CN114174966B - 用于宽带触摸感测的技术以及相关***、方法和设备 - Google Patents

Abstract

本公开描述了一种触摸感测方法以及相关方法和***。在该触摸感测方法的一些实施方案中，在RF子载波的频率之间分配驱动信号的能量，使得所分配的能量满足针对实现该触摸感测方法的触摸感测***的应用的电磁发射要求。本公开还描述了确定用于生成光谱成形驱动信号的光谱成形时域数字波形的方法。

Description

用于宽带触摸感测的技术以及相关***、方法和设备

优先权声明

本申请要求2019年8月2日提交的针对″基于OFDM的宽带触摸感测方法(An OFDM-BASED APPROACH To WIDEBAND TOUCH SENSING)″的美国临时专利申请序列号62/882,393的申请日的权益，其全部内容和公开内容据此以引用方式并入本文。

技术领域

本发明所公开的实施方案总体上涉及触摸感测和用于电容式触摸感测的控制器。

背景技术

典型的触摸界面***可合并触摸传感器(例如但不限于电容传感器和/或电阻传感器)，这些触摸传感器响应于紧靠触摸界面***的接触敏感表面或与该接触敏感表面物理接触的对象。可捕获并解释此类响应以推断关于接触的信息，包括对象相对于触摸界面***的位置。

与个人计算机(包括膝上型计算机和用于平板电脑的键盘)一起使用的触摸板通常合并触摸界面***或与触摸界面***相结合地操作。显示器通常包括触摸屏，这些触摸屏合并触摸界面***的元件(通常至少为触摸传感器)以使得用户能够与图形用户界面(GUI)和/或计算机应用程序进行交互。合并触摸显示器的设备的示例包括便携式媒体播放器、电视机、智能电话、平板计算机、个人计算机和可穿戴设备诸如智能手表，仅举几例。另外，用于汽车、家用电器(例如，烘箱、冰箱或洗衣机)、安全***、自动取款机(ATM)、住宅环境控制***和工业装备的控制面板可合并具有显示器和外壳的触摸界面***，包括启用按钮、滑块、轮子和其他触摸元件。

附图说明

通过结合附图的详细描述，本公开的各种实施方案的目的和优点对于本领域的普通技术人员将显而易见。

图1是根据本公开的一个或多个实施方案的用于生成光谱成形驱动信号的过程；

图2是根据所公开的实施方案的用于选择用于调制信号的波形并选择可用于生成光谱成形驱动信号的分量频率的过程；

图3是描绘根据一个或多个实施方案的用于生成表示光谱成形时域波形的编码数字信号的过程的功能框图；

图4是根据所公开的一个或多个实施方案的被配置为使用驱动信号(包括光谱成形驱动信号)的触摸感测***的框图；

图5是图3的发射路径的实施方案的功能框图；

图6是用于接收光谱成形连续时间模拟信号的接收路径的实施方案的功能框图。

图7是在一些实施方案中可用于实现本文所述的各种功能、操作、动作、算法、方法和/或过程的电路的框图。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考了形成其一部分的附图，并且在附图中以举例的方式示出了可实践本公开的具体示例性实施方案。充分详细地描述了这些实施方案，以使本领域的普通技术人员能够实践本公开。然而，可利用其他实施方案，并且可在不脱离本公开的范围的情况下进行结构、材料和过程的变化。

本文所呈现的图示并不旨在为任何特定方法、***、设备或结构的实际视图，而仅仅是用于描述本公开的实施方案的理想化表示。本文所呈现的附图未必按比例绘制。为了读者的方便，各附图中的类似结构或部件可保持相同或相似的编号；然而，编号的相似性并不意味着该结构或部件在尺寸、组成、配置或任何其他属性方面必须是相同的。

容易理解的是，如本文整体描述的和附图中示出的实施方案的部件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，对各种实施方案的以下描述并不旨在限制本公开的范围，而是仅代表各种实施方案。虽然实施方案的各个方面可在附图中呈现，但是附图未必按比例绘制，除非特别指明。

以下描述可包括示例以帮助本领域的普通技术人员实践本发明所公开的实施方案。使用术语″示例性的″、″通过示例″和″例如″是指相关描述是说明性的，虽然本公开的范围旨在涵盖示例和法律等同形式，但使用此类术语并不旨在将实施方案或本公开的范围限制于指定的部件、步骤、特征或功能等。

因此，除非本文另有说明，否则所示出和描述的特定实施方式仅是示例，并且不应被解释为是实施本公开的唯一方式。元件、电路和功能可以框图形式示出，以便不以不必要的细节模糊本公开。相反，所示出和描述的特定实施方式仅为示例性的，并且不应理解为实施本公开的唯一方式，除非本文另外指明。另外，块定义和各个块之间逻辑的分区是特定实施方式的示例。对于本领域的普通技术人员将显而易见的是，本公开可通过许多其他分区解决方案来实践。在大多数情况下，已省略了关于定时考虑等的细节，其中此类细节不需要获得本公开的完全理解，并且在相关领域的普通技术人员的能力范围内。

本文所述的信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任何一种来表示。例如，可在整个说明书中参考的数据、指令、命令、信息、信号、比特和符号可由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者它们的任何组合来表示。为了清晰地呈现和描述，一些附图可以将信号示出为单个信号。本领域普通技术人员应当理解，信号可表示信号的总线，其中该总线可具有各种位宽度，并且本公开可在任何数量的包括单个数据信号的数据信号上实现。

