电容触控系统.pdf

一种电容触控系统，包含触控面板、多个放大单元、模拟信号处理单元以及模拟数字转换器。所述触控面板包含彼此相交错的多个驱动电极和多个感测电极。每一放大单元耦接一条感测电极以输出放大后检测信号。所述模拟信号处理单元解调两相邻放大单元输出的所述放大后检测信号的差分信号或解调所述放大单元输出的所述放大后检测信号以产生直流信号。所述模拟数字转换器转换所述直流信号为数字信号。

权利要求书
1.  一种电容触控系统，该触控系统包含：
触控面板，所述触控面板包含彼此相交错的多个驱动电极和多个感测电 极；
差分单元，差分两相邻感测电极输出的检测信号以输出差分信号；
降频单元，用以解调所述差分信号以产生直流信号并累积所述直流信 号；以及
模拟数字转换器，用以转换累积的所述直流信号为数字信号。

2.  根据权利要求1所述的电容触控系统，其中所述差分单元结合在所 述降频单元内。

3.  根据权利要求1所述的电容触控系统，其中所述降频单元包含解调 单元和累积单元；所述解调单元以两正交信号解调所述差分信号；所述累积 单元累积预设次数的所述直流信号。

4.  根据权利要求3所述的电容触控系统，其中所述降频单元以[1 0 -1 0] 以及±[0 -1 0 1]两信号阵列分别解调所述差分信号。

5.  根据权利要求1所述的电容触控系统，其中所述电容触控系统还包 含耦接在所述降频单元和所述模拟数字转换器之间的多工器。

6.  根据权利要求1所述的电容触控系统，其中所述电容触控系统还包 含多个放大单元分别耦接所述感测电极，以放大所述感测电极输出的所述检 测信号。

7.  根据权利要求6所述的电容触控系统，其中两相邻放大单元间还包 含共模抑制单元用以限制所述两相邻放大单元的输入共模电压。

8.  根据权利要求6所述的电容触控系统，其中两相邻放大单元间还包 含共模反馈单元用以维持所述两相邻放大单元的输出电压的共模位准。

9.  根据权利要求1所述的电容触控系统，其中所述电容触控系统还包 含数字后端用以根据所述数字信号判断触控位置。

10.  根据权利要求9所述的电容触控系统，其中所述降频单元以两正交 信号解调所述差分信号以产生两直流信号且所述模拟数字转换器输出两数 字信号，所述数字后端计算所述两数字信号的向量基准并据以判断所述触控 位置。

11.  一种电容触控系统，该电容触控系统包含：
触控面板，所述触控面板包含彼此相交错的多个驱动电极和多个感测电 极；
驱动电路，依次输入具有驱动频率的驱动信号至所述驱动电极；
降频单元，以4倍所述驱动频率的操作频率解调每一所述感测电极输出 的检测信号以产生直流信号并累积所述直流信号；以及
模拟数字转换器，用以转换累积的所述直流信号为数字信号。

12.  根据权利要求11所述的电容触控系统，其中所述降频单元以[1 0 -1 0]以及±[0 -1 0 1]两信号阵列分别解调所述检测信号。

13.  根据权利要求11所述的电容触控系统，其中所述电容触控系统还 包含耦接在所述降频单元和所述模拟数字转换器之间的多工器。

14.  根据权利要求11所述的电容触控系统，其中所述电容触控系统还 包含多个放大单元分别耦接所述感测电极，以放大所述感测电极输出的所述 检测信号。

15.  根据权利要求11所述的电容触控系统，其中所述降频单元以两正 交信号解调所述检测信号以产生两直流信号且所述模拟数字转换器相应每 一所述感测电极输出两数字信号。

16.  一种电容触控系统，该电容触控系统包含：
触控面板，所述触控面板包含彼此相交错的多个驱动电极和多个感测电 极；
多个放大单元，分别耦接所述感测电极，用以放大所述感测电极输出的 检测信号；
差分单元，差分两相邻放大单元输出的放大后检测信号以输出差分信 号；以及
模拟数字转换器，用以转换所述差分信号为数字信号。

