触摸屏控制器及通过噪声整形减小充电器噪声的方法
【专利摘要】在所描述的实例中，在存在混叠的情况下从触摸屏(4)移除充电器噪声及其它高频率噪声。数字低通滤波器(38)排除所述高频率噪声。噪声跟踪器(50)确定噪声是否被混叠到所述低通滤波器(38)的通带中。噪声整形器(58)通过调整模/数转换器的取样频率(Fs)及/或面板扫描频率(Fp)尝试移动所述经混叠噪声到所述低通滤波器(38)的通带外来以人工方式诱发或修改混叠。
【专利说明】触摸屏控制器及通过噪声整形减小充电器噪声的方法
[0001]本发明大体上涉及触摸屏装置，且更特定来说，涉及用于操作触摸屏控制器以使触摸屏装置与主机系统介接的控制设备及方法。
【背景技术】
[0002]触摸屏已经在各种应用中获得了广泛使用，例如智能电话、平板计算机、便携式导航装置、膝上型及台式计算机、便携式音乐播放器及其它通用用户接口及消费者电子装置，从而允许用户凭直觉从提示选项做出选择及通过简单地触摸显示屏及多种方式执行其它用户接口操作。已开发出不同的触摸屏技术，其包含电容性、表面电容、投射式电容、电阻式、表面声波触摸屏及其它。介接触摸屏装置及主机系统(例如，启用触摸屏的台式计算机的微处理器)的触摸屏控制器，且可对其进行操作以由用户检测显示屏上的不同位置处的致动或触摸。通常将触摸屏装置配置为行及列阵列，且由将激发信号提供到行连接器同时在面板扫描操作中感测触摸屏装置的列连接器的控制器检测用户触摸。如同电池供电的便携式用户装置中的其它电路，触摸屏控制器性能及扫描触摸屏面板可受噪声影响，尤其是当被连接到电池充电器时，其中充电器可将噪声耦合到触摸屏装置中，借此影响检测用户触摸致动的能力。触摸信号的频率通常接近于DC，例如约1Hz或更小，且理论上可通过低通滤波使其与较高频率充电器噪声分离。然而，在实践中分离是困难的，此归因于涉及模/数转换取样速率及面板扫描速率的多速率取样过程中的混叠。在典型的配置中，触摸屏控制器包含一或多个模/数转换器，其以相对较高的取样频率进行操作，其中面板扫描操作以较低频率执行。在实践中，出现其中与充电器操作相关联的噪声被混叠到低通滤波器的通带中的情况，从而使其难以区分来自用户触摸事件的经混叠的噪声。
【发明内容】
[0003]在所描述的实例中，在存在混叠的情况下从触摸屏移除充电器噪声及其它高频率噪声。数字低通滤波器排除所述高频率噪声。噪声跟踪器确定噪声是否被混叠到所述低通滤波器通带中。噪声整形器通过调整模/数转换器取样频率及/或面板扫描频率尝试移动所述经混叠噪声到所述低通滤波器通带外来以人工方式诱发或修改混叠。
【附图说明】
[0004]图1是根据实例实施例的一或多个方面的将触摸屏装置介接到主机系统的实例控制器的示意性系统图，其中板上噪声跟踪及噪声整形从数字低通滤波器通带移除充电器噪声。
[0005]图2是根据实例实施例的另外方面的用于对触摸屏控制器中的高频率经混叠噪声进行噪声整形的实例方法的流程图。
[0006]图3是存在噪声且无用户触摸的情况下数字低通滤波器之前及之后的图1中的触摸屏的节点电容值的一组标准偏差曲线图。
[0007]图4是存在噪声及用户触摸第三列的情况下图1中的触摸屏的节点电容值的一组标准偏差曲线图，其中高频率电池充电器噪声被混叠到低通滤波器的通带中且在数字低通滤波器之前及之后都超过阈值电平。
[0008]图5是存在噪声及在调整面板扫描频率以修改噪声混叠之后用户触摸第三列的情况下图1中的触摸屏的节点电容值的一组前后滤波器标准偏差曲线图。
[0009]图6是一组前后滤波器标准偏差曲线图，其在由图1的触摸屏控制器进行进一步面板扫描频率调整之后，从而致使低通滤波器之后的标准偏差值下降到低于指示充电器噪声成功地自动移出数字低通滤波器的通带的阈值。
[0010]图7是展示初始地混叠于低通滤波器的通带内且随后由图1中的噪声整形器进行噪声整形以将经混叠的充电器噪声移出低通滤波器的通带的高频率充电器噪声的一组频谱曲线图。
【具体实施方式】
