运算放大器和包括该运算放大器的触摸感测装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104007884 A (43)申请公布日 2014.08.27 C N 1 0 4 0 0 7 8 8 4 A (21)申请号 201410064559.0 (22)申请日 2014.02.25 10-2013-0019824 2013.02.25 KR G06F 3/044(2006.01) (71)申请人三星电子株式会社 地址韩国京畿道 (72)发明人金起德 朴埈彻 卞山镐 李旼哲 丁智声 崔伦竞 (74)专利代理机构北京市柳沈律师事务所 11105 代理人邵亚丽 (54) 发明名称 运算放大器和包括该运算放大器的触摸感测 装置 (57) 摘要 提供一种运算放大。

2、器和包括该运算放大器的 触摸感测设备。所述触摸感测装置包括触摸板和 被配置控制触控板并感测通过触控板的触摸的触 摸传感器。所述触摸传感器包括分别通过多个感 测线连接到触摸板的多个感测单元。所述多个感 测单元中的每一个包括其极性响应于时钟信号变 化的至少一个运算放大器。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书3页 说明书17页 附图19页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书17页 附图19页 (10)申请公布号 CN 104007884 A CN 104007884 A 1/3页 2 1.一种触摸感测装置，包括： 触摸板；以及 触摸。

3、传感器，被配置成控制触摸板并感测发生在触摸板上的触摸事件， 其中所述触摸传感器包括多个感测单元，所述多个感测单元中的每一个分别通过多个 感测线连接到触摸板，以及 其中所述多个感测单元中的每一个包括其极性响应于时钟信号变化的至少一个运算 放大器。 2.如权利要求1所述的触摸感测装置，其中所述运算放大器包括： 差分输入单元，被配置成响应于时钟信号的第一沿检测第一输入节点处的信号电平 减去第二输入节点处的信号电平的值以输出第一检测信号，以及响应于时钟信号的第二沿 检测第二输入节点处的信号电平减去第一输入节点处的信号电平的值以输出第二检测信 号； 放大单元，被配置成响应于时钟信号的第一沿放大第一检测信。

4、号以输出第一放大信 号，并且响应于时钟信号的第二沿放大第二检测信号以输出第二放大信号；以及 输出单元，被配置成响应于时钟信号的第一沿输出第一放大信号，并且响应于时钟信 号的第二沿输出第二放大信号。 3.如权利要求2所述的触摸感测装置，其中所述多个感测单元中的每一个包括： 电荷放大器，被配置成将通过所述多个感测线中的一个接收到的电流信号转换为电压 信号以输出转换的电压信号； 解调器，被配置成解调电荷放大器的输出信号； 低通滤波器，被配置成滤波解调器的输出信号； 增益放大器，被配置成放大低通滤波器的输出信号；以及 模数转换器，被配置成响应于采样时钟信号采样增益放大器的输出信号， 其中所述运算放大器。

5、被布置在解调器、低通滤波器和增益放大器中的至少一个中。 4.如权利要求3所述的触摸感测装置，其中所述解调器包括： 第一运算放大器，被配置成响应于第一时钟信号操作并且形成被配置成发送电荷放大 器的输出信号的电压跟随器； 第二运算放大器，被配置成响应于第二时钟信号操作并且形成被配置成将电荷放大器 的输出信号反相以输出反相的信号的反相器；以及 多路复用器，被配置成响应于解调时钟信号选择第一运算放大器的输出和第二运算放 大器的输出中的一个以输出所选择的输出。 5.如权利要求4所述的触摸感测装置，其中所述触摸传感器进一步包括通过多个驱动 线连接到触摸板的驱动电路，以及 其中所述驱动电路被配置成向所述多个。

6、驱动线中的每一个输出包括脉冲串的脉冲信 号。 6.如权利要求5所述的触摸感测装置，其中所述解调时钟信号具有与脉冲信号相同的 周期和占空比。 7.如权利要求4所述的触摸感测装置，其中第一时钟信号和第二时钟信号的占空比与 解调时钟信号的占空比相同；并且第一时钟信号和第二时钟信号的周期和脉冲宽度是解调 权 利 要 求 书CN 104007884 A 2/3页 3 时钟信号的周期和脉冲宽度的两倍；其中第一时钟信号和第二时钟信号与解调时钟信号同 步。 8.如权利要求4所述的触摸感测装置，其中当第一时钟信号保持在预定电平而不变换 时解调时钟信号具有第一沿，并且当第二时钟信号保持在预定电平而不变换时解调时钟。