应当理解，本文中使用名称诸如″第一″、″第二″等对元件的任何提及不限制这些元件的数量或顺序，除非明确说明此类限制。相反，这些名称在本文中用作区分两个或更多个元件或者一个元件的两个或更多个实例的便利方法。因此，对第一元件和第二元件的提及并不意味着只能使用两个元件，或者第一元件必须以某种方式在第二元件之前。而且，除非另有说明，否则一组元件可包括一个或多个元件。同样地，有时以单数形式提及的元件也可包括元件的一个或多个实例。

如本文所用，涉及给定参数、属性或条件的术语″基本上″是指并且包括在本领域的普通技术人员将会理解的给定参数、属性或条件满足小程度的方差的程度，诸如例如在可接受的制造公差内。以举例的方式，取决于基本上满足的具体参数、属性或条件，参数、属性或条件可至少满足90％、至少满足95％、或甚至至少满足99％。

结合本文公开的实施方案描述的各种例示性逻辑块、模块和电路可用被设计成执行本文所述的功能的通用处理器、专用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或者其任何组合来实现或执行。通用处理器(在本文中也可称为主机处理器或仅称为主机)可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可实现为计算设备的组合，诸如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核结合的一个或多个微处理器或任何其他此类配置。在通用计算机被配置为执行与本公开的实施方案相关的计算指令(例如，软件代码)时，包括处理器的通用计算机被认为是专用计算机。

而且，应当指出的是，可根据被描绘为流程图、流程图示、结构图或框图的过程来描述实施方案。尽管流程图可将操作行为描述为顺序过程，但是许多这些行为可按另一顺序、并行或基本上同时执行。此外，可重新安排动作的顺序。过程可对应于方法、线程、函数、规程、子例程和/或子程序，但不限于此。此外，本文所公开的方法可通过硬件、软件或这两者来实现。如果在软件中实现，这些函数可作为一个或多个指令或代码存储或传输到计算机可读介质上。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，该通信介质包括有利于将计算机程序从一个位置传递到另一个位置的任何介质。

如出于本公开中描述的实施方案的目的所理解的，电容传感器可响应于对象(诸如但不限于手指或触笔)与电容传感器的接触敏感区域接触或对象接近电容传感器的接触敏感区域。在本公开中，″接触″和″触摸″意在涵盖对象与触敏区域(例如但不限于，电极或覆盖电极或电极组的一个或多个覆盖层)的物理接触以及对象存在于触敏区域的附近而没有物理接触两者。不一定需要与电容传感器的实际物理接触。

以举例的方式，当对象接触电容传感器时，电容变化可发生在接触位置处或附近的电容传感器内。如果接触满足一定阈值，则模拟采集前端可检测到接触。″电荷后转移″是在一些触摸采集前端中实现的用于检测电容变化的技术的非限制性示例，其中响应于电容变化而对感测电容器充电(例如，更快或更慢地充电)并且在多个充电转移周期内将电荷转移到积分电容器。可由模数转换器(ADC)将与此类电荷转移相关联的电荷量转换为数字信号，并且数字控制器可处理那些数字信号(通常称为″Δ计数″或仅称为″Δ″)以确定测量和/或检测对象是否接触了传感器。

自电容传感器(self-capacitance sensors，在本文中也称为″self-capsensors″)是响应于对地电容变化的电容场传感器。自电容传感器通常排列成独立地对触摸作出反应的行和列的阵列。作为非限制性示例，自电容传感器可包括采用重复电荷后转移周期的电路，该电路使用具有浮动端的共同集成CMOS(即互补金属氧化物半导体)推挽式驱动电路。

互电容传感器是检测/响应驱动电极和感测电极这两个电极之间的电容变化的电容场传感器。驱动电极和感测电极对在驱动线和感测线的每个交点处形成电容器。自电容技术和互电容技术可在相同的触摸界面***中使用并且彼此互补，例如，自电容可用于确认使用互电容检测的触摸。

作为示例，触摸传感器可以针对例如触摸板或显示屏的2维(2D)接触敏感表面的2D布置覆盖，并且可促进用户与相关联的家用电器或设备进行交互。绝缘保护层(例如但不限于树脂、玻璃和/或塑料)可用于覆盖触摸传感器，并且在本文中可称为″覆盖层″。″触摸显示器″是结合有2D触摸传感器的显示器(诸如液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管(TFT)LCD或发光二极管(LED)显示器)，作为非限制性示例，该2D触摸传感器在显示器上方的透明介质中实现，有时在触摸传感器前面具有额外的透明介质(诸如玻璃)。

以使用采用电荷转移技术的互电容传感器的矩阵传感器方法的触摸传感器为例，驱动电极可在基板的一侧成行延伸，并且感测电极可在基板的另一侧成列延伸，以限定N×M个节点的″矩阵″阵列。每个节点对应于驱动电极的导电线与感测电极的导电线之间的交点。驱动电极同时驱动给定行中的所有节点，并且感测电极感测给定列中的所有节点。在节点位置处的驱动电极和感测电极的电容耦接(互电容)，或者感测电极与接地的耦接(自电容)可响应于指示触摸事件的电容变化而被单独测量或两者都被测量。例如，如果向行2的驱动电极施加驱动信号并且列3的感测电极是有源的，则节点位置为：行2，列3。可顺序通过驱动电极和感测电极的不同组合来扫描节点。在一种模式中，驱动电极可被顺序地驱动，而感测电极全都被连续地监测。在另一种模式中，每个感测电极可以被顺序地采样。

以使用自电容传感器的矩阵传感器方法的触摸传感器为例，电极可成行和列延伸，以限定N×M个节点的″矩阵″阵列。矩阵传感器可被构造成在每个节点处具有电极，每个电极是可单独寻址的，或者每个行和列可以是可寻址电极，并且每个节点对应于唯一的行/列对。向传感器的电极重复提供驱动信号(即，交流电(A/C)激励)。当对象接触传感器时，对象与电极之间的耦接改变(即，增加或减少，作为非限制性示例，取决于对象是电接地还是电浮动)电极上消耗的电流，这增加了表观传感器电容，并且可检测到传感器电容的该增加。例如，如果在将驱动信号施加到电极行2和电极列3时检测到电容的增加，则触摸的位置可以是行2、列3。插值技术可用于识别节点之间的位置。可顺序通过电极的行和列的组合来顺序扫描节点。

