈回路。第一输出端子耦合到具有按比例缩放所述输入信号的第一乘数(由α表示)或称为第一缩放因子的第一电流输送器。第二输出端子耦合到具有按比例缩放所述反向输入信号的第二乘数(由β表示)的第二电流输送器。第一电流输送器随后将缩放的输入信号输出到积分器。第二电流输送器将缩放的反向输入信号输出到其它AFE信道以用于其它AFE信道中的噪声消除。
参考如图4中所说明的第一AFE信道210[k]，输入放大器213[k]的反相输入端子耦合到接收第一感测信号的第一端子T[k]。输入放大器213[k]的非反相输入端子耦合到触摸驱动信号VTX。输入放大器213[k]基于第一感测信号来通过第一输出端子将第一输入信号I1[k]输出到第一电流输送器215[k]且通过第二输出端子将第一反向输入信号输出到第二电流输送器217[k]。第一电流输送器215[k]具有按比例缩放所述第一输入信号I1[k]的由α表示的乘数且配置成将缩放的第一输入信号I1[k]输出到积分器211[k]。第二电流输送器217[k]具有按比例缩放第一反向输入信号I2[k]的由β表示的乘数且配置成将缩放的第二输入信号I2[k]输出到其它AFE信道。在实施例中，第二AFE信道210[k+1]在第一电流输送器215[k]与积分器211[k]之间的节点C处耦合到第一AFE信道210[k]。第二AFE信道210[k+1]的输入放大器213[k+1]和第二电流输送器217[k+1]形成相对于第一AFE信道210[k]的噪声参考电路。详细地说，第二AFE信道210[k+1]通过第二端子T[k+1]接收噪声信号N[k+1]作为第二感测信号。第二AFE信道210[k+1]的输入放大器213[k+1]基于第二感测信号(其包含噪声信号N[k+1])而输出第二输入信号I1[k+1]和第二反向输入信号I2[k+1]。随后，第二输入信号I1[k+1]和第二反向信号I2[k+1]分别传输到第一电流输送器215[k+1]和第二电流输送器217[k+1](也可称为第三电流输送器和第四电流输送器)以用于缩放。缩放的第二输入信号I1[k+1]将传输到积分器211[k+1]作为由第二AFE信道210[k+1]接收到的信道输入信号。另一方面，缩放的第二反向输入信号I2[k+1]耦合到第一AFE信道210[k]中的节点C。由于由第二AFE信道210[k+1]接收到的噪声信号N[k+1]将类似于由第一AFE信道210[k]接收到的噪声信号N[k]，第二反向输入信号I2[k+1]可以是表示第一AFE信道210[k]的第一输入信号I1[k]的呈相反极性的噪声分量的信号。因此，第二AFE信道210[k+1]的第二反向输入信号I2[k+1]的耦合可用于消除由第一AFE信道210[k]中的第一端子T[k]接收到的噪声信号N[k]的影响。第一AFE信道210[k]的第一信道输入信号ICH1是组合第二AFE信道210[k+1]的第一输入信号I1[k]与第二反向输入信号I2[k+1]的结果。也就是说，第一AFE信道的输入信号可计算如下：ICH1＝αI1[k]+βI2[k+1]。
在实施例中，第一AFE信道210[k]和第二AFE信道210[k+1]的电流输送器215[k]、电流输送器215[k+1]、电流输送器217[k]、电流输送器217[k+1]可用作能够调整相应输入信号的缩放的参数。电流输送器的乘数(即，α、β)可配置成微调每一AFE信道的噪声消除。举例来说，按比例缩放所述反向输入信号的第二电流输送器的乘数β可配置成按比例缩小待传输到其它AFE信道的反向输入信号以匹配在其它AFE信道中接收到的噪声分量，以使得来自触摸传感器的触摸输入信号可保留。AFE信道之间的电流输送器的乘数可相同或不同。在一些实施例中，每一AFE信道的乘数可分别配置成为不同的。在一些其它实施例中，第一电流输送器215可在无缩放的情况下传递第一输入信号I1的AFE信道210的所有或一些中省略。不具有第一电流输送器215的AFE信道的输入信号将随后为ICH1＝I1[k]+βI2[k+1]。在实施例中，乘数α、β是正整数，其被设计为在不消除AFE信道的触摸感测信号的情况下去除噪声信号。在实施例中，乘数α大于乘数β。例如，乘数α与乘数β可以分别是2和1。换句话说，在第一AFE信道210[k]上传播的第一输入信号I1[k]可以通过乘数α(即2)来缩放，而在第二AFE信道210[k+1]上传播的第二输入信号I2[k+1]可以通过乘数β(即1)来缩放。因此，可以在不消除从端子T[k]接收的触摸感测信号的情况下从触摸感测信号I1[k]中减去噪声信号N[k+1]。乘数α与乘数β之间的1∶2的比例被用作示例。在其他实施例中，乘数α与乘数β可以具有任何比率，以在检测触摸感测信号和去除噪声信号中获得准确的结果。例如，乘数α与乘数β的比率可以是3：1、3：2、5：1或任何其他比率。