7、信 号具有第二沿。 9.如权利要求4所述的触摸感测装置，其中当在第一时钟信号变换之后过去第一时间 时解调时钟信号处于第一沿，并且当在第二时钟信号变换之后过去第二时间时解调时钟信 号处于第二沿。 10.如权利要求3所述的触摸感测装置，其中所述低通滤波器进一步包括： 第一低通滤波器，被配置成滤波多路复用器的输出信号；其中第一低通滤波器包括被 配置成响应于第三时钟信号操作的第三运算放大器；以及 第二低通滤波器，被配置成滤波第一低通滤波器的输出信号；其中第二低通滤波器包 括被配置成响应于第四时钟信号操作的第四运算放大器。 11.如权利要求10所述的触摸感测装置，其中第四时钟信号与采样时钟信号同步。 1。

8、2.如权利要求10所述的触摸感测装置，其中所述模数转换器被配置成当在第四时钟 信号变换之后过去预定时间时执行采样。 13.如权利要求3所述的触摸感测装置，其中所述增益放大器包括： 第五运算放大器； 输入电阻器；以及 反馈电阻器； 其中所述增益放大器被配置成根据输入电阻对反馈电阻器的电阻比放大低通滤波器 的输出信号并且响应于第五时钟信号操作，其中所述模数转换器被配置成当在第五时钟信 号变换之后过去预定时间时执行采样。 14.如权利要求3所述的触摸感测装置，其中所述电荷放大器包括连接到所述多个感 测线中的一个的运算放大器；反馈电阻器；以及反馈电容器， 其中所述多个感测单元中的每一个进一步包括被配置。

9、成检测电荷放大器是否饱和以 输出饱和标志信号的饱和检测器。 15.如权利要求14所述的触摸感测装置，其中所述多个感测单元中的每一个进一步包 括被配置成响应于饱和标志信号调整反馈电容器的电容的电容控制器。 16.如权利要求14所述的触摸感测装置，进一步包括响应于饱和标志信号调整所述多 个感测单元的电荷放大器的反馈电容器的电容的电容控制器。 17.如权利要求14所述的触摸感测装置，其中所述多个感测单元中的每一个进一步包 括被配置成从电荷放大器的输出信号检测噪声以输出噪声标志信号的噪声检测器。 18.如权利要求17所述的触摸感测装置，其中响应于饱和标志信号和噪声标志信号调 整电荷放大器的反馈电容器的。

10、电容。 19.一种运算放大器，包括： 差分输入单元，被配置成响应于时钟信号的第一沿检测第一输入节点处的信号电平 减去第二输入节点处的信号电平的值以输出第一检测信号，以及响应于时钟信号的第二沿 检测第二输入节点处的信号电平减去第一输入节点处的信号电平的值以输出第二检测信 权 利 要 求 书CN 104007884 A 3/3页 4 号； 放大单元，被配置成响应于时钟信号的第一沿放大第一检测信号以输出第一放大信 号，并且响应于时钟信号的第二沿放大第二检测信号以输出第二放大信号；以及 输出单元，被配置成响应于时钟信号的第一沿输出第一放大信号，并且响应于时钟信 号的第二沿输出第二放大信号。 20.一种。

11、触摸感测装置，包括： 触摸板；以及 触摸传感器，被配置成控制触摸板并感测发生在触摸板上的触摸事件， 其中所述触摸传感器包括多个感测单元，每个感测单元分别通过多个感测线连接到触 摸板； 其中，所述多个感测单元中的每一个包括： 电荷放大器，被配置成将通过感测线接收到的电流信号转换为电压信号以输出转换的 电压信号； 解调器，被配置成解调电荷放大器的输出信号； 低通滤波器，被配置成滤波调制器的输出信号； 增益放大器，被配置成放大低通滤波器的输出信号； 模数转换器，被配置成响应于采样时钟信号采样增益放大器的输出信号； 饱和检测器，被配置成接收电荷放大器的输出信号并且检测电荷放大器是否饱和以输 出饱和标志。

12、信号；以及 控制器，被配置成响应于饱和标志信号调整电荷放大器的放大因数。 21.如权利要求20所述的触摸感测装置，其中所述控制器包括被配置成调整电荷放大 器中的反馈电容器的电容的电容控制器。 22.如权利要求20所述的触摸感测装置，其中所述电荷放大器进一步包括： 运算放大器，被配置成接收通过所述多个感测线中的一个接收到的输出信号；以及 噪声检测器，被配置成接收电荷放大器的输出信号并且从电荷放大器的输出信号检测 噪声以输出噪声标志信号。 23.一种用于控制触摸板的触摸传感器，包括： 驱动电路，被配置成向连接到触摸板的多个驱动线中的每一个输出脉冲信号； 感测电路，被配置成感测从连接到触摸板的多个感。