上述驱动信号(即，A/C激励)是电磁发射(EME)的一个原因。电容通常与驱动信号同步测量。因此，测量的采样率和EME的发射频率之间存在直接关系。

作为非限制性示例，微控制器、数字逻辑电路和可配置状态机可被配置为执行本文描述的采集电路和触摸控制器的功能，诸如但不限于控制驱动电极，监测感测电极，分析触摸传感器上的电容效应(例如但不限于从所测量的沟道电容和/或绝对沟道电容的变化中检测到)，以及更一般地处理和报告触摸。包括微控制器的集成电路(IC)封装可以提供输入和输出引脚以与主机进行通信；以及提供固件以执行技术和操作，包括本文结合各种实施方案所述的那些。

一些实施方案总体上涉及用于向触摸传感器提供驱动信号的***和方法。具体地，可生成驱动信号，由此在多个频率上分配触摸感测刺激(即，A/C信号)的总能量。在一个实施方案中，可执行光谱成形以生成驱动信号，该驱动信号通过在多个指定频率上分配的总能量来表征。

作为非限制性示例，一些实施方案总体上涉及用于响应于应用特定要求来执行驱动信号的光谱成形的***和方法。作为非限制性示例，目标应用特定要求可以是针对噪声抗扰度和/或对电磁发射的限制的要求。如本文所用，″光谱特性″意指噪声、电磁发射或能量中的一者或多者；并且″允许光谱特性″是在指定限制或要求内的光谱特性。

在一个实施方案中，生成射频(RF)信号，每个RF信号对应于不同的指定频率(即，分量频率)。RF信号中的每个RF信号都是响应于具有指定幅度的编码数字信号生成的。在一个实施方案中，可至少部分地基于对分量频率和/或给定分量频率的应用特定要求来预先选择分量频率。作为非限制性示例，可选择RF信号的分量频率中的一个或多个分量频率，因为相对于其他可用频率，这些分量频率与最高EME限制相关联。替代地或附加地，可选择RF信号的分量频率中的一个或多个分量频率，因为这些分量频率具有最低的噪声抗扰度要求。(即，可用频率的最少限制噪声抗扰度要求)。在一个实施方案中，可使用数字调制方案来生成RF信号。数字调制方案的非限制性示例包括正交幅度调制(QAM)或相移键控。

图1示出了根据一个或多个实施方案的对触摸传感器使用光谱成形驱动信号的触摸感测过程100，此类光谱成形被配置为在多个频率之间分配驱动信号的能量。如本文所讨论的，可选择分配给特定频率的能量，使得对于给定频率，可归因的EME在允许EME内。值得注意的是，在给定的触摸感测操作中，分配给特定频率的能量的量可以是相同的，也可以是不同的。作为非限制性示例，分配的能量的量可以是不同的，因为不同的频率可以具有不同的允许EME。

过程100可被理解为包括至少两个组成过程，第一过程包括用于生成光谱成形时域数字波形的操作102、104和106，并且第二过程包括用于执行触摸感测操作以检测触摸传感器处的触摸的操作108、110、112、114、116和118。不要求两个组成过程都执行，并且可在不超出本公开的范围的情况下执行第一过程而不执行第二过程，或者不执行第二过程的一部分，或者可执行第二过程而不执行第一过程。例如，可执行操作102、104、106和118，而无需执行操作108、110、112、114和116。

在操作102处，过程100接收允许EME的指示。在各种实施方案中，允许EME可包括针对多个指定频率的允许EME。作为非限制性示例，指定频率可包括单独频率和/或频带中的一者或多者。

在操作104处，过程100基于允许EME的指示选择一组RF子载波。每个此类RF子载波具有指定频率和指定幅度。选择RF子载波可涉及选择RF子载波的频率和幅度。在一些实施方案中，还可选择所选频率之间的相位关系(即，可选择指定的相位关系)。指定的相位关系在一定程度上可以是相应子载波的相位的正交程度(以举例的方式，完全正交的RF子载波具有90度的相移)，使得每个RF子载波的至少一些能量与其他RF子载波异相。

在操作106处，过程100生成光谱成形时域数字波形。在一些实施方案中，过程100通过使用所选的一组RF子载波执行静态幅度正交幅度调制来生成光谱成形时域数字波形。在一些实施方案中，生成光谱成形时域数字波形包括对该组RF子载波的总和执行快速傅立叶逆变换(IFFT)。值得注意的是，光谱成形时域数字波形可包括同相波形(也称为波形的I分量)和正交相位波形(也称为波形的Q分量)。优选地，操作106以数字方式执行。

在操作108处，过程100响应于光谱成形时域数字波形生成光谱成形连续时域模拟信号。在一些实施方案中，可通过重复应用光谱成形时域数字波形来生成″连续″模拟信号。在一些实施方案中，光谱成形时域数字波形被表示为比特流(stream of bits)(即，比特流(bit stream))，当应用于数模转换器(DAC)时，该比特流将导致DAC生成与光谱成形时域数字波形相对应的模拟信号，即光谱成形连续时域模拟信号。

在操作110处，过程100响应于光谱成形连续时域模拟信号生成驱动信号。过程100通过混合光谱成形连续时域模拟信号的同相分量和正交分量而生成驱动信号。值得注意的是，驱动信号通过驱动信号的能量在子载波的指定频率上分配来表征。