[0011]在所描述的实例中，选择性地将充电器噪声及其它高频率噪声整形以减轻噪声到低通滤波器的通带中的混叠，借此提升识别用户触摸事件的能力。数字处理电路检测噪声是否被混叠到数字低通滤波器的通带中，且通过调整模/数转换器的取样频率及/或面板扫描频率以有助于从低通滤波器的通带移除所混叠的噪声来修改混叠。以此方式，在当前取样及/或面板扫描频率抑制低通滤波器有效移除充电器及其它高频率噪声的能力的情况下，控制器可自动地再配置扫描操作以有助于用户装置操作同时充电。
[0012]在至少一个实例中，触摸屏控制器包含:模/数转换器，其以取样频率进行操作以根据由控制器感测电路所接收到的输入信号提供数字样本;及数字低通滤波器，其操作以对数字样本进行滤波及提供经滤波的数字样本以用于检测触摸屏的一或多个位置的用户致动。所述控制器进一步包含噪声跟踪器，其计算对应于由模/数转换器输出的数字样本的第一组统计及对应于来自数字低通滤波器的经滤波数字样本的第二组统计。如果所述统计指示噪声被混叠到数字低通滤波器的通带中，那么所述控制器的噪声整形器选择性地调整模/数转换器的取样频率及/或面板扫描频率。以此方式，所述控制器有助于减小所检测到的通过选择性的噪声整形被混叠到低通滤波器的通带中的高频率噪声。
[0013]在各种实施例中，可由噪声跟踪器以时间方式或空间方式计算低通滤波器之前及之后的统计，且其可具有各种形式，例如，标准偏差及平均值。在某些实施例中，噪声跟踪器针对用于多个面板扫描的触摸屏的个别节点以时间方式计算低通滤波之前及之后的统计。在某些实施例中，噪声跟踪器运用第一及第二组统计的阈值，且确定第一组统计中的元素是否超过第一阈值且第二组统计中的元素是否超过第二阈值，其中在某些实施例中，阈值可能相同，且可由控制器对其进行调整。在某些实施方案中，针对给定触摸屏节点，如果第一组统计的对应值超过第一阈值且第二组统计的对应值超过第二阈值，那么噪声跟踪器致使噪声整形器选择性地调整取样频率及/或面板扫描频率。在各种实施例中，空间统计可用于对应于单个面板扫描的多个触摸屏节点的噪声跟踪，其中针对数字值，计算第一及第二组统计且分别比较低通滤波器之前及之后的阈值。以此方式，噪声跟踪器可检测其中低通滤波器不能有效地排除高频率噪声的情况，且启动由噪声整形器进行的噪声整形调整。
[0014]在某些实施方案中，过程重复多次直到经混叠的噪声充分地移出低通滤波器的通带，或在已尝试经调整的取样频率及/或面板扫描频率的预定数目的值而仍不成功之前过程重复多次(在此案例中，控制器可通知主机系统)。此外，在另外实施例中，控制器可在调整过程期间选择性地调整阈值中的一者或两者，且针对不同阈值，如果在不改变阈值比较的结果的情况下已尝试预定数目的频率值，那么停止取样频率及/或面板扫描频率的噪声整形调整。
[0015]提供用于减轻触摸屏控制器中的高频率噪声混叠的方法，以及具有用于根据实例实施例的另外方面执行所述方法的计算机可执行指令的非暂时性计算机可读媒体。所述方法涉及:使用模/数转换器以面板扫描频率循序地从所连接的触摸屏获得输入信号的一系列数字样本集合；以及使用数字低通滤波器对所述数字样本进行滤波。所述方法进一步涉及:计算对应于来自模/数转换器的样本的第一组统计;及计算对应于来自低通滤波器的经滤波的数字样本的第二组统计;及在所述第一及第二组统计指示存在被混叠到数字低通滤波器的所述通带中的噪声的情况下，选择性地调整取样频率及/或面板扫描频率。所述方法的某些实施例包含:比较第一及第二组统计与对应的第一及第二阈值;及针对给定触摸屏节点，在第一组统计的对应值大于第一阈值且第二组统计的对应值大于第二阈值的情况下，选择性地调整取样频率及/或面板扫描频率。