17.  根据权利要求16所述的电容触控系统，其中两相邻放大单元间还 包含共模抑制单元用以限制所述两相邻放大单元的输入共模电压。

18.  根据权利要求16所述的电容触控系统，其中两相邻放大单元间还 包含共模反馈单元用以维持所述两相邻放大单元的输出电压的共模位准。

19.  根据权利要求16所述的电容触控系统，其中所述电容触控系统还 包含耦接在所述差分单元和所述模拟数字转换器之间的多工器。

20.  根据权利要求16所述的电容触控系统，其中所述差分单元用以依 次差分第一组两相邻放大单元和第二组两相邻放大单元的所述放大后检测 信号，当所述差分单元差分所述第一组两相邻放大单元的所述放大后检测信 号时所述模拟数字转换器用以转换所述第二组两相邻放大单元相关的所述 差分信号为数字信号，当所述差分单元差分所述第二组两相邻放大单元的所 述放大后检测信号时所述模拟数字转换器用以转换所述第一组两相邻放大 单元相关的所述差分信号为数字信号。

说明书电容触控系统
技术领域
本发明有关一种互动式输入装置，更特别有关一种电容触控系统及其模 拟前端。
背景技术
电容触控面板因可达到较佳的使用者经验，因此广泛地被应用至各式电 子装置，例如显示装置。
例如图1显示已知电容触控系统的方块示意图，其包含电容触控面板 91、多个信号产生器92、多个驱动单元93、模拟前端(analog front end)94、 数字后端(digital back end)95以及处理单元96。所述电容触控面板91包 含多个驱动电极911和多个感测电极912彼此相交；其中，每一驱动电极911 与每一感测电极912之间可形成互感(mutual capacitance)。每一驱动单元 93耦接至驱动电极911以输入相关的所述信号产生器92所产生的驱动信号 Sd；所述感测电极912输出通过与所述驱动电极911间的互感从所述驱动信 号Sd感应的感测信号Ss至所述模拟前端94。所述模拟前端94将所述感测 信号Ss转换成数字信号后传送至所述数字后端95以进行后处理。所述数字 后端95耦接所述处理单元96，其根据所述数字后端95的后处理结果判断触 控位置。
所述模拟前端94包含多个放大电路941、多个噪声抑制滤波器942、模 拟数字缓冲器943和模拟数字转换器944；其中，所述模拟数字缓冲器943 用以于所述模拟数字转换器944和所述噪声抑制滤波器942间进行缓冲；所 述噪声抑制滤波器942用以降低所述放大电路941所输出的信号噪声。上述 已知技术中，所述感测信号Ss受到所述电容触控面板91所搭配电子装置(例 如前述显示装置)的干扰而具有很高的共模噪声(common mode noise)。一 般而言，由于所述电容触控面板91所输出的触控信号(touch signal)数值 很小，为了增加所述触控信号在高共模噪声干扰下的辨别能力，必须采用高 解析的模拟数字转换器944。同时，为了提高信噪比(SNR)，系采用过取样 (oversampling)的方式对所述触控信号进行取样，同时由于需支援高报告 率，因而所述模拟数字转换器944必须操作于高操作频率。此外，所述噪声 抑制滤波器942及所述模拟数字缓冲器943也会增加晶片面积。
有鉴于此，本发明提出一种可降低模拟数字转换器所需的解析度及操作 频率、功率消耗以及晶片面积的电容触控系统及其模拟前端。
发明内容
本发明提供一种电容触控系统，其包含差分单元用以对两相邻感测电极 所输出的检测信号进行差分运算，藉以降低模拟数字转换器所需的解析度并 消除信号线中相位延迟的影响。
本发明另提供一种电容触控系统，其包含降频单元(downconversion  unit)用以将差分后检测信号大致降频至直流信号，藉以降低模拟数字转换 器所需的操作频率。
本发明另提供一种电容触控系统，其通过移除数字后端的部分元件并替 换模拟前端的部分元件，以降低整体晶片面积及功率消耗。