在操作112处，过程100将在操作110处生成的驱动信号(即，通过驱动信号的能量在子载波的指定频率上分配来表征的驱动信号)提供给触摸传感器，并且更具体地，提供给触摸传感器的发射器线。

在操作114处，过程100观察触摸传感器的感测信号的能量。在一些实施方案中，可在将在操作110中生成的驱动信号提供给触摸传感器的同时，经由触摸传感器的接收器线来接收感测信号。值得注意的是，响应于驱动信号(该驱动信号通过其在若干频率之间分配的能量来表征)而接收的感测信号也可通过在子载波的频率之间分配的能量来表征。在一个或多个实施方案中，观察触摸传感器的感测信号的能量可包括IQ解调、并行化、快速傅立叶逆变换(IFFT)和/或快速傅里叶变换(FFT)解码和幅度重构中的一者或多者，如图6所描绘的。

在操作116处，过程100响应于感测信号的观察能量观察触摸传感器的沟道电容。在一个或多个实施方案中，响应于感测信号的观察能量水平观察触摸传感器的沟道电容可包括执行幅度值的加权求和以得到如图6所描绘的传感器电容估计。

在操作118处，过程100响应于观察到感测信号的能量不同于驱动信号的能量而检测触摸传感器处的触摸。作为设想的触摸感测***的非限制性示例，差异可能是由于驱动信号的衰减造成的，驱动信号的衰减是由于对象接触触摸传感器导致沟道电容增加而造成的。

如本文所讨论的，选择指定频率和幅度下的可接受子载波(例如，图1的操作104)，使得可生成光谱成形时域数字波形(例如，图1的操作106)。

一些实施方案总体上涉及用于为光谱成形时域数字波形选择RF子载波，并且更具体地为RF子载波选择相应的幅度、相位和频率的***和方法。在一个实施方案中，作为非限制性示例，接收针对触摸传感器或包括触摸传感器和触摸控制器的触摸感测***的一个或多个目标应用的要求(即，描述允许EME)，该触摸控制器被配置为经由过程100为触摸传感器生成光谱成形驱动信号。如上所述，作为非限制性示例，此类要求可以是EME限制或噪声抗扰度要求。选择测试频率、测试幅度和测试相位。在一个实施方案中，选择测试频率，使得给定的测试频率与其他测试频率正交。

如果子载波代码的互相关基本上为零，则一个RF子载波与另一RF子载波正交，即，两个RF子载波不会(或将不会)相互干扰，包括但不限于相长干涉与相消干涉。作为非限制性示例，正交信号，以及更具体地RF子载波的特性是两个信号的点积为零。虽然可能期望完全正交，但这可能不实用也没必要，因此在某些情况下，设计人员可根据需要选择合适的正交度。

IFFT可用于生成表示测试RF子载波的总和的时域数字波形(具有同相分量和正交分量)。可通过执行对应于时域数字波形的连续时域模拟驱动信号的时间序列并观察尖峰和/或EME来检查测试频率、测试幅度和测试相位。作为非限制性示例，可观察到尖峰，因为在测试频率下RF子载波之间的相位关系是相加的(即，幅度相长地增加)。在一个实施方案中，可至少部分地使用用于表示使用QAM和相移键控中的一者或多者调制的相应RF信号的星座映射来选择一个或多个测试频率和测试幅度。

图2示出了用于针对分量RF测试频率选择分量频率和幅度的过程200的实施方案，其可用于为光谱成形RF信号(例如，光谱成形驱动信号)生成光谱成形时域数字波形。

在操作202处，过程200接收每个可用频率的允许EME的指示。在一些实施方案中，允许EME可被描述为EME要求，并且可针对每个可用频率进行阐述。

在操作204处，过程200从可用频率选择测试频率并选择测试幅度。在图2所描绘的特定非限制性示例过程中，在所选择的测试频率之间存在相位关系，每个测试频率与所有其他测试频率正交。

在操作206处，过程200分配RF子载波。每个RF子载波具有由所选择的测试频率和测试幅度中的测试频率和测试幅度指定的频率和幅度。

在操作208处，过程200生成作为RF子载波的总和的测试时域数字波形。在一些实施方案中，可通过使用RF子载波的相应测试频率、测试幅度和/或相位关系(下文讨论)执行IFFT来在数字域中生成测试时域数字波形。

在可选的操作210处，过程200响应于测试时域数字波形生成测试驱动信号的时间序列。

在一些情况下，RF子载波的测试频率的相位关系可能会导致尖峰(即，作为非限制性示例，在触摸传感器的动态范围之外的幅度)。在可选的操作212处，过程200观察测试驱动信号的时间序列中的尖峰，如果有的话。在可选的操作214处，过程200确定是否所有观察到的尖峰都在触摸传感器的动态范围内。如果一个或多个观察到的尖峰被确定为不在触摸传感器的动态范围内，则在操作214中，过程200在与在传感器动态范围之外观察到的尖峰相关联的特定RF子载波的测试频率之间选择新的相位关系并循环回到操作206。

如果观察到的尖峰被确定为在触摸传感器的动态范围内，则在可选的操作218处，过程200生成测试驱动信号并将其提供给触摸传感器，并且在将测试驱动信号提供给触摸传感器的同时观察由触摸传感器表现出的光谱特性(例如但不限于EME、噪声)。