[0016]在具有实例实施例的技术及触摸屏控制设备的情况下，可以自动方式通过响应于低通滤波器的通带中的经混叠噪声的检测在触摸屏控制器中所实施例的选择性的噪声整形减轻由电池充电器及高频率噪声的其它源所引起的经混叠噪声的不利影响。可结合用于使任何类型的触摸屏装置与主机系统(其包含(无限制)电容触摸屏)介接的控制器运用实例实施例的各种技术。此外，可以任何适合形式实施触摸屏控制器，其包含(无限制)用于消费者产品、工业用户接口、军事装备或其它应用中的集成电路触摸屏控制器。
[0017]图1说明具有触摸屏装置4的实例系统2，触摸屏装置4具有节点或空间取样点或位置6阵列，所述阵列被配置成具有对应电气行连接件8a及列连接件Sb以与用于与主机处理器12介接的触摸屏控制器10电耦合的行及列。在所说明的实例中，触摸屏装置4为具有10行及6列的电容触摸屏，其中60个节点的阵列6形成触摸屏面板以配准一或多种类型的单个或多个触摸操作，可由用户通过与装置4的显示屏的物理交互执行所述操作。如所知，触摸屏装置4可包含显示器组件，其可操作以向用户显示多种视觉呈现，且可通过将驱动器或激发信号提供到行连接件8a及感测来自列连接件Sb的对应输入信号选择性地检测触摸屏4的一或多个部分的用户致动。在电容触摸屏实例中，例如，装置4包含透明窗层及具有由电介质材料分离的交错的行及列的触摸面板层，其中LED、LCD或其它类型的显示器面板呈现可通过偏振触摸面板及窗层(未展示)看见的视觉图像。在此形式的触摸屏4中，用户与透明窗层的物理交互改变由行连接件8a上的激发信号所产生的静电场，且控制器10通过连接件Sb感测输入信号以评估用户正按下触摸屏4的一或多个位置。可由电池16对系统2进行供电，例如，针对便携式用户装置(例如，启用触摸屏膝上型计算机、智能电话、平板计算机等等)，其中电源接口 14将电力从电池16提供到主机处理器12及控制器10，且替代地允许经由用于对电池16充电及/或用于操作主机处理器12及触摸屏控制器10的充电器18从外部源提供电力。然而，如先前所提及，系统2中或接近系统2的电池充电器18及其它源可将高频率噪声耦合到触摸屏装置4中。
[0018]如图1中进一步展示，实例触摸屏控制器10包含模拟电路20或模拟前端，其包含行驱动器电路22及列感测电路24，其分别用于与触摸屏装置4的行及列互相连接。列感测电路24可包含模拟多路复用，可通过模拟多路复用通过模拟信号链提供多个感测到的列线以用于最终转换成数字值或样本。在所说明的实例中，列感测电路24将模拟信号输出提供到模拟滤波器26(例如，在一个实例中，具有约250KHZ的截止频率的抗混叠低通滤波器)，将其输出提供到可调整的感测放大器电路28。将放大器输出提供为到模/数转换器(ADC)30的输入，模/数转换器(ADC)30以取样频率34(Fs)进行操作以根据由感测电路24所接收到的所取样的输入信号提供数字样本32。由面板扫描控制器46控制行驱动器24及列感测电路24的操作以实施面板扫描，从而以面板扫描频率48(Fp)循序地获得一系列数字样本集合32，其中个别数字样本集合对应于触摸屏4上的多个位置。
[0019]数字处理电路36从模/数转换器30接收数字样本32，数字处理电路36可为任何适合的可编程处理器、逻辑电路等等。处理电路36经编程或另外经配置以实施扫描控制器46的面板扫描控制功能以操作行驱动器22及列感测电路24，以及执行用于使触摸屏4与主机处理器12介接的其它功能，通过其将到触摸屏装置4的用户输入中继到主机12。在某些实施例中，此外，模拟电路20的一或多个操作参数可为可编程的，例如，模拟滤波器电路26中的一或多个低通滤波器的配置、感测放大器28可编程的增益及/或偏移及模/数控制器30的取样频率34。在某些实施例中，控制器10可在主机处理器12的控制下以各种不同模式(例如，闲置或睡眠模式、面板扫描模式及用于低电力触摸感测以评估选择性的转变到面板扫描模式的触摸屏列的自电容的改变)进行操作。数字处理电路36进一步实施具有从DC到截止频率Fe的通带的数字低通滤波器38，其对来自模/数转换器30的数字样本32进行滤波且提供经滤波的数字样本40以用于检测触摸屏4的一或多个部分的用户致动。将经滤波的数字样本40提供到节点、面板及I/O处理组件42，I/O处理组件42经由与主机处理器12的适当连接44实施I2C或其它适合形式的通信。