13、测线接收到的信号；以及 控制和处理电路，被配置成控制驱动电路和感测电路，并且确定触摸事件是否已经发 生在触摸板上， 其中所述感测电路包括分别通过多个感测线连接到触摸板的多个感测单元， 其中所述多个感测单元中的每一个包括电荷放大器，被配置成将通过所述多个感测线 中的每一个接收到的电流信号转换成为电压信号以输出转换的电压信号，以及 其中通过电容控制器调整电荷放大器中的反馈电容器的电容。 24.如权利要求23所述的触摸传感器，其中所述电容控制器位于感测电路中或位于控 制和处理单元中。 25.如权利要求23所述的触摸传感器，进一步包括饱和检测器，被配置成接收电荷放 大器的输出信号并检测电荷放大器是否饱。

14、和。 权 利 要 求 书CN 104007884 A 1/17页 5 运算放大器和包括该运算放大器的触摸感测装置 0001 相关申请的交叉引用 0002 本专利申请要求在2013年2月25日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第 10-2013-0019824号的优先权，其公开通过引用全面合并于此。 技术领域 0003 本公开涉及一种半导体器件，并且更具体地，涉及一种运算放大器以及包括该运 算放大器的触摸感测装置。 背景技术 0004 触摸感测装置被配置成感测外部触摸。触摸感测装置正在用于诸如智能电话、平 板PC、用户装备等等之类的各种设备。这种触摸感测装置可以包括可以响应于外部触摸输 出信号的。

15、触摸板以及用于基于从触摸板输出的信号确定触摸发生的位置的触摸传感器。 0005 所述触摸感测装置可以是电容触摸感测装置、电阻触摸感测装置、或透明电极触 摸感测装置。电容触摸感测装置可以被配备以识别在不同位置处的多个同时的触摸。 0006 然而，内部噪声和外部噪声可以在触摸感测装置中生成。所述噪声可以影响通过 触摸感测装置的触摸识别和触摸位置确定的性能。 发明内容 0007 根据本发明构思的示例性实施例，提供一种触摸感测装置。所述触摸感测装置包 括触摸板、被配置成控制触控板并感测通过触控板的触摸的触摸传感器。所述触摸传感器 包括分别通过多个感测线连接到触摸板的多个感测单元。所述多个感测单元中的每。

16、一个包 括其极性响应于时钟信号变化的至少一个运算放大器。 0008 在本发明构思的实施例中，所述运算放大器可以包括差分输入单元、放大单元以 及输出单元。所述差分输入单元可以被配置成响应于时钟信号的第一沿检测第一输入节点 处的信号电平减去第二输入节点处的信号电平的值以输出第一检测信号。所述差分输入单 元可以被配置成响应于时钟信号的第二沿检测第二输入节点处的信号电平减去第一输入 节点处的信号电平的值以输出第二检测信号。所述放大单元可以被配置成响应于时钟信号 的第一沿放大第一检测信号以输出第一放大信号。所述放大单元可以被配置成响应于时钟 信号的第二沿放大第二检测信号以输出第二放大信号。所述输出单元可。

17、以被配置成响应于 时钟信号的第一沿输出第一放大信号。所述输出单元可以被配置成响应于时钟信号的第二 沿输出第二放大信号。 0009 在本发明构思的实施例，所述多个感测单元中的每一个可以包括电荷放大器、解 调器、低通滤波器、增益放大器和模数转换器。所述电荷放大器可以被配置成将通过所述多 个感测线中的一个接收到的电流信号转换成为电压信号以输出转换的电压信号。所述解调 器可以被配置成解调电荷放大器的输出信号。所述低通滤波器可以被配置成滤波解调器的 输出信号。所述增益放大器可以被配置成放大低通滤波器的输出信号。所述模数转换器可 说 明 书CN 104007884 A 2/17页 6 以被配置成响应于采样。

18、时钟信号采样增益放大器的输出信号。所述运算放大器可以布置在 调制器、低通滤波器和增益放大器中的至少一个中。 0010 在本发明构思的实施例中，所述解调器可以包括第一运算放大器、第二运算放大 器以及多路复用器。所述第一运算放大器可以被配置成响应于第一时钟信号操作。所述第 一运算放大器可以形成被配置成发送电荷放大器的输出信号的电压跟随器。所述第二运算 放大器可以被配置成响应于第二时钟信号操作。所述第二运算放大器形成被配置成将电荷 放大器的输出信号反相以输出反相的信号的反相器。所述多路复用器可以被配置成响应于 解调时钟信号选择第一运算放大器和第二运算放大器的输出中的一个以输出选择的输出。 0011 。