图5是根据本公开的实施例中的一个的AFE电路500的电路图。AFE电路200的每一组件呈现有根据实施例中的一个的电路图。输入放大器213[k]、输入放大器213[k+1]、积分器211[k]、积分器211[k+1]的功能与上文所描述相同。参考图5，AFE电路500的第一电流输送器515(即，515[k]、515[k+1])可实施有在供电电压与接地之间串联连接的第一晶体管M1和第二晶体管M2，其复制由输入放大器213[k]输出的第一输入信号的输出。第一晶体管M1是与第二晶体管M2相比较的不同类型的晶体管。举例来说，第一晶体管M1可以是P型晶体管，而第二晶体管M2可以是N型晶体管。在实施例中，第一电流输送器并不按比例缩放第一输入信号。然而，在其它实施例中，如上文所描述的乘数α可通过使用电流镜来实施。第二电流输送器517(即，517[k]和517[k+1])可包含按比例缩放且输出缩放的(第一/第二)反向输入信号的电流镜和输出电路。
图6是说明根据本公开的实施例中的一个的AFE电路600的框图。在实施例中，可通过利用来自多个AFE信道的反向输入信号来执行AFE电路600的噪声消除。参考图6，除了如图4中所说明的第一AFE信道210[k]和第二AFE信道210[k+1]之外还说明第三AFE信道210[k-1]。由[k-1]表示的第三AFE信道210[k-1]可表示感测端子T[k-1]紧邻感测端子T[k]或连接到感测端子T[k-1]的对应触摸传感器接近连接到感测端子T[k]的触摸传感器。然而，本公开不预期限制第一AFE信道、第二AFE信道和第三AFE信道之间的位置关系。在其它实施例中，第三AFE信道可相对于第二AFE信道在第一AFE信道的相同侧上。在又其它实施例中，第三AFE信道可实体上定位于第一AFE信道与第二AFE信道之间。
在实施例中，第三AFE信道210[k-1]包含输入放大器213[k-1]、第一电流输送器215[k-1]、第二电流输送器217[k-1]以及积分器211[k-1]。输入放大器213[k-1]接收噪声信号N[k-1]作为第三感测信号。在触摸事件发生时，除了噪声信号N[k-1]之外，输入放大器213[k-1]还将接收关于输入电容Cin[k-1]的触摸输入信号。响应于接收到噪声信号N[k-1](或触摸输入信号)，输入放大器213[k-1]基于第三感测信号来将第三输入信号I1[k-1]输出到第一电流输送器215[k]且将相对于第三输入信号I1[k-1]具有相反极性的第三反向输入信号I2[k-1]输出到第二电流输送器217[k-1]。第三输入信号I1[k-1]将通过第一电流输送器215[k-1]传输到积分器211[k-1]，其中第三输入信号I1[k-1]可或可不由第一电流输送器215[k-1]缩放。第三反向输入信号I2[k-1]将通过第二电流输送器217[k-1]耦合到第一AFE信道210[k]的节点C(即，第一输入信号I1[k]的信号路径)以用于第一AFE信道210[k]上的噪声消除。换句话说，第一AFE信道210[k]将接收两个缩放的反向输入信号I2[k+1]、缩放的反向输入信号I2[k-1]以用于噪声消除。也就是说，由第一AFE信道210[k]的积分器211[k]接收到的信道输入信号ICH1可获得如下：
ICH1＝αI1[k]-(β[k+1]I2[k+1]+β[k-1]I2[k-1])。
第一AFE信道210[k]、第二AFE信道210[k+1]和第三AFE信道210[k-1]中的第二电流输送器的乘数β[k]、乘数β[k+1]、乘数β[k-1]可根据设计需求而相同或不同。举例来说，第二AFE信道210[k+1]和第三AFE信道210[k-1]中的第二电流输送器的乘数β[k+1]、乘数β[k-1]可预先确定以消除第一AFE信道210[k]中的噪声信号N[k]。