[0020]此外，根据实例实施例的一或多个方面，数字处理电路36包含噪声跟踪器50及噪声整形器58，噪声整形器58经配置以检测高频率噪声是否被混叠到数字低通滤波器38的通带中且选择性地调整模/数转换器30的取样频率Fs 34及面板扫描电路46的面板扫描频率Fp 48中的一者或两者。面板扫描是指对触摸屏装置4的多个节点或空间感测位置6的取样，且面板扫描频率48为面板扫描之间的时间的倒数。如先前所提及，所说明的模拟电路20提供列感测电路24的模拟多路复用或其它适合的配置，以便结合单个模/数转换器30利用单个模拟信号链，且因此，面板扫描电路46操作以经由连接件8a中的路驱动器电路22选择性地激发或驱动个别行及经由列感测电路24及连接件Sb感测触摸屏列的特定者，其中可由任何适合的扫描算法检测触摸屏4上的特定空间位置的用户致动来完成扫描。
[0021]在所说明的实施例中，噪声跟踪器50提供噪声旗标52，其可为任何适合的信号或值以便致使噪声整形器58选择性地调整频率34、48中的一者或两者以有助于减小所检测到的高频率噪声到数字低通滤波器38的通带中的混叠。就此而言，噪声跟踪器50的某些实施例基于来自模/数转换器30的原始数字样本32及来自数字低通滤波器38的经滤波的数字样本40计算各种统计54(在图1中的LPF之前的第一组统计54b及LPF之后的第二组统计54a)。如果所计算出的统计54指示存在被混叠到数字低通滤波器38的通带中的噪声，那么噪声跟踪器50将噪声旗标52选择性地提供到噪声整形器58。以此方式，控制器10选择性地响应于特定情况，其中尽管来自充电器18或其它高频率噪声源的噪声处于由数字低通滤波器38的截止频率Fe所界定的通带外，然而通过以频率Fp的面板扫描的操作及以模/数转换器30的取样频率Fs的更高速率取样的操作噪声被混叠到通带中。就此而言，取样频率Fs通常比面板扫描频率Fp高得多，且频率Fs及Fp显著地高于数字低通滤波器38的截止频率Fe，其中Fe通常被设定为仅传递约1Hz或更小的典型的触摸信号频率范围中的低频率，其中单个模/数转换器30以高达大约4MHz的取样频率进行操作以用于以约50到400Hz的面板扫描频率Fp对触摸屏4的60个节点6进行取样。在实践中，充电器18可将从50Hz到数百kHz变化的噪声耦合到触摸屏装置4中，且廉价的充电器18可耦合1V的峰值到峰值或更大的高频率电压。
[0022]在缺少应对策略(例如，实例实施例的智能噪声跟踪及整形)的情况下，通常混叠被引入到节点数据中，此归因于触摸屏控制器的多速率取样性质。此外，混叠仅在存在噪声的情况下成为关注点，其中如果噪声被混叠到与触摸信号相同的频谱带中，那么抑制触摸检测。举例来说，由模拟电路20中的抗混叠滤波器26将输入信号频带限制于最大频率Fmax，而经由转换器30以速率Fs获得样本，其中Fs通常比根据Shannon-Nyqui st取样理论引起混叠的Fmax高得多。此外，第二取样归因于面板扫描而发生，其中可以时间多路复用方式对每一节点进行取样，其中面板扫描频率或速率Fp通常比转换器取样频率Fs低得多。在此案例中，[0，Fs/2]范围内的信号将被混叠到[0，Fp/2]范围，且有可能混叠所述数据两次，首先混叠到[O，Fs/2 ]范围，且再次混叠到[O，Fp/2 ]频率范围内。
[0023]可运用噪声跟踪器50及噪声整形器58解决此类多个混叠情况以及其中混叠仅发生一次(仅归因于取样或仅归因于面板扫描)的案例。实例噪声跟踪器50计算对应于来自转换器30的数字样本32的第一组统计54b(低通滤波器38之前)，以及对应于低通滤波器38之后的经滤波的数字样本40的第二组统计54a。如果统计54指示存在被混叠到低通滤波器38的通带中的噪声，那么噪声跟踪器50激活噪声旗标52以致使噪声整形器58调整转换器取样频率34(Fs)及/或由面板扫描控制组件46所使用的面板扫描频率48(Fp)中的一者或两者以提供噪声整形。