19、在本发明构思的实施例中，所述触摸传感器可以进一步包括通过多个驱动线连接 到触摸板的驱动电路。所述驱动电路被配置成向所述多个驱动线中的每一个输出包括脉冲 串的脉冲信号。 0012 在本发明构思的实施例中，所述解调时钟信号可以具有与脉冲信号的周期和占空 比相同的周期和占空比。 0013 在本发明构思的实施例中，第一时钟信号和第二时钟信号的占空比可以基本上和 解调时钟信号的占空比相同。第一时钟信号和第二时钟信号的周期和脉冲宽度可以基本上 是解调时钟信号的周期和脉冲宽度的两倍。第一时钟信号和第二时钟信号与解调时钟信号 同步。 0014 在本发明构思的实施例中，当第一时钟信号保持在预定电平而不变换时所述。

20、解调 时钟信号可以具有第一沿。当第二时钟信号保持在预定电平而不变换时所述解调时钟信号 可以具有第二沿。 0015 在本发明构思的实施例中，当在第一时钟信号变换之后过去第一时间时所述解调 时钟信号可以具有第一沿。当在第二时钟信号变换之后过去第二时间时所述解调时钟信号 可以具有第二沿。 0016 在本发明构思的实施例中，所述低通滤波器可以进一步包括第一低通滤波器和第 二低通滤波器。所述第一低通滤波器可以被配置成滤波多路复用器的输出信号。所述第一 低通滤波器可以包括被配置成响应于第三时钟信号操作的第三运算放大器。所述第二低通 滤波器可以被配置成滤波第一低通滤波器的输出信号。所述第二低通滤波器可以包括。

21、被配 置成响应于第四时钟信号操作的第四运算放大器。 0017 在本发明构思的实施例中，所述第四时钟信号可以与采样时钟信号同步。 0018 在本发明构思的实施例中，所述模数转换器可以被配置成当在第四时钟信号变换 之后过去预定时间时执行采样。 0019 在本发明构思的实施例中，所述增益放大器可以包括第五运算放大器、输入电阻 器和反馈电阻器。第五运算放大器可以被配置成根据输入电阻器对反馈电阻器的电阻比放 大低通滤波器的输出信号。所述第五运算放大器可以被配置成响应于第五时钟信号操作。 在本发明构思的实施例中，所述模数转换器可以被配置成当在第五时钟信号变换之后过去 预定时间时执行采样。 0020 在本发。

22、明构思的实施例中，所述电荷放大器可以包括连接到所述多个感测线中的 一个的运算放大器、反馈电阻器和反馈电容器。所述多个感测单元中的每一个进一步包括 被配置成检测电荷放大器是否饱和以输出饱和标志信号的饱和检测器。 说 明 书CN 104007884 A 3/17页 7 0021 在本发明构思的实施例中，所述多个感测单元中的每一个可以进一步电容控制 器。所述电容控制器可以被配置成响应于饱和标志信号调整反馈电容器的电容。 0022 在本发明构思的实施例中，触摸感测装置可以进一步包括电容控制器。电容控制 器可以被配置成响应于饱和标志信号调整多个感测单元的电荷放大器的反馈电容器的电 容。 0023 在本发。

23、明构思的实施例中，多个感测单元中的每一个还可以包括噪声检测器。噪 声检测器可以被配置成从电荷放大器的输出信号检测噪声以输出噪声标志信号。 0024 在本发明构思的实施例中，电荷放大器的反馈电容器的电容可以被配置成响应于 饱和标志信号和噪声标志信号进行调整。 0025 根据本发明构思的实施例，提供运算放大器。运算放大器包括差分输入单元、放大 单元和输出单元。差分输入单元被配置成响应于时钟信号的第一沿检测第一输入节点处的 信号电平减去第二输入节点处的信号电平以输出第一检测信号。差分输入单元被配置成响 应于时钟信号的第二沿检测第二输入节点处的信号电平减去第一输入节点处的信号电平 以输出第二检测信号。。

24、放大单元被配置成响应于时钟信号的第一沿放大第一检测信号以输 出第一放大信号。放大单元被配置成响应于时钟信号的第二沿放大第二检测信号以输出第 二放大信号。输出单元被配置成响应于时钟信号的第一沿输出第一放大信号。输出单元被 配置成响应于时钟信号的第二沿输出第二放大信号。 0026 根据本发明构思的实施例，提供一种触摸感测装置。触摸感测装置包括触摸板和 被配置成控制触摸板并感测通过触摸板的触摸的触摸传感器。触摸传感器包括分别通过多 个感测线连接到触摸板的多个感测单元。多个感测单元中的每一个包括电荷放大器、解调 器、低通滤波器、增益放大器、模数转换器、饱和检测器和控制器。电荷放大器被配置成将通 过多个。