在操作220处，过程200将观察到的光谱特性(例如但不限于EME、噪声)与触摸传感器的允许光谱特性进行比较。

在操作222处，过程200确定观察到的光谱特性是否在允许光谱特性内。如果过程200确定观察到的光谱特性不在允许光谱特性内，则在操作224处，过程200针对测试频率和测试幅度选择新的频率和/或幅度，分配RF子载波并循环回到操作208。如果过程200确定观察到的光谱特性在允许光谱特性内，则在操作226处，过程200存储操作208的时域数字波形，并且替代地或附加地存储RF子载波的分量频率、幅度和/或相位关系。根据过程200确定的时域数字波形是光谱成形时域数字波形的非限制性示例。所存储的时域波形对应于正交幅度调制信号。

如本文所讨论的，可使用具有低互相关并因此具有低干扰的过程200的至少一部分来选择测试频率，换句话说，可选择波形以优化测试频率之间的正交度，并且最终优化在被选择用于生成传感器的驱动信号的RF子载波的相应频率(即，在操作226中存储)之间的正交度。

图3是描绘用于生成编码数字信号(在图3描绘的特定非限制性示例中为比特流)的功能块300的功能框图，其中关于光谱成形时域数字波形的信息被编码在数字信号上。

功能块300的输入是相位关系310、幅度312和对应于期望的光谱成形时域数字波形的分量频率308。如本文所讨论的，期望的光谱成形时域数字波形可以是测试波形或已被选择用于生成驱动信号的波形。

在图3所描绘的实施方案中，功能块300包括以下进一步描述的若干功能块：星座映射器302、IFFT变换器304和序列化器306。星座映射器302接收相位关系310、幅度312和分量频率308，并且作为响应，生成并提供星座映射314。本领域普通技术人员已知的用于生成星座映射的任何合适的技术可由星座映射器302执行。IFFT变换器304接收星座映射314，并且作为响应，响应于星座映射314生成光谱成形时域数字波形316。IFFT变换器304的输出包括实部或″同相″部分(表示为I分量)和虚部或″正交″部分(表示为Q分量)。通常，IFFT变换器304的输出将是并行化数据。序列化器306接收并行化数据，并且作为响应，生成表示光谱成形时域数字波形318的比特流(换句话说，″序列化光谱成形时域数字波形318″)。

在各种实施方案中，时域数字波形318可以是编码比特流(即，1和0的特定序列)，其如果被重复输入到数模转换器(DAC)，则使DAC生成对应于时域数字波形318的连续时域模拟信号。

在各种实施方案中，可将时域数字波形318存储并用于通过触摸控制器(包括触摸控制器402)生成光谱成形驱动信号，如本文所讨论的。

图4是描绘被配置为实现根据一个或多个实施方案生成的驱动信号(包括光谱成形驱动信号)的触摸感测***400的框图。图4所描绘的示例性触摸感测***400包括可操作地耦接到触摸传感器404的触摸控制器402，使得触摸控制器402可与触摸传感器404电通信。触摸控制器402可被配置为向触摸传感器404的一个或多个传感器线(例如，驱动线，未示出)提供驱动信号412，以及观察指示一个或多个传感器线(例如，感测线，未示出)上的传感器电容的感测信号414。触摸控制器402包括发射路径406(图4中的Tx 406)，该发射路径被配置为根据一个或多个实施方案生成光谱成形驱动信号，如本文所讨论的。触摸控制器还包括接收路径408(图4中的Rx 408)，该接收路径用于根据一个或多个实施方案接收感测信号414，如本文所讨论的。

值得注意的是，由于触摸传感器404引入的相位滞后，Rx 408和Tx 406处的信号可相对于彼此异步。换句话说，在所公开的实施方案中，Rx 408和Tx 406不一定必须同步以补偿由触摸传感器404引入的相位滞后。

触摸控制器402可被配置为存储用于生成光谱成形驱动信号的光谱成形时域数字波形，诸如图3的光谱成形时域数字波形318。为了生成驱动信号412，触摸处理器410可被配置为向Tx 406提供驱动控制信号416。更具体地，驱动控制信号416可以是存储在触摸控制器402处并由触摸处理器410使用的光谱成形时域数字波形。还更具体地，光谱成形时域数字波形可包括I分量和Q分量，每个分量都存储在触摸控制器402处。控制信号416可以是比特流，其包括根据需要重复以生成连续波形的光谱成形时域数字波形。

发射路径Tx 406可被配置为响应于驱动控制信号416生成驱动信号412，例如，如参考图5所讨论的。驱动信号412响应于驱动控制信号416是存储在触摸控制器402处的光谱成形时域数字波形而光谱成形。

图5是描绘用于生成光谱成形驱动信号的发射路径500的实施方案的功能框图。在一些实施方案中，图4的发射路径406(Tx 406)可被配置为图5的发射路径500。在一些实施方案中，发射路径500可用于生成用于执行触摸感测操作的驱动信号。在一些实施方案中，发射路径500可用于生成测试驱动信号，诸如参考图2讨论的测试驱动信号。

如图5所描绘的，在该特定示例中，发射路径500的输入是存储在计算机可读存储器512处的光谱成形时域数字波形506的I分量和Q分量。光谱成形时域数字波形506可对应于通过执行IFFT和序列化(例如，通过IFFT变换器304和序列化器306，如参考图3所描述)而生成的序列化光谱成形时域数字波形。

数模转换(DAC)块502接收序列化光谱成形时域数字波形506(更具体地，其I分量和Q分量)，并且作为响应，生成光谱成形连续时域模拟信号510的I分量和Q分量。信号求和块504接收光谱成形连续时域模拟信号510的I分量和Q分量，并且作为响应，生成光谱成形驱动信号508。更具体地，在信号求和块504处，混合光谱成形连续时域模拟信号510的I分量和Q分量以产生经IQ调制的输出波形。