[0024]还参看图2，说明用于减轻触摸屏控制器中的高频率噪声混叠的过程或方法60，可经由控制器10中的噪声跟踪器50及噪声整形器58实施过程或方法60。尽管以一系列动作或事件的形式说明及描述实例方法60，但实例实施例不受除如本文中明确陈述的所说明的此类动作或事件的次序的限制。就此而言，除如下文明确提供的，一些动作或事件可以不同次序发生及/或与除本文中所说明及描述的那些动作或事件外的其它动作或事件同时发生，且可能并非需要所说明的所有步骤以实施根据实例实施例的过程或方法。可将所说明的方法实施于硬件、处理器执行的软件、处理器执行的固件、FPGA、逻辑电路等等或其组合中，举例来说，可将所述方法实施于控制器10的数字处理电路36中以便提供本文中所描述的噪声整形功能性。
[0025]在图2中的62处，控制器10使用初始面板扫描频率48及取样频率34(Fp及Fs)分别执行面板扫描及取样，其中节点、面板及I/O处理电路42使用所收集到的经滤波的样本40识别触摸屏4的任何可察觉的用户触摸。可使用任何适合的处理算法以检测一或多个用户触摸，且控制器10经由通信连接件44向主机处理器12报告任何识别的触摸输入。在一个可能实施方案中，处理电路42接收样本值40，且可通过减去校准数据及使用线性逼近识别差值处理的一或多个峰值(例如，最高四个峰值)执行调整，以针对触摸产生X及Y坐标，其中将Z值报告为用于在触摸屏4上插入XY位置(节点位置6)的峰值的量值。
[0026]在图2中的64处，针对当前面板扫描操作，噪声跟踪器50(图1)获得数字低通滤波器38之前的节点电容样本32及数字低通滤波器38之后的节点电容样本40，且在66处，计算数字低通滤波器之前及之后所显示的节点电容统计54，其中在各种实施方案中，所计算出的统计可为时间或空间的。在所说明的实施例中，跟踪器50计算数字低通滤波器38前(之前)的数据样本32的第一组统计54b，且计算数字低通滤波器38后(之后)的数据样本40的第二组统计54a。在一个非限制性实例中，噪声跟踪器50以时间方式计算统计作为用于低通滤波之前及之后的多个面板扫描的触摸屏4的个别节点6的标准偏差值，且66处的计算为通过整数个扫描(例如，500)所计算出的统计的更新。其它实施例为可能的，其中在66处计算不同形式及类型的统计，例如平均值。在所说明的实施例中，此外，噪声跟踪器50存储及维持一或多个阈值56，且确定第一组统计54b中的元素是否个别地超过第一阈值56b，且还确定第二组统计54a中的元素是否超过第二阈值56a。在各种实施例中，阈值56b及56a可为相同值，且可由控制器10自动及/或在主机处理器12的控制下对阈值进行调整。
[0027]在图2中的68处，噪声跟踪器50比较显示器节点电容统计值54b(低通滤波之前)及54a(低通滤波之后)与对应的阈值56b及56a，且在70处针对给定触摸屏节点确定第一组统计54b的对应值是否超过第一阈值56b及第二组统计54a的对应值是否超过第二阈值56a。如果所述对应值未超过所述阈值(70处的否)，那么噪声跟踪器50断开噪声旗标52(如果先前为接通)，且过程60返回以在64处如上文所描述般获得另外样本。
[0028]还参看图3，曲线图80及82说明触摸屏4的60个经编号的节点6中的每一者的实例节点电容标准偏差统计值54b及54a(从O到100%的预定范围)，连同以虚线所展示的对应阈值56b及56a，其中经编号的节点6被分组到对应于六列实例触摸屏4(图3中的⑶L1、C0L2、C0L3、C0L4、C0L5及C0L6)的六组节点。在图3中所展示的情况中，所有节点的标准偏差值54b全部都正好低于对应的前低通滤波的阈值56b，且在低于对应第二阈值56a的后滤波标准偏差值54a中展示类似情况。在此情况中，用户并未触摸触摸屏4，且噪声跟踪器50并未推断在数字低通滤波器38的通带中存在混叠的噪声。