25、感测线中的一个接收到的电流信号转换成为电压信号以输出转换的电压信号。解调 器被配置成解调电荷放大器的输出信号。低通滤波器被配置成滤波解调器的输出信号。增 益放大器被配置成放大低通滤波器的输出信号。模数转换器被配置成响应于采样时钟信号 采样增益放大器的输出信号。饱和检测器被配置成接收电荷放大器的输出信号并且检测电 荷放大器是否饱和以输出饱和标志信号。控制器被配置成响应于饱和标志信号调整电荷放 大器的放大因数。 0027 在本发明构思的实施例中，控制器可以包括被配置成调整电荷放大器中的反馈电 容器的电容的电容控制器。 0028 在本发明构思的实施例中，电荷放大器可以包括运算放大器和噪声检测器。运算。

26、 放大器可以被配置成接收通过多个感测线中的一个接收到的输出信号。噪声检测器可以被 配置成接收电荷放大器的输出信号并且从电荷放大器的输出信号检测噪声以输出噪声标 志信号。 0029 根据本发明构思的实施例，提供一种用于控制触摸板的触摸传感器。触摸传感器 包括驱动电路、感测电路、控制和处理电路以及电容控制器。驱动电路被配置成向连接到触 摸板的多个驱动线中的每一个输出脉冲信号。感测电路被配置成感测从连接到触摸板的 多个感测线接收到的信号。控制和处理电路被配置成控制驱动电路和感测电路，并且确定 在触摸板上是否发生触摸。感测电路包括分别通过多个感测线连接到触摸板的多个感测单 元。多个感测单元中的每一个包。

27、括电荷放大器。电荷放大器被配置成将通过多个感测线中 说 明 书CN 104007884 A 4/17页 8 的每一个接收到的电流信号转换成为电压信号以输出转换的电压信号。电容控制器被配置 成调整电荷放大器中的反馈电容器的电容。 0030 在本发明构思的实施例中，电容控制器可以位于感测电路中或位于控制和处理单 元中。 0031 在本发明构思的实施例中，触摸传感器可以包括被配置成接收电荷放大器的输出 信号并检测电荷放大器是否饱和的饱和检测器。 附图说明 0032 包括附图以提供本发明构思的进一步理解。附图示出了本发明构思的示例性实施 例，并且附图与说明书一起，用于解释本发明构思的原理。在附图中： 。

28、0033 图1是根据本发明构思实施例的触摸感测装置的框图； 0034 图2是根据本发明构思实施例的触摸板的视图； 0035 图3是根据本发明构思实施例的触摸传感器的框图； 0036 图4是根据本发明构思实施例的驱动电路的框图； 0037 图5是根据本发明构思实施例的感测电路的框图； 0038 图6是示出图5的多个感测单元中的一个感测单元的详细视图； 0039 图7是用于解释根据本发明构思实施例的触摸板的操作的等效电路图； 0040 图8是示出通过信号处理器中的每个元件输出的信号和噪声的形状的视图； 0041 图9是示出内部噪声的图； 0042 图10是根据本发明构思实施例的运算放大器的电路图；。

29、 0043 图11是根据本发明构思实施例的解调器的电路图； 0044 图12是根据本发明构思实施例的低通滤波器的电路图； 0045 图13是根据本发明实施例的增益放大器的电路图； 0046 图14A是示出供应到解调器和低通滤波器中的时钟信号的时序图； 0047 图14B是示出供应到低通滤波器、增益放大器和模数转换器中的时钟信号的时序 图； 0048 图15A是示出在信号处理器的每个元件中生成的1/f噪声的频率响应的图； 0049 图15B是示出通过用于改变信号处理器的运算放大器中的极性的斩波操作而变 化的1/f噪声的频率响应的图； 0050 图16是根据本发明构思实施例的电荷放大器的视图； 0。

30、051 图17是示出操作图16的电荷放大器的过程的流程图； 0052 图18是根据本发明构思实施例的电荷放大器的视图； 0053 图19是示出操作图18的电荷放大器的过程的流程图； 0054 图20是根据本发明构思实施例的触摸传感器的框图； 0055 图21是根据本发明构思实施例的触摸传感器的框图；以及 0056 图22是根据本发明构思实施例的移动设备的框图。 具体实施方式 0057 将参照附图描述本发明构思的示例性实施例。然而，本发明构思可以以许多不同 说 明 书CN 104007884 A 5/17页 9 的形式来具体实现，不应被解释为局限于此处阐述的实施例。在附图中，为清楚起见，可以 夸。