本发明提供一种电容触控系统，包含触控面板、差分单元、降频单元和 模拟数字转换器。所述触控面板包含彼此相交错的多个驱动电极和多个感测 电极。所述差分单元差分两相邻感测电极输出的检测信号以输出差分信号。 所述降频单元用以解调所述差分信号以产生直流信号并累积所述直流信号。 所述模拟字转换器用以转换累积的所述直流信号为数字信号。
本发明还提供一种电容触控系统，包含触控面板、驱动电路、差分单元、 降频单元及模拟数字转换器。所述触控面板包含多个驱动电极及多个感测电 极彼此相交错。所述驱动电路依次输入具有驱动频率的驱动信号至所述驱动 电极。所述差分单元差分两相邻感测电极输出的检测信号以输出差分信号。 所述降频单元以4倍所述驱动频率的操作频率解调所述差分信号以产生直流 信号并累积所述直流信号。所述模拟数字转换器用以转换累积的所述直流信 号为数字信号。
本发明还提供一种电容触控系统的模拟前端，包含差分单元、降频单元 和模拟数字转换器。所述差分单元差分电容触控面板输出的两检测信号并输 出差分信号。所述降频单元用以降频所述差分信号至直流信号。所述模拟数 字转换器用以转换所述直流信号为数字信号。
本发明还提供一种电容触控系统，包含触控面板、驱动电路、降频单元 和模拟数字转换器。所述触控面板包含多个驱动电极和多个感测电极彼此相 交错。所述驱动电路依次输入具有驱动频率的驱动信号至所述驱动电极。所 述降频单元以4倍所述驱动频率的操作频率解调每一所述感测电极输出的检 测信号以产生直流信号并累积所述直流信号。所述模拟数字转换器用以转换 累积的所述直流信号为数字信号。
本发明还提供一种电容触控系统，包含触控面板、多个放大单元、差分 单元和模拟数字转换器。所述触控面板包含彼此相交错的多个驱动电极和多 个感测电极。所述放大单元分别耦接所述感测电极以放大所述感测电极输出 的所述检测信号。所述差分单元差分两相邻放大单元输出的放大后检测信号 以输出差分信号。所述模拟数字转换器用以转换累积的所述直流信号为数字 信号。
在一实施例中，所述电容触控系统及其模拟前端还包含多个放大单元分 别耦接所述感测电极，以放大所述感测电极输出的所述检测信号并输出放大 后检测信号。
在一实施例中，所述差分单元与所述降频单元可结合为模拟信号处理单 元，用以对两相邻放大单元输出的放大后检测信号依次进行差分、解调变以 及累积处理并产生直流信号。藉此，不需使用高解析度和高操作频率的模拟 数字转换器。
在一实施例中，所述降频单元可包含解调单元和累积单元。所述解调单 元以两正交信号解调所述差分信号；在一实施例中，两正交信号例如可为[1 0 -1 0]以及±[0 -1 0 1]两信号阵列。所述累积单元累积预设次数的所述直流信 号。
在一实施例中，所述电容触控系统及其模拟前端还包含耦接于所述降频 单元和所述模拟数字转换器之间的多工器，用以提供不同频道的直流信号或 累积直流信号至所述模拟数字转换器进行模拟数字转换。
在一实施例中，两相邻放大单元间可还包含共模抑制(common mode  rejection)单元用以限制所述两相邻放大单元的输入共模电压。藉此，所述 放大单元可具有较大增益范围并可使用较小电容以减少晶片面积。
在一实施例中，两相邻放大单元间可还包含共模反馈单元(common  mode feedback)用以维持所述两相邻放大单元的输出电压的共模位准 (common mode level)，以避免因饱和造成的信号失真。
相较于已知系统，本发明实施例的电容触控系统及其模拟前端中，模拟 前端的部分元件被替换且数字后端的部分元件被移除，藉以降低整体晶片面 积和消耗功率。所述模拟数字转换器仅取样差分信号的直流值而可降低其解 析度以及操作频率，进而降低功率消耗。此外，由于共模噪声可被消除，所 述放大单元可具有较大增益并使用较小电容。
为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所 附图示，详细说明如下。此外，于本发明的说明中，相同的构件以相同的符 号表示，在此合先述明。