可选地，可根据需要执行此基带信号(即，光谱成形连续时域模拟信号508)的额外RF调制。

图6是描绘根据一个或多个实施方案的用于接收光谱成形连续时域模拟信号的接收路径600的功能框图。作为非限制性示例，接收路径600的所接收的光谱成形连续时域模拟信号可以是光谱成形连续时域模拟信号508(图5)，并且更具体地是包括光谱成形连续时域模拟信号的感测信号。在一些实施方案中，触摸控制器的接收路径(诸如用于触摸控制器402的Rx 408)可被配置为接收路径600。

IQ解调和ADC块610接收包括I分量和Q分量的模拟感测信号，并且通过对感测信号执行模数转换和IQ解调来生成包括I信息和Q信息的数字信号。

并行化块608响应于数字I分量和Q分量以及定义该组正交载波并由FFT解码块606预期的IFFT/FFT序列的长度来生成并行化数字数据(I和Q)。并行化块608将并行化数字数据的I分量和Q分量分别提供给FFT解码块606的I输入和Q输入。

FFT解码块606响应于在其I输入和Q输入处所接收的并行化数字数据的相应I分量和Q分量，并且更具体地通过对并行化数字数据应用FFT来生成星座映射。

幅度重构块604为由FFT解码块606输出的星座映射生成幅度值。在一个实施方案中，幅度值可指示用于生成驱动信号的一个或多个分量RF信号的衰减量或衰减程度。

加权求和块602响应于幅度值而输出传感器电容估计。在一个实施方案中，触摸处理器(诸如图4的触摸处理器410)可被配置为响应于传感器电容估计(例如，通过观察到传感器电容估计超过用于检测触摸的指定阈值)来检测触摸。

图7是电路700的框图，在一些实施方案中，该电路可用于实现本文所公开的各种功能、操作、动作、过程和/或方法。电路700包括可操作地耦接到一个或多个数据存储设备(在本文中有时称为″存储装置704″)的一个或多个处理器702(在本文中有时称为″处理器702″)。存储装置704包括存储在其上的机器可执行代码706，并且处理器702包括逻辑电路708。机器可执行代码706包括描述可由逻辑电路708实现(例如，由该逻辑电路执行)的功能元件的信息。

逻辑电路708适于实现(例如，执行)由机器可执行代码706描述的功能元件。当执行由机器可执行代码706描述的功能元件时，电路700应被视为被配置用于执行本文所公开的功能元件的专用硬件。在一些实施方案中，处理器702可被配置为按顺序、同时地(例如，在一个或多个不同的硬件平台上)或在一个或多个并行过程流中执行由机器可执行代码706描述的功能元件。

当由处理器702的逻辑电路708实现时，机器可执行代码706被配置为调整处理器702以执行本文所公开的实施方案的操作。例如，机器可执行代码706可被配置为调整处理器702以执行图1的过程100、图2的过程200、图5的发射路径500和图6的接收路径600的至少一部分或全部。作为另一示例，机器可执行代码706可被配置为调整处理器702以执行针对图3的功能块300、触摸控制器402、Tx路径406、Rx路径408和/或图4的触摸处理器410所讨论的操作的至少一部分或全部。

处理器702可包括通用处理器、专用处理器、中央处理单元(CPU)、微控制器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑设备、分立栅极或晶体管逻辑部件、分立硬件部件、其他可编程设备或被设计成执行本文所公开的功能的它们的任何组合。在通用计算机被配置为执行与本公开的实施方案相关的计算指令(例如，软件代码)时，包括处理器的通用计算机被认为是专用计算机。

应当指出的是，通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器702可包括任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器702也可实现为计算设备的组合，诸如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核结合的一个或多个微处理器或任何其他此类配置。

在一些实施方案中，存储装置704包括易失性数据存储装置(例如，随机存取存储器(RAM))、非易失性数据存储装置(例如，闪存存储器、硬盘驱动器、固态驱动器、可擦可编程只读存储器(EPROM)等)。在一些实施方案中，处理器702和存储装置704可被实现为单个设备(例如，半导体器件产品、片上***(SOC)等)。在一些实施方案中，处理器702和存储装置704可被实现为单独的设备。

在一些实施方案中，机器可执行代码706可包括计算机可读指令(例如，软件代码、固件代码)。作为非限制性示例，计算机可读指令可由存储装置704存储，由处理器702直接访问，并且由处理器702使用至少逻辑电路708执行。同样作为非限制性示例，计算机可读指令可被存储在存储装置704上，被传输到存储器设备(未示出)以供执行，并且由处理器702使用至少逻辑电路708来执行。因此，在一些实施方案中，逻辑电路708包括能够以电的方式配置的逻辑电路708。

在一些实施方案中，机器可执行代码706可描述要在逻辑电路708中实现以执行功能元件的硬件(例如，电路)。该硬件可以从低级晶体管布局到高级描述语言的各种抽象级别中的任何一种进行描述。在高级抽象下，可使用硬件描述语言(HDL)，诸如电气和电子工程师协会(IEEE)采用的硬件描述语言(HDL)，但不限于此。作为非限制性示例，可使用Verilog^TM、System Verilog^TM或超大规模集成(VLSI)硬件描述语言(VHDL^TM)。

HDL描述可根据需要以多种其他抽象级别中的任一种转换成描述。作为非限制性示例，高级描述可被转换为逻辑级描述诸如寄存器传送语言(RTL)、栅极级(GL)描述、布局级描述或掩模级描述。作为非限制性示例，由逻辑电路708的硬件逻辑电路(例如，栅极、触发器、寄存器，但不限于此)执行的微操作可在RTL中描述并且然后通过合成工具转换成GL描述，并且GL描述可通过安置和路由工具转换成布局级描述，该布局级描述对应于可编程逻辑设备的集成电路、分立栅极或晶体管逻辑部件、分立硬件部件或它们的组合的物理布局。因此，在一些实施方案中，机器可执行代码706可包括HDL、RTL、GL描述、掩模级描述、其他硬件描述或它们的任何组合。