[0029]参看图2及4，噪声跟踪器50再次在图2中的64处获得数字低通滤波器38之前及之后的节点电容样本，在66处计算或更新标准偏差统计54，及在68处比较数字低通滤波之前及之后的统计与对应的阈值56。图4中的曲线图84及86说明不同的统计情况，其中用户正致动触摸屏4，且噪声(例如，来自图1中的充电器18)被混叠到低通滤波器38的通带中(还参见下文图7中的曲线图96)。如图4的曲线图84中所展示，针对来自转换器30的前滤波样本32，第三触摸屏列(C0L 3)的节点20到30的标准偏差值54b超过第一阈值56b。此外，在曲线图86中，节点20到30的后滤波统计值54a超过第二阈值56a。在此案例中，噪声跟踪器50确定(图2中的70处的是)在数字低通滤波器38之前及之后都已达到或超过阈值噪声电平，且因此断定高频率噪声被混叠到数字低通滤波器38的通带中。在图2的74处，由噪声跟踪器50关于是否已尝试预定的最大数目个调整而做出确定。当事实并非如此(74处的否)时，在图2中的78处，噪声跟踪器断言噪声旗标52，且噪声整形器58调整模/数转换器30的取样频率34(Fs)及/或由面板扫描控制器46所使用的面板扫描频率48(Fp)中的一者或两者。
[0030]还参看图5，接着，过程60在64到70处重复，如上文所描述，其中噪声跟踪器50再次使用更新的取样频率34及/或面板扫描频率48确定是否在低通滤波器38之前及之后都达到阈值噪声电平。图5展示曲线图88及90，其中数字低通滤波之前的标准偏差值54b处于与图4中大致相同的电平，但由噪声整形器58对取样频率及/或面板扫描频率进行的调整已减小触摸节点20到30的后滤波标准偏差值54a。如曲线图90中所展示，举例来说，这些值仍超过第二阈值56a，但与图4的曲线图86中所展示的那些值相比，第二阈值56a显著地减小。此时，因为在数字低通滤波之间及之后都仍将达到阈值噪声量(图2中的70处的是)，所以在74处噪声跟踪器再次确定在74处是否已尝试最大数目个调整，且如果未尝试最大数目个调整(74处的否)，那么再次断言噪声旗标52以致使噪声整形器58调整频率34及/或48中的一者或两者。此处理可重复数次直到经混叠的噪声充分地移出低通滤波器的通带或在不成功的情况下已尝试经调整的取样频率及/或面板扫描频率的预定数目的值(图2中的74处的是)，在此案例中，在图2中的76处，控制器10将噪声旗标发送到主机处理器12。
[0031 ]还参看曲线图92及94及图6，在所说明的实例中，对取样频率34及面板扫描频率48中的一者或两者的进一步调整导致后滤波标准偏差值54a减小到低于第二阈值56a，如曲线图94中所展示。因此，在70处，噪声跟踪器确定来自充电器18的高频率噪声线已成功地在低通滤波器38的通带外被整形(70处且图2的否)，且因此在72处断开噪声旗标52。以此方式，噪声跟踪器50及噪声整形器58的操作已成功地调整系统的混叠，使得数/模转换器30及面板扫描控制器46的经调整操作可在存在噪声的情况下在电池充电器18的操作期间更好地识别触摸屏4的实际的用户触摸。如图2中所展示，此外，控制器10继续以此操作模式，从而按需经由噪声跟踪器50及噪声整形器58做出选择性的调整以自动地适应系统2中的变化的噪声条件。
[0032]噪声整形器58可对转换器30及面板扫描控制器46的操作频率34及48中的一者或两者实施任何适合形式的调整。在一个非限制性实例中，噪声整形器58致使面板扫描控制器46按基于Fp及Fs所计算出的某一量(Δ Fp)调整面板扫描频率48。替代地或以组合，噪声整形器58可将某一变化量(例如，AFs)发送到转换器30，且可基于一或多个操作参数、统计54或其它变量计算所述变化量。在另一可能实施方案中，使用频率34及/或48中的一者或两者的整数个预定值配置噪声整形器58，且响应于由噪声跟踪器50所作出的噪声旗标52的断言选择性地作出调整(图2中的78处)，且一旦在不成功的情况下已尝试一定数目的值(或一组频率值34与一组多个频率值48的组合)，那么控制器10可停止选择性的噪声整形且采取一或多个报告及/或补救动作，例如在76处将噪声旗标发送到主机处理器12。主机12又可采取一或多个动作，例如通知用户停止电池充电器18等等。