图7是说明根据本公开的实施例中的一个的AFE电路700的框图。在图7中，每一AFE信道的第一电流输送器、第二电流输送器以及积分器类似于图4和图6中所说明的实施例。除了图6中说明的实施例之外，每一AFE信道的输入放大器将多个反向输入信号进一步输出到多个第二电流输送器，其中反向输入信号相对于由输入放大器产生的输入信号具有相同量值但不同极性。出于全面和简洁的目的，第二电流输送器中的一个可称作第三电流输送器719。第三电流输送器719可具有可与第二电流输送器217的乘数β1不同或相同的乘数β2。在实施例中，每一信道从相邻AFE信道中的一个接收反向输入信号(例如，I2[k+1])且从相邻AFE信道中的另一个接收另一反向输入信号(例如，I2[k-1])。换句话说，可通过利用来自两个相邻AFE信道的反向输入信号来执行每一AFE信道的噪声消除。此外，第二电流输送器和第三电流输送器的按比例缩放所述对应AFE信道的反向输入信号的乘数可配置成匹配由接收反向输入信号的AFE信道接收到的噪声信号的一部分。举例来说，第二AFE电路210[k+1]的第二反向输入信号I2[k+1]和第三AFE信道210[k-1]的第三反向输入信号I3[k-1]在节点C[k]处耦合到第一AFE信道210[k]的信号路径以用于第一AFE信道的噪声消除。第一AFE信道210[k]、第二AFE信道210[k+1]以及第三AFE信道210[k-1]的信道信号可表示如下：
ICH1＝αI1[k]-(β1[k+1]I2[k+1]+β2[k-1]I3[k-1])。
ICH2＝αI1[k+1]-(β1[k+2]I2[k+2]+β2[k]I3[k])。
ICH3＝αI1[k-1]-(β1[k]I2[k]+β2[k-2]I2[k-2])。
由于附近内的触摸传感器将经历类似环境噪声，因此可通过利用相邻AFE信道来有效地执行噪声消除。基于以上所公开的实施例，AFE电路的输入放大器可配置成输出相对于从触摸传感器接收到的信号具有相反极性的信号。具有相反极性的信号可耦合到相邻AFE信道以执行噪声消除。在无触摸事件的情况下，可通过具有相反极性的信号来去除或减小由AFE信道接收到的噪声。在其中存在触摸事件的情况下，信号可由相邻信道中的电流输送器的预先确定的乘数缩放且用于提取AFE信道的噪声分量。因此，可通过去除噪声对电容器的影响来改良AFE电路的输出动态范围，且可在无噪声分量的情况下准确地确定触摸事件。
前文已概述了若干实施例的特征以使得本领域技术人员可更好地理解详细描述。本领域技术人员应了解，他们可轻易地将本公开用作设计或修改用于实现本文中所引入的实施例的相同目的和/或达成相同优点的其它过程和结构的基础。本领域技术人员还应认识到，此类等效构造并不脱离本公开的精神和范围，且其可在不脱离本公开的精神和范围的情况下在本文中进行各种改变、替代和更改。

Claims (20)

1.一种耦合到触摸面板的模拟前端电路，包括：
第一模拟前端信道，耦合到连接到所述触摸面板的第一端子，配置成处理由所述第一端子接收到的第一感测信号，且包括：
第一积分器，具有耦合到所述第一端子的输入端子；以及
噪声参考电路，耦合在所述第一模拟前端信道中的所述第一积分器的所述输入端子与连接到所述触摸面板的第二端子之间，且配置成使从所述第二端子接收到的第二感测信号反向，且将反向的第二感测信号作为第二反向输入信号耦合到所述第一积分器与所述第一端子之间的共同节点。
2.根据权利要求1所述的耦合到触摸面板的模拟前端电路，其中第一感测信号包含由所述第一端子接收到的噪声信号，且所述第二感测信号包含由所述第二端子接收到的噪声信号。
3.根据权利要求2所述的耦合到触摸面板的模拟前端电路，其中所述第一端子耦合到所述触摸面板上的第一触摸传感器，且所述第二端子耦合到所述触摸面板上的第二触摸传感器，其中所述第一触摸传感器和所述第二触摸传感器彼此相邻。
4.根据权利要求2所述的耦合到触摸面板的模拟前端电路，其中所述第一感测信号进一步包含由耦合到所述第一端子的第一触摸传感器产生的触摸信号。
5.根据权利要求1所述的耦合到触摸面板的模拟前端电路，进一步包括：