在机器可执行代码706包括硬件描述(以任何抽象级别)的实施方案中，***(未示出，但包括存储装置704)可被配置为实现由机器可执行代码706描述的硬件描述。作为非限制性示例，处理器702可包括可编程逻辑器件(例如，FPGA或PLC)，并且逻辑电路708可以被电子控制以为将对应于硬件描述的电路实现到逻辑电路708中。同样作为非限制性示例，逻辑电路708可包括根据机器可执行代码706的硬件描述由制造***(未示出，但包括存储装置704)制造的硬连线逻辑部件。

无论机器可执行代码706是否包括计算机可读指令或硬件描述，逻辑电路708都适于在实现机器可执行代码706的功能元件时执行由机器可执行代码706描述的功能元件。需注意，虽然硬件描述可能不直接描述功能元件，但硬件描述间接描述了由硬件描述所描述的硬件元件能够执行的功能元件。

本公开中任何将某物表征为″典型″、″常规″或″已知″不一定意味着它在现有技术中公开或在现有技术中理解所讨论的方面。其也不一定意味着在相关领域它是众所周知的、易于理解的或常规使用的。

用于本公开，尤其是所附权利要求书中的术语(例如，所附权利要求书的主体)通常旨在作为″开放″术语(例如，术语″包括″应被解释为″包括但不限于″，术语″具有″应被解释为″至少具有″，术语″包括″应被解释为″包括但不限于″等)。

另外，如果预期特定数量的引入的权利要求表述，则在权利要求中将明确叙述此类意图，并且在不进行此类表述的情况下，不存在此类意图。例如，为了帮助理解，以下所附权利要求书可以包含介绍性短语″至少一个″和″一个或多个″的用法，以介绍权利要求陈述。然而，使用此类短语不应理解为暗示由不定冠词″一个″或″一种″引入的权利要求表述将包含此类引入的权利要求表述的任何特定权利要求限定于仅包含一个此类表述的实施方案，即使当相同的权利要求包括介绍性短语″一个或多个″或″至少一个″和不定冠词，诸如″一个″或″一种″(例如，″一个″和/或″一种″可被解释为指的是″至少一个″或″一个或多个″)；使用用于引入权利要求表述的定冠词的使用也是如此。

此外，即使明确列举了所引入的权利要求详述的具体编号，本领域的技术人员也将认识到，此类详述应被解释为是指的是至少所列举的数目(例如，在没有其它修饰符的情况下，″两个详述″的裸露详述是指至少两个详述或两个或更多个详述)。此外，在使用类似于″A、B和C等中的至少一个″或″A、B和C等中的一个或多个″的惯例的那些情况下，通常此类构造旨在仅包括A、仅包括B、仅包括C、包括A和B两者、包括A和C两者、包括B和C两者或包括A、B和C三者等等。

此外，无论在说明书、权利要求书或附图中，呈现两个或更多个另外的术语的任何分离的词或短语应当理解为考虑包括术语中的一个、两个术语中的任意一个或两个术语两者的可能性。例如，短语″A或B″应理解为包括″A″或″B″或″A和B″的可能性。

本公开的一个或多个非限制性实施方案包括：

实施方案1：一种触摸感测方法，该触摸感测方法包括：生成驱动信号，该驱动信号通过驱动信号的能量在子载波的指定频率上分配来表征；将驱动信号提供给触摸传感器；接收触摸传感器的感测信号；观察感测信号的能量；以及响应于观察到感测信号的观察能量不同于驱动信号的能量而检测触摸传感器处的触摸。

实施方案2：根据实施方案1所述的触摸感测方法，其中该生成通过驱动信号的能量在指定频率上分配来表征的驱动信号包括：生成光谱成形连续时域模拟信号；以及响应于光谱成形连续时域模拟信号生成驱动信号。

实施方案3：根据实施方案1和2所述的触摸感测方法，其中响应于光谱成形连续时域模拟信号生成驱动信号包括：混合光谱成形连续时域模拟信号的同相分量和正交相分量。

实施方案4：根据实施方案1至3所述的触摸感测方法，该触摸感测方法进一步包括：响应于感测信号的观察能量观察触摸传感器的沟道电容。

实施方案5：根据实施方案1至4所述的触摸感测方法，该触摸感测方法进一步包括：响应于观察到触摸传感器的沟道电容的变化而检测触摸传感器处的触摸。

实施方案6：根据实施方案1至5所述的触摸感测方法，其中该生成通过驱动信号的能量在指定频率上分配来表征的驱动信号包括生成光谱成形驱动信号，该光谱成形驱动信号被选择成使得触摸传感器在多个频率下表现出光谱特性，其中该光谱特性在允许光谱特性的指示内。

实施方案7：一种触摸感测***，该触摸感测***包括：触摸传感器；和触摸控制器，该触摸控制器被配置为：生成驱动信号，该驱动信号通过驱动信号的能量在子载波的指定频率上分配来表征；将驱动信号提供给触摸传感器；观察从触摸传感器所接收的感测信号的能量；以及响应于观察到感测信号的观察能量不同于驱动信号的能量而检测触摸传感器处的触摸。

实施方案8：根据实施方案7所述的触摸感测***，其中通过驱动信号的能量在指定频率上分配来表征的驱动信号的生成包括：生成光谱成形连续时域模拟信号；以及响应于光谱成形连续时域模拟信号生成驱动信号。