附图说明
图1为已知电容触控系统的方块示意图；
图2为本发明实施例的电容触控系统的方块示意图；
图2A为本发明实施例的电容触控系统的放大单元的电路示意图；
图2B为本发明实施例的电容触控系统的运作示意图；
图3为本发明实施例的电容触控系统的降频单元的操作示意图；
图3A为图3的降频及累积单元的电路图；
图4为本发明实施例的电容触控系统中共模抑制及共模反馈的示意图。
附图标记说明
1     电容触控系统
10    触控面板
101   驱动电极
102   感测电极
11    驱动电路
12    模拟前端
121   放大单元
123   差分单元
1235  模拟信号处理单元
125   降频单元
127   多工器
129   模拟数字转换器
13    数字后端
D0-D23   驱动信号
S0-S13   检测信号
具体实施方式
请参照图2所示，其显示本发明实施例的电容触控系统的方块示意图。 电容触控系统1包含触控面板10、驱动电路11、模拟前端12以及数字后端 13；其中，所述模拟前端12用以对所述触控面板10输出的模拟信号进行前 处理，并将所述模拟信号转换为数字信号以供所述数字后端13进行后处理。 所述前处理例如包括对模拟信号进行放大(amplification)、差分 (differencing)、降频(downconversion)、累积(accumulation)和模拟数字 转换(AD conversion)。所述后处理例如包括根据所述数字信号判断相对所 述触控面板10的触控位置和/或触控位置变化(例如位移量)。换句话说，所 述模拟前端12耦接于所述触控面板10与所述数字后端13间。
所述触控面板10为电容触控面板，其包含彼此相交错(intersect)的多 个驱动电极101和多个感测电极102用以于其间产生互感，例如一条驱动电 极101可与相交错的一条感测电极102形成感测单元Cm。在触控面板形成 彼此交错的多个驱动电极和多个感测电极的方式已为已知，故于此不再赘 述。当驱动信号Sdrv被输入至所述驱动电极101，通过所述互感可于所述感 测电极102感应出检测信号。当至少一手指或指示物靠近所述感测单元Cm， 则会改变其电容值而相对改变所述检测信号。藉此，便可根据互感值改变量 检测至少一触控位置。电容触控面板通过互感相对驱动信号Sdrv感应出检 测信号的方式已为已知，故于此不再赘述；本发明在于提出一种可降低模拟 数字转换器的解析度和操作频率、整体功率消耗以及晶片面积的电容触控系 统及其模拟前端。必须说明的是，图2中所示所述驱动电极101和所述感测 电极102的延伸方向可被改变。
所述驱动电路11例如将具有驱动频率fdrv的驱动信号Sdrv(例如 D0-D23)依次输入至所述驱动电极101，例如在检测帧中输入至每一条驱动 电极101至少一次；其中，所述驱动信号Sdrv例如可为方波、弦波或其他 适当交流信号；所述驱动频率fdrv例如约可为40kHz-500KHz的范围，但并 不以此为限，其根据不同应用而决定。所述驱动信号Sdrv经过所述驱动电 极101与所述感测电极102间的互感耦合至所述感测电极102以分别产生检 测信号(例如S0-S13)。也即，本实施例中，所述触控面板10以14×24为例 说明，而所述触控面板10的尺寸根据不同应用决定。换句话说，本发明实 施例的模拟前端12可适用于各种尺寸的电容触控面板10。
所述模拟前端12包含多个放大单元121、差分单元123、降频单元125、 多工器127以及模拟数字转换器(ADC)129。必须说明的是，虽然图2中 显示所述差分单元123与所述降频单元125分离，其他实施例中，所述差分 单元123也可结合在所述降频单元125内。其他实施例中，如果所述触控面 板10内建有信号放大器以放大所述感测电极上感应的检测信号，所述放大 单元121可不实施于所述模拟前端12内。