第二模拟前端信道，耦合到所述第二端子，且配置成处理从所述第二端子接收到的所述第二感测信号，其中所述第二模拟前端信道包括：
第二积分器，具有输入端子；以及
第二输入放大器，具有耦合到所述第二端子的输入端子、耦合到所述第二积分器的所述输入端子的第一输出端子以及耦合到所述第一模拟前端信道中的所述第一积分器的所述输入端子的第二输出端子，且配置成基于由所述第二端子接收到的所述第二感测信号来通过所述第一输出端子输出第二输入信号且通过所述第二输出端子输出所述第二反向输入信号，其中所述第二输入信号相对于所述第二反向输入信号具有相同量值但不同极性，
其中所述噪声参考电路包含所述第二模拟前端信道的所述第二输入放大器，
其中所述第二模拟前端信道的所述第二输入信号耦合到所述第一模拟前端电路中的所述共同节点，在所述共同节点处求和所述第一模拟前端信道的所述第一输入信号和所述第二模拟前端信道的所述第二反向输入信号。
6.根据权利要求5所述的耦合到触摸面板的模拟前端电路，
其中所述第二模拟前端信道进一步包括电流输送器，所述电流输送器耦合在所述第二输入放大器的所述第二输出端子与所述第一模拟前端信道的所述第一积分器的所述输入端子之间，接收所述第二模拟前端信道的所述第二反向输入信号，且利用缩放因子来缩放所述第二模拟前端信道的所述第二反向输入信号，且其中所述噪声参考电路包含所述第二模拟前端信道的所述第二输入放大器和所述电流输送器。
7.根据权利要求6所述的耦合到触摸面板的模拟前端电路，其中所述第二模拟前端信道的所述电流输送器缩放所述第二反向输入信号以去除所述第一模拟前端信道中的所述第一输入信号的一部分。
8.根据权利要求1所述的耦合到触摸面板的模拟前端电路，
其中所述第一模拟前端信道进一步包括第一输入放大器以及电流输送器，所述电流输送器耦合在所述第一输入放大器的第一输出端子与所述第一积分器之间，且利用缩放因子来缩放所述第一模拟前端信道的所述第一输入信号。
9.根据权利要求1所述的耦合到触摸面板的模拟前端电路，进一步包括：
第三模拟前端信道，耦合到连接到所述触摸面板的第三端子，接收第三感测信号，且包括：
第三积分器；以及
第三输入放大器，具有耦合到所述第三端子的输入端子、耦合到所述第三积分器的第一输出端子以及耦合到所述第一模拟前端信道中的所述第一积分器的所述输入端子的第二输出端子，且配置成基于由所述第三端子接收到的所述第三感测信号而输出第三输入信号和第三反向输入信号，其中所述第三输入信号具有与所述第三反向输入信号的相同量值但相反极性，
其中所述第三模拟前端信道的所述第三反向输入信号耦合到所述第一模拟前端信道中的所述共同节点，在所述共同节点处求和所述第一模拟前端信道的所述第一输入信号、由所述噪声参考电路输出的所述第二反向输入信号以及所述第三模拟前端信道的所述第三反向输入信号。
10.根据权利要求1所述的耦合到触摸面板的模拟前端电路，进一步包括：
第二模拟前端信道，耦合到所述第二端子，且配置成处理从所述第二端子接收到的所述第二感测信号，其中所述第二模拟前端信道包括：
第二积分器；以及
第二输入放大器，具有耦合到所述第二端子的输入端子、耦合到第二积分器的第一输出端子以及分别耦合到所述第一模拟前端信道和至少一个其它相邻模拟前端信道的多个第二输出端子，且配置成通过所述第一输出端子将第二输入信号输出到所述第二积分器且通过所述第二输出端子输出多个第二反向输入信号。
11.一种触摸显示设备，包括：
触摸面板，包括多个电极，所述多个电极在显示时段中用作共同电极且在触摸时段中用作多个触摸传感器；以及
触摸显示驱动电路，包括包含多个模拟前端信道的触摸模拟前端(AFE)电路，其中每一所述多个模拟前端信道通过耦合到所述多个触摸传感器的对应触摸传感器的所述触摸显示驱动电路的端子来接收输入信号，其中所述多个模拟前端信道中的每一个包括：
第一模拟前端信道，包括：
第一积分器，具有耦合到接收第一感测信号的第一端子的输入端子；
第二模拟前端信道，包括：
输入放大器，耦合在所述第一模拟前端信道中的所述第一积分器的所述输入端子与连接到所述触摸面板的第二端子之间，且配置成基于由所述第二端子接收到的第二感测信号而产生反向第二输入信号且将所述第二反向输入信号耦合到所述第一积分器与所述第一端子之间的共同节点，