31、大层和区域的厚度。 0058 如此处使用的，单数形式“一”、“一个”、“该”意图包括单数形式和复数形式两者， 除非此处另有指示或由上下文清楚地给出相反指示。 0059 这里将参照透视图、横剖面图和/或平面图描述本发明构思的示例性实施例。从 而，可以根据生产技术和/或容差修改示例性视图的外形。本发明构思的实施例不意欲限 制本发明的范围,而是意图覆盖可以由于制造工艺方面的改变导致的全部改变和修改。从 而，在附图中示出的区域可以以示意性的形成示出并且区域的形状可以简单地通过例示的 方式给出。 0060 图1是根据本发明构思实施例的触摸感测装置100的框图。参照图1，触摸感测装 置100可以包括触摸板。

32、110和触摸传感器120。 0061 触摸板110被配置成输出响应于触摸变化的信号。 0062 触摸传感器120被配置成控制触摸板110以根据从触摸板110输出的信号的变化 来感测用户的触摸。 0063 例如，触摸感测装置100可以包括电容触摸感测装置。然而，触摸感测装置100不 局限于电容触摸感测装置。触摸感测装置100可以包括透明电极感测装置或电阻触摸感测 装置。 0064 图2是根据本发明构思实施例的触摸板110的视图。参照图1和图2，触摸板110 可以包括排列在触摸区域111中的第一导线113和第二导线115。 0065 第一导线113可以在触摸区域111中平行于横向轴方向排列。第二导。

33、线115可以 在触摸区域111中平行于纵向轴方向排列。第二导线115可以布置在第一导线113上。第 一导线113和第二导线115可以彼此电绝缘。 0066 第二导线115可以具有特定图案。例如，如图2中所示，第二导线115可以具有菱 形在其中重复地排列的图案。然而，第二导线115的图案不局限于此。 0067 第一导线113可以分别连接到多个驱动线DL。第二导线115可以分别连接到多个 感测线SL。多个驱动线DL和多个感测线SL可以连接到触摸传感器120。 0068 图3是根据本发明构思实施例的触摸传感器120的框图。参照图1和图3，触摸传 感器120可以包括驱动电路121、感测电路123以及控。

34、制和处理电路125。 0069 驱动电路121可以连接到多个驱动线DL。驱动电路121可以被配置成根据来自控 制和处理电路125的控制信号将电压信号施加到多个驱动线DL。 0070 感测电路123可以连接到多个感测线SL。感测电路123可以被配置成根据来自控 制和处理电路125的控制信号感测通过感测线SL发送的信号。感测电路123可以将感测 信号转换成为数字信号。数字信号可以被发送到控制和处理电路125。 0071 控制和处理电路125可以被配置成控制驱动电路121和感测电路123。控制和处 理电路125可以响应于从感测电路123接收到的数字信号确定用户的触摸是否发生在触摸 板110上，或用户。

35、的触摸发生在触摸板110的哪里。 0072 控制和处理电路125可以包括时钟发生器127。时钟发生器127被配置成生成时 钟信号。时钟发生器127可以生成周期或占空比彼此不同的至少两个时钟信号。由时钟发 生器127生成的时钟信号可以被发送到驱动电路121或感测电路123中。 说 明 书CN 104007884 A 6/17页 10 0073 图4是根据本发明构思实施例的驱动电路121的框图。参照图3和图4，驱动电路 121包括脉冲发生器PG和多个驱动单元DRV1到DRVn。 0074 脉冲发生器PG被配置成输出包括脉冲串的脉冲信号。例如，脉冲发生器PG可以 自主地输出脉冲信号或响应于由时钟发生。

36、器127生成的时钟信号输出脉冲信号。 0075 多个驱动单元DRV1到DRVn可以分别连接到多个驱动线DL。多个驱动单元DRV1 到DRVn被配置成接收从脉冲发生器PG输出的脉冲信号并且将接收到的脉冲信号发送到驱 动线DL中。例如，多个驱动单元DRV1到DRVn可以在彼此不同的时间将脉冲信号输出到驱 动线DL中。例如，当第一驱动单元DRV1输出脉冲信号时，剩余驱动单元DRV2到DRVn中的 每一个可以不输出脉冲信号。当第二驱动单元DRV2输出脉冲信号时，剩余驱动单元DRV1 以及DRV3到DRVn中的每一个可以不输出脉冲信号。多个驱动单元DRV1到DRVn可以以扫 描方式连续地输出脉冲信号。 。

37、0076 图5是根据本发明构思实施例的感测电路123的框图。 0077 参照图3和图5，感测电路123可以包括多个感测单元S_1到S_m。 0078 多个感测单元S_1到S_m中的每一个可以包括电荷放大器CA、信号处理器SP和模 数转换器ADC。 0079 电荷放大器CA被配置成将通过感测线SL接收到的信号转换成为电压信号。通过 感测线SL接收到的信号可以是电流信号。 0080 信号处理器SP被配置成处理电荷放大器CA的输出信号。例如，信号处理器SP可 以解调并滤波电荷放大器CA的输出信号。信号处理器SP可以将电荷放大器CA的输出信 号转换成为直流(DC)信号。 0081 模数转换器ADC可以。