所述放大单元121例如分别包含积分可程式化增益放大电路(integrating  programmable gain amplifier,IPGA)。每一所述放大单元121耦接一条所述感 测电极102，并用以放大所述检测信号(例如S0-S13)并输出放大后检测信 号Samp。例如图2A显示所述放大单元121的电路图的一种实施方式；其中， Cm表示感测单元的互容、Cm/CF决定所述放大单元121的增益而RF×CF决 定高通截止频率(high-pass cut-off frequency)。
所述差分单元123用以差分两相邻放大单元121的放大后检测信号 Samp以输出差分信号Sdiff；例如，分别对IPGA0与IPGA1、IPGA2与 IPGA3、…、IPGA12与IPGA13输出的放大后检测信号Samp进行差分运算 以得到IPGA0-IPGA1、IPGA2-IPGA3、…、IPGA12-IPGA13。本实施例中， 由于相邻感测电极102间具有类似的线路延迟(例如RC延迟)和共模噪声 (common mode noise)，因此通过进行差分运算可消除线路延迟和共模噪 声。此外，为了维持面板的感测解析度，所述差分单元123较佳分两相(two  phases)来差分不同组的两相邻放大单元121的放大后检测信号Samp；例如 参照图2B所示，在第一相(first phase)时，所述差分单元123可分别进行 IPGA0与IPGA1、IPGA2与IPGA3、…、IPGA12与IPGA13间的差分运算； 而于第二相(second phase)时，所述差分单元123则分别进行IPGA1与 IPGA2、IPGA3与IPGA4、…、IPGA11与IPGA12间的差分运算以得到 IPGA1-IPGA2、IPGA3-IPGA4、…、IPGA11-IPGA12。藉此，即使进行差分 运算也可维持相同的面板检测解析度。可以了解的是，如果所述放大单元121 不实施于所述模拟前端12内，所述差分单元123用以差分两相邻感测电极 102的检测信号。
所述降频单元125用以降频所述差分信号Sdiff大致至直流信号Sdc，藉 以降低模拟数字转换器129所需的操作频率。例如参照图3所示，所述降频 单元125可包含解调单元1251以两正交信号分别解调所述差分信号Sdiff以 产生两直流成分Idc、Qdc。在一实施例中，所述降频单元125可以[1 0 -1 0] 以及[0 -1 0 1]或[1 0 -1 0]以及[0 1 0 -1]的两信号阵列并以4倍所述驱动频率 fdrv的一操作频率4fdrv分别解调所述差分信号Sdiff，以产生所述两直流成 分Idc、Qdc。
此外，为了增加信号强度并消除噪声，所述降频单元125可还包含累积 单元1252用以累积预设次数的所述直流信号Sdc(即直流成分Idc、Qdc) 并输出两累积直流成份Iacc、Qacc。藉此，可达成降低所述模拟数字转换器 129所需的解析度和速度的目的。一实施例中，所述累积单元1252例如可以 切换式电容积分器(switched-capacitor integrator)来实现。
例如参照图3A所示，其显示本发明实施例的电容触控系统1中，所述 降频和累积单元的电路示意图；其中，Sdc例如可以
Sdc = C S C I Σ n = 1 N Sdiff ( n ) ]]>      方程式(1)
来表示，其中N表示累积次数。当两开关元件Φ1同时导通时，降频后 差分信号Idc或Qdc(downconverted differential signal)对电容CS充电；而 当两开关元件Φ2同时导通时，电容CS中的电荷转移至电容CI，如此反复进 行N次以输出累积的降频后差分信号Iacc或Qacc(即累积的直流信号Sdc)； 其中，所述开关元件Φ1与所述开关元件Φ2不同时导通。必须说明的是， 图3A仅显示图3中其中一路的单端实施例(I或Q)。此外，当N＝1时，表 示所述降频和累积单元直接输出直流信号Sdc而不进行累积。可以了解的是， 图3A仅用以说明并非用以限定本发明。