其中所述第二模拟前端信道的所述输入放大器是相对于所述第一模拟前端信道的噪声参考电路的一部分。
12.根据权利要求11所述的触摸显示设备，其中第一感测信号包含由所述第一端子接收到的噪声信号，且所述第二感测信号包含由所述第二端子接收到的噪声信号。
13.根据权利要求12所述的触摸显示设备，其中所述第一端子耦合到所述触摸面板上的所述多个触摸传感器的第一触摸传感器，且所述第二端子耦合到所述触摸面板上的所述多个触摸传感器的第二触摸传感器，其中所述第一触摸传感器和所述第二触摸传感器彼此相邻。
14.根据权利要求12所述的触摸显示设备，其中所述第一感测信号进一步包含由耦合到所述第一端子的所述多个触摸传感器的第一触摸传感器产生的触摸信号。
15.根据权利要求11所述的触摸显示设备，进一步包括：
第二模拟前端信道，耦合到所述第二端子，且配置成处理从所述第二端子接收到的所述第二感测信号，其中所述第二模拟前端信道包括：
第二积分器，具有输入端子；以及
所述输入放大器，具有耦合到所述第二端子的输入端子、耦合到所述第二积分器的所述输入端子的第一输出端子以及耦合到所述第一模拟前端信道中的所述第一积分器的所述输入端子的第二输出端子，且配置成基于由所述第二端子接收到的所述第二感测信号来通过所述第一输出端子输出第二输入信号且通过所述第二输出端子输出所述第二反向输入信号，其中所述第二输入信号相对于所述第二反向输入信号具有相同量值但不同极性，
其中所述第二模拟前端信道的所述第二输入信号耦合到所述第一模拟前端电路中的所述共同节点，在所述共同节点处求和所述第一模拟前端信道的所述第一输入信号和所述第二模拟前端信道的所述第二反向输入信号。
16.根据权利要求15所述的触摸显示设备，
其中所述第二模拟前端信道进一步包括电流输送器，所述电流输送器耦合在所述第二模拟前端信道的输入放大器的所述第二输出端子与所述第一模拟前端信道的所述第一积分器的所述输入端子之间，接收所述第二模拟前端信道的所述第二反向输入信号，且利用缩放因子来缩放所述第二模拟前端信道的所述第二反向输入信号，且其中所述噪声参考电路包含所述第二模拟前端信道的所述输入放大器和所述电流输送器。
17.根据权利要求16所述的触摸显示设备，其中所述第二模拟前端信道的所述电流输送器缩放所述第二反向输入信号以去除所述第一模拟前端信道中的所述第一输入信号的一部分。
18.根据权利要求11所述的触摸显示设备，
其中所述第一模拟前端信道进一步包括输入放大器以及电流输送器，所述电流输送器耦合在所述第一模拟前端信道的所述输入放大器的所述第一输出端子与所述第一积分器之间，且利用缩放因子来缩放所述第一模拟前端信道的所述第一输入信号。
19.根据权利要求11所述的触摸显示设备，进一步包括：
第三模拟前端信道，耦合到连接到所述触摸面板的第三端子，接收第三感测信号，且包括：
第三积分器；以及
输入放大器，具有耦合到所述第三端子的输入端子、耦合到所述第三积分器的第一输出端子以及耦合到所述第一模拟前端信道中的所述第一积分器的所述输入端子的第二输出端子，且配置成基于由所述第三端子接收到的所述第三感测信号而输出第三输入信号和第三反向输入信号，其中所述第三输入信号具有与所述第三反向输入信号的相同量值但相反极性，
其中所述第三模拟前端信道的所述第三反向输入信号耦合到所述第一模拟前端信道中的所述共同节点，在所述共同节点处求和所述第一模拟前端信道的所述第一输入信号、由所述噪声参考电路输出的所述第二反向输入信号以及所述第三模拟前端信道的所述第三反向输入信号。
20.根据权利要求11所述的触摸显示设备，进一步包括：
第二模拟前端信道，耦合到所述第二端子，且配置成处理从所述第二端子接收到的所述第二感测信号，其中所述第二模拟前端信道包括：
第二积分器；以及
所述输入放大器，具有耦合到所述第二端子的输入端子、耦合到第二积分器的第一输出端子以及分别耦合到所述第一模拟前端信道和至少一个其它相邻模拟前端信道的多个第二输出端子，且配置成通过所述第一输出端子将第二输入信号输出到所述第二积分器且通过所述第二输出端子输出多个第二反向输入信号。
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