38、将信号处理器SP的输出信号转换成为数字信号。模数转换 器ADC的输出数字信号可以被发送到控制和处理电路125中。 0082 图6是示出图5的感测单元S_1到S_m中的一个感测单元S_k的详细视图。参照 图5和图6，电荷放大器CA可以包括运算放大器AP1、反馈电阻器RFB和反馈电容器CFB。 0083 运算放大器AP1的负输入节点可以连接到相应感测线SL_k。公共电压VCM可以供 应到运算放大器AP1的正输入节点中。反馈电阻器RFB和反馈电容器CFB可以并联连接在 运算放大器AP1的负输入节点和输出节点之间。 0084 信号处理器SP可以包括解调器DM、低通滤波器LPF和增益放大器GA。 008。

39、5 解调器DM被配置成对于电荷放大器CA的输出信号和解调信号VD执行操作以输 出经操作的信号。例如，电荷放大器CA的输出信号可以具有负极性和正极性。解调器DM 可以将电荷放大器CA的输出信号的具有负极性的信号反相。解调器DM可以输出具有正极 性的信号。 0086 低通滤波器LPF可以对解调器DM的输出信号进行滤波。 0087 增益放大器GA可以放大低通滤波器LPF的输出信号。增益放大器GA可以基于偏 移电压VOFF放大低通滤波器LPF的输出信号。 0088 例如，信号处理器SP的内部元件可以被多种内部噪声干扰。多种内部噪声可以是 热噪声、1/f噪声等等。噪声被示出为信号处理器SP中的噪声模型N。

40、M1。 0089 例如，因为内部噪声从解调器DM生成，所以噪声模型NM1可以在解调器DM和低通 滤波器LPF之间提供。然而，噪声模型NM1的位置不局限于上面描述的位置。 说 明 书CN 104007884 A 10 7/17页 11 0090 图7是用于解释根据本发明构思实施例的触摸板110的操作的等效电路图。一个 驱动线DL_i和一个感测线SL_j示出在图7中。驱动线DL_i和感测线SL_j可以分别包括 内部电阻器R_DL和R_SL。 0091 如图2中所示，驱动线DL可以连接到第一导线133，并且感测线SL可以连接到第 二导线115。第一导线113和第二导线115以特定距离彼此间隔。电容可。

41、以存在于第一导 线113和第二导线115之间。在图7中，电容被示出为第一导线113和第二导线115之间 的电容器CM。 0092 发送到驱动线DL_i中的脉冲信号可以通过电容器CM发送到感测线SL_j中。 0093 当外部导体接触触摸区域111时，电容可以在第二导线115和外部导体之间生成。 外部导体可以是用户的手指，但是外部导体不局限于此。电容被示出为图7中的电容器CF。 当电容器CF的电容被生成时，从驱动线DL_i朝向感测线SL_j流动的电流可以改变流动方 向。多个感测单元S_1到S_m可以分别感测从相应的感测线SL_1到SL_m接收到的电流的 变化。控制和处理电路125可以基于感测结果确。

42、定在触摸区域111上触摸的位置。 0094 当外部导体接触触摸区域111时，可以通过由外部导体生成的电容器CF传送多种 环境噪声。通过电容器CF传送的环境噪声被示出为电压电源VNF，如图7中所示。电压电 源VNF和电容器CF可以形成噪声模型NM2。 0095 多种电子部件SB可以在触摸板110下提供。例如，电子部件可以在触摸板110下 提供。电子部件可以是显示面板或显示板，但是电子部件不局限于此。电容可以在触摸板 110以及提供在触摸板110下的电子部件SB之间生成。电容被示出为图7中的电容器CS1 和CS2。电容器CS1可以表示在第一导线113和电子部件SB之间生成的电容，并且电容器 CS2。

43、可以表示在第二导线115和电子部件SB之间生成的电容。 0096 多种环境噪声可以通过在触摸板110和电子部件SB之间生成的电容器CS1和CS2 传送。通过电容器CS1和CS2传送的环境噪声示被出为图7中的电压源VND。电压源VND、 电容器CS1和CS2可以形成噪声模型NM3。 0097 参照图6，电荷放大器CA可以包括运算放大器AP1。如果输入电压在电荷放大器 CA的操作范围之外，则运算放大器AP1可以饱和，从而异常地操作。如果从外部引入的环境 噪声较强，则运算放大器AP1可以饱和，从而可以执行异常感测。 0098 从而，可以考虑到环境噪声设置运算放大器AP1的反馈电容器CFB的电容。 0。