如前所述，当所述差分单元123结合于所述降频单元125内以形成模拟 信号处理单元1235时，其可用以将两相邻放大单元121输出的放大后检测 信号Samp的差分信号Sdiff解调变以产生直流信号Sdc；或进一步对所述直 流信号Sdc进行累积以增加信号强度并消除噪声。
所述多工器127耦接于所述降频单元125和所述模拟数字转换器129之 间，并用以将所述降频单元125所产生相对每一频道的直流信号或累积的直 流信号Sdc耦接至所述模拟数字转换器129以进行模拟数字转换。本实施例 中，所述频道系指两相邻放大单元121或两相邻感测电极所形成的信号感测 路径。
所述模拟数字转换器129以操作频率转换所述直流信号或累积的所述直 流信号Sdc为数字信号Sdigit以供所述数字后端13进行后处理，例如所述 数字后端13用以根据所述数字信号判断至少一触控位置。所述模拟数字转 换器129的操作已为已知，故于此不再赘述。
由于所述降频单元125以两正交信号解调所述差分信号Sdiff以产生两 直流信号Sdc且所述模拟数字转换器129相对每一频道输出两数字信号 Sdigit，所述数字后端13可计算所述两数字信号的向量基准(norm)并据以 决定所述触控位置，例如可利用坐标旋转数字计算机(CORDIC)来计算所 述向量基准。例如一种实施例中，当所述触控面板10未被任何指示物靠近 或触碰时(非接触状态)，相对每一频道有预设基准值；而当所述触控面板 10部份频道被至少一指示物靠近或触碰时(接触状态)，相对所述部份频道 的基准值则发生变化。所述数字后端13(例如包含控制器、微处理器、特定 功能积体电路ASIC或中央处理单元CPU)可根据基准值变化量判定至少一 触碰位置。计算两数字信号的向量基准的实施方式例如可参照由本案相同受 让人所拥有的美国专利申请第13/746,883号所揭示的内容，但本发明并不以 此为限。
如前所述，为了维持面板的感测解析度，所述差分单元123可于一个感 测帧的不同时间区间对不同组放大单元121进行差分运算。例如图2B所示， 当所述差分单元123差分第一组两相邻放大单元(例如IPGA0与IPGA1、 IPGA2与IPGA3、…、IPGA12与IPGA13)输出的放大后检测信号时，所 述降频单元125(或所述降频和累积单元)产生第一直流信号，而当所述差 分单元123差分第二组两相邻放大单元(例如IPGA1与IPGA2、IPGA3与 IPGA4、…、IPGA11与IPGA12)输出的放大后检测信号时，所述降频单元 125(或所述降频和累积单元)产生第二直流信号；当所述降频单元125产 生所述第一直流信号时所述模拟数字转换器129用以将所述第二直流信号转 换为数字信号，而当所述降频单元125产生所述第二直流信号时所述模拟数 字转换器129用以将所述第一直流信号转换为数字信号。如上所述，若所述 放大单元121不实施于所述模拟前端12内，所述差分单元123用以差分两 相邻感测电极102的检测信号。
请参照图4所示，为了进一步消除共模噪声(common mode noise)，在 一实施例中，电容触控系统及其模拟前端的两相邻放大单元121和121'间可 还包含共模抑制(common mode rejection)单元14用以限制所述两相邻放大 单元121和121'的输入共模电压大约为Vcm。另一实施例中，两相邻放大单 元121和121'间可还包含共模反馈(common mode feedback)单元15用以维 持所述两相邻放大单元121和121'的输出电压的共模位准于Vheadroom至 VDD-Vheadroom的范围，其中VDD为供电电压而Vheadroom为确保所述 放大单元121和121'操作于线性区间的顶部要求(headroom necessary)。可 以了解的是，所述共模抑制单元14和所述共模反馈单元15也可同时实施。 藉此，所述放大单元121的增益范围可被提高，因此电容值CF(如图2A 所示)可被降低以降低晶片面积。