实施方案9：根据实施方案7和8所述的触摸感测***，其中响应于光谱成形连续时域模拟信号的驱动信号的生成包括：混合光谱成形连续时域模拟信号的同相分量和正交相分量。

实施方案10：根据实施方案7至9所述的触摸感测***，其中触摸控制器被进一步配置为：响应于感测信号的观察能量观察触摸传感器的沟道电容。

实施方案11：根据实施方案7至10所述的触摸感测***，其中通过驱动信号的能量在指定频率上分配来表征的驱动信号的生成包括：生成光谱成形驱动信号，该光谱成形驱动信号被选择成使得触摸传感器在多个频率下表现出光谱特性，其中该光谱特性在允许光谱特性的指示内。

实施方案12：一种确定光谱成形波形的方法，该方法包括：接收允许电磁发射的指示；响应于允许电磁发射的指示选择射频子载波；以及响应于所选择的射频子载波生成并存储光谱成形时域数字波形。

实施方案13：根据实施方案12所述的方法，该方法进一步包括：使用射频子载波执行正交幅度调制。

实施方案14：根据实施方案12和13所述的方法，该方法进一步包括：针对射频子载波中的每个射频子载波选择指定幅度和指定频率。

实施方案15：根据实施方案12至14所述的方法，其中响应于允许电磁发射的指示选择射频子载波包括：选择测试频率和测试幅度；响应于射频子载波生成测试驱动信号的测试时域数字波形，每个射频子载波具有由相应选择的测试频率和测试幅度指定的频率和幅度；生成测试驱动信号；将生成的测试驱动信号提供给触摸传感器；以及响应于检测到触摸传感器的观察到的电磁发射在允许电磁发射内而存储测试驱动信号的测试时域数字波形。

实施方案16：根据实施方案12至15所述的方法，该方法进一步包括：响应于测试时域数字波形生成测试驱动信号的时间序列；以及观察测试驱动信号的时间序列中的尖峰，如果有的话。

实施方案17：根据实施方案12至16所述的方法，该方法进一步包括：响应于观察到所观察尖峰中的一个或多个尖峰在触摸传感器的动态范围之外而选择射频子载波之间的新的相位关系。

实施方案18：根据实施方案12至17所述的方法，该方法进一步包括：响应于光谱成形时域数字波形生成比特流；以及将比特流存储在触摸控制器处。

虽然本文关于某些图示实施方案描述了本发明，但本领域的普通技术人员将认识到并理解本发明不受此限制。相反，在不脱离下文所要求保护的本发明的范围及其法律等同形式的情况下，可对图示实施方案和所述实施方案进行许多添加、删除和修改。此外，来自一个实施方案的特性可与另一个实施方案的特性组合，同时仍被包括在发明人所设想的本发明的范围内。

Claims (11)

1.一种触摸感测方法，包括：

生成驱动信号，所述驱动信号通过所述驱动信号的能量在子载波的指定频率上分配来表征；

将所述驱动信号提供给触摸传感器；

接收所述触摸传感器的感测信号；

观察所感测信号的能量；以及

响应于观察到所感测信号的观察能量不同于所述驱动信号的能量而检测所述触摸传感器处的触摸。

2.根据权利要求1所述的触摸感测方法，其中所述生成通过所述驱动信号的所述能量在指定频率上分配来表征的所述驱动信号包括：

生成光谱成形连续时域模拟信号；以及

响应于所述光谱成形连续时域模拟信号生成所述驱动信号。

3.根据权利要求2所述的触摸感测方法，其中所述响应于所述光谱成形连续时域模拟信号生成所述驱动信号包括：

混合所述光谱成形连续时域模拟信号的同相分量和正交相分量。

4.根据权利要求1所述的触摸感测方法，所述触摸感测方法进一步包括：

响应于所感测信号的所观察能量观察所述触摸传感器的沟道电容。

5.根据权利要求4所述的触摸感测方法，所述触摸感测方法进一步包括：

响应于观察到所述触摸传感器的所述沟道电容的变化而检测所述触摸传感器处的触摸。

6.根据权利要求1所述的触摸感测方法，其中所述生成通过所述驱动信号的所述能量在指定频率上分配来表征的所述驱动信号包括生成光谱成形驱动信号，所述光谱成形驱动信号被选择成使得所述触摸传感器在多个频率下表现出光谱特性，其中所述光谱特性在允许光谱特性的指示内。

7.一种触摸感测***，包括：

触摸传感器；以及

触摸控制器，所述触摸控制器被配置为：

生成驱动信号，所述驱动信号通过所述驱动信号的能量在子载波的指定频率上分配来表征；

将所述驱动信号提供给所述触摸传感器；

观察从所述触摸传感器所接收的感测信号的能量；以及

响应于观察到所感测信号的观察能量不同于所述驱动信号的能量而检测所述触摸传感器处的触摸。

8.根据权利要求7所述的触摸感测***，其中通过所述驱动信号的所述能量在指定频率上分配来表征的所述驱动信号的所述生成包括：

生成光谱成形连续时域模拟信号；以及

响应于所述光谱成形连续时域模拟信号生成所述驱动信号。

9.根据权利要求8所述的触摸感测***，其中响应于所述光谱成形连续时域模拟信号的所述驱动信号的所述生成包括：

混合所述光谱成形连续时域模拟信号的同相分量和正交相分量。

10.根据权利要求7所述的触摸感测***，其中所述触摸控制器被进一步配置为：

响应于所感测信号的所观察能量观察所述触摸传感器的沟道电容。

11.根据权利要求7所述的触摸感测***，其中通过所述驱动信号的所述能量在指定频率上分配来表征的所述驱动信号的所述生成包括：

生成光谱成形驱动信号，所述光谱成形驱动信号被选择成使得所述触摸传感器在多个频率下表现出光谱特性，其中所述光谱特性在允许光谱特性的指示内。