44、099 参照图6和图7，电荷放大器CA被配置成根据电容器CM、CS1、CS2和CF对于反馈 电容器CFB的电容的比率来执行其放大操作。当反馈电容器CFB的电容降低时，电荷放大 器CA的放大因数可以增大。当反馈电容器CFB的电容降低时，电荷放大器CA的放大因数 可以减小。当反馈电容器CFB的电容设置为足够经受环境噪声的低值时，电荷放大器CA可 以不因环境噪声而饱和，从而正常地操作。 0100 当电荷放大器CA的放大因数降低时，增益放大器GA的放大因数应该相应地增大。 当增益放大器GA的放大因数增大时，示出为噪声模型NM1的内部噪声可以一起被放大，如 图8中所示。 0101 信号处理器SP中的元件。

45、中的每一个的输出信号和噪声被示出在图8中。输出信 号可以不包括噪声。 0102 当用户的触摸不发生时输出信号被示出为图8中的实线。当用户的触摸发生时输 说 明 书CN 104007884 A 11 8/17页 12 出信号被示出为图8中的虚线。 0103 参照图6到图8，电荷放大器CA可以输出类似于正弦信号的信号。电荷放大器CA 的输出信号可以是环境噪声被添加到从驱动电路110输出的脉冲信号的信号。电荷放大器 CA的输出信号可以围绕公共电压VCM振动。 0104 解调器DM可以将电荷放大器CA的输出信号的负极性反相成为正极性以输出反相 的信号。内部噪声可以在解调器DM中生成。 0105 低通滤。

46、波器LPF可以滤波解调器DM的输出信号以将滤波的信号转换成为直流 (DC)。在低通滤波器LPF中生成的内部噪声可以被添加到解调器DM中生成的内部噪声中。 0106 增益放大器GA可以放大低通滤波器LPF的输出信号。输入到增益放大器GA中的 内部噪声也可以被放大。 0107 当反馈电容CFB被设置为低值以避免电荷放大器CA因噪声而饱和时，增益放大器 GA的放大因数可以被设置为高值。内部噪声的放大可以导致误操作。 0108 图9是示出内部噪声的图。参照图9，内部噪声可以包括热噪声和1/f噪声。 0109 热噪声可以在全部频带中均匀分布。可以通过低通滤波器LPF除去大部分热噪 声。 0110 1/f。

47、噪声与频域成反比分布。此外，1/f噪声可以广泛地分布在DC周围。1/f噪声 不可以通过低通滤波器LPF除去。 0111 根据本发明构思实施例的触摸感测装置可以包括其极性响应于时钟信号转换的 运算放大器。当运算放大器执行正常操作时，1/f噪声可以具有正常相位。当运算放大器的 极性被反相以执行反操作时，1/f噪声可以具有反相的相位。当运算放大器执行正常操作和 反操作时，1/f噪声可以通过时钟信号解调以移动到高频带。移动到高频带的1/f噪声可以 通过低通滤波器LPF除去。 0112 图10是根据本发明构思实施例的运算放大器CAP的电路图。参照图10，运算放大 器CAP可以包括差分输入单元DIS、放大。

48、单元AS和输出单元OS。 0113 运算放大器CAP可以响应于时钟信号CLK操作。例如，运算放大器CAP可以响应 于时钟信号CLK或反相的时钟信号/CLK操作。运算放大器CAP可以响应于时钟信号放大 前向(正向)中的两个输入信号之间的差。运算放大器CAP可以响应于反相的时钟信号/ CLK放大反向(负向)中的两个输入信号之间的差。 0114 例如，运算放大器CAP可以响应于时钟信号CLK放大正节点IN+处的电压电平减 去负节点IN-处的电压电平的值。上面描述的操作可以是前向中的放大操作(或正常操 作)。运算放大器CAP可以响应于反相的时钟信号/CLK放大负节点IN-处的电压电平减去 正节点IN+。

49、处的电压电平的值。上面描述的操作可以是反向中的放大操作(或反操作)。 当时钟信号CLK处于高电平时运算放大器CAP可以执行正常操作。当反相的时钟信号/CLK 处于高电平时运算放大器CAP可以执行反操作。 0115 差分输入单元DIS可以包括多个晶体管和多个开关S1和S2。差分输入单元DIS 可以被配置成接收时钟信号CLK、反相的时钟信号/CLK和偏置电压VB1和VB2。多个开关 S1和S2可以响应于时钟信号CLK或反相的时钟信号/CLK转换通过输入节点IN+和IN-接 收到的信号的极性。 0116 第一开关S1与时钟信号CLK同步，并且第二开关S2可以与反相的时钟信号/CLK 说 明 书CN 104007884 A 12 9/17页 13 同步。第一开关S1可以当时钟信号CLK处于高电平时接通并且当时钟信号CLK处于低电 平时。