为了降低晶片面积和功率消耗，图2中所述模拟前端1的部分元件可不 予实施。
在一实施例中，所述差分单元123可不予实施，如此所述降频单元125 可解调每一感测电极102所输出的检测信号S0-S13，例如，但不限于，以4 倍所述驱动信号Sdrv的驱动频率fdrv的操作频率解调以产生直流信号Sdc 并累积所述直流信号。若多个放大单元121分别耦接至所述感测电极102以 放大所述感测电极102所输出的所述检测信号S0-S13，所述降频单元125 可解调每一所述放大单元121所输出的放大后检测信号Samp。本实施例中， 所述模拟数字转换器129可以很低的速度工作以降低功率消耗，由于累积所 述直流信号可提高信号强度N倍并降低模拟数字转换的速度N倍。所述模 拟数字转换器129的解析度要求由于较佳的信噪比而降低，以降低功率消耗 和晶片面积。此外，所述模拟前端1和所述数字后端13中某些降频与滤波 可以较低速度工作，以降低所述数字后端13的功率消耗和晶片面积。如上 所述，所述降频单元125可以两正交信号，例如，但不限于，[1 0 -1 0]以及 ±[0 -1 0 1]解调所述检测信号S0-S13以产生两直流信号，且所述模拟数字转 换器129相应每一感测电极102输出两数字信号Sdigit。此外，其他部份则 与图2及其相关描述类似。
在一实施例中，所述降频单元125可不予实施，如此所述模拟数字转换 器129用以转换两相邻放大单元121的两放大后检测信号Samp的差分信号 Sdiff为数字信号Sdigit。本实施例中，所述模拟前端1也可操作于如图2B 的两相(phases)，例如，所述差分单元123依次差分第一组两相邻放大单元 (IPGA0与IPGA1、IPGA2与IPGA3、…、IPGA12与IPGA13)以及第二 组两相邻放大单元(IPGA1与IPGA2、IPGA3与IPGA4、…、IPGA11与 IPGA12)的放大后差分信号Samp。当所述差分单元123正差分所述第一组 两相邻放大单元的放大后差分信号Samp时，所述模拟数字转换器129用以 转换所述第二组两相邻放大单元相关的差分信号Sdiff为所述数字信号 Sdigit，而当所述差分单元123正差分所述第二组两相邻放大单元的放大后 差分信号Samp时，所述模拟数字转换器129用以转换所述第一组两相邻放 大单元相关的差分信号Sdiff为所述数字信号Sdigit；也即，图2B中第三列 的所述第一直流信号由相关于所述第一组两相邻放大单元相关的差分信号 取代，图2B中第三列的所述第二直流信号由相关于所述第二组两相邻放大 单元相关的差分信号取代。本实施例中，可使用具有较大增益和较小面积 (CF)的积分可程式化增益放大电路(IPGA)以降低晶片面积。此外，不 再需要供所述可程式化增益放大电路的单端转双端转换电路，可降低功率消 耗和晶片面积。本实施例中，多工器127可耦接于所述差分单元123和所述 模拟数字转换器129间。此外，其他部份则与图2及其相关描述类似。
综上所述，已知电容触控系统的模拟前端使用高解析度和高操作频率的 模拟数字转换器，以分辨高共模噪声下的微小触碰信号并增加信噪比，且具 有较高的功率消耗。因此，本发明另提供一种电容触控系统和其模拟前端(图 2)，其可通过模拟信号处理单元以降低模拟数字转换器所需的解析度和操作 频率。此外，由于部份数字后端的功能被移至模拟前端来执行且数字后端的 操作频率降低了，部份数字后端的元件可被移除以降低晶片面积同时也可降 低功率消耗。
虽然本发明已通过前述实例披露，但是其并非用以限定本发明，任何本 发明所属技术领域中具有通常知识的技术人员，在不脱离本发明的精神和范 围内，当可作各种的更动与修改。因此本发明的保护范围当视后附的权利要 求所界定的范围为准。