[0033]在某些实施例中，此外，如果在无需改变阈值比较结果的情况下已尝试取样频率34及面板扫描频率48中的一者或两者的预定数目的值，那么控制器10选择性地调整(例如，增大或减小)阈值56b及/或56a中一者或两者作为选择性噪声整形的部分，以便进一步尝试找出从数字低通滤波器38的通带成功地移动高频率混叠噪声的所有或至少部分的组合。此夕卜，针对不同的阈值56，如果在无需改变阈值比较结果的情况下已尝试预定数目的频率值34、48，那么噪声跟踪器50可停止致使噪声整形器58调整频率34、48中的一者或两者。
[0034]还参看图7，曲线图96说明初始地混叠于数字低通滤波器38的通带98内的高频率充电器噪声97的频谱。如上文所提及，噪声跟踪器50执行统计分析及阈值比较以检测噪声97是否被混叠于滤波器38的通带98内，且如果噪声被混叠于滤波器38的通带98内，那么致使噪声整形器58调整频率34、48中的一者或两者以修改系统混叠。图7中的曲线图99说明由噪声整形器58作出的随后噪声移位，其导致经混叠的充电器噪声97在低通滤波器的通带98外移动或移位。
[0035]如先前所提及，在各种实施例中，噪声跟踪器50可替代地计算及运用对噪声跟踪的空间统计54。在一个可能实例中，噪声跟踪器50计算一或多个平均值、标准偏差值或对应于用于单个面板扫描的多个触摸屏节点6的其它适合的统计值54，其中针对数字值32及40分别计算低通滤波器38之前及之后的第一及第二组统计54b及54a。举例来说，噪声跟踪器50可针对单个面板扫描操作中的触摸屏4的所有节点6基于来自模/数转换器30的前滤波样本32计算单个统计值54b，且可针对相同面板扫描操作中的所有触摸屏节点6基于后滤波样本40类似地计算单个统计值54a。在此案例中，噪声跟踪器50比较第一值54b及第一阈值56b、比较第二统计值54a与第二阈值56a，且如果统计值54两者都超过其对应阈值56，那么选择性地致使噪声整形器58调整频率34、48中的一者或两者。
[0036]在所描述的实施例中，修改为可能的，且在权利要求书的范围内其它实施例为可能的。
【主权项】
1.一种用于使触摸屏与主机系统介接的控制器，所述控制器包括: 驱动器电路，其可以扫描模式进行操作以将一或多个激发信号选择性地提供到所连接的触摸屏； 感测电路，其可以所述扫描模式进行操作以从所述所连接的触摸屏接收多个输入信号； 模/数转换器，其以取样频率进行操作以根据由所述感测电路所接收到的所取样的输入信号提供数字样本； 数字低通滤波器，其具有由截止频率界定的通带且可操作以对所述数字样本进行滤波并提供经滤波的数字样本以用于检测所述触摸屏的一或多个部分的用户致动； 面板扫描控制器，其经配置以控制所述驱动器电路及所述感测电路的操作以实施面板扫描以循序地以面板扫描频率获得一系列数字样本集合，数字样本的个别集合对应于所述触摸屏的多个位置； 噪声跟踪器，其经配置以计算对应于来自所述模/数转换器的所述数字样本的第一组统计及对应于来自所述数字低通滤波器的所述经滤波的数字样本的第二组统计;及 噪声整形器，其经配置以在所述第一及第二组统计指示存在被混叠到所述数字低通滤波器的所述通带中的噪声的情况下，选择性地调整所述模/数转换器的所述取样频率及所述面板扫描控制器的所述面板扫描频率中的至少一者。2.根据权利要求1所述的控制器，其中所述噪声跟踪器经配置以: 针对用于多个面板扫描的所述触摸屏的个别节点，计算所述第一及第二组统计的值； 比较所述第一组统计的值与第一阈值； 比较所述第二组统计的值与第二阈值;及 针对所述触摸屏的所述个别节点中的给定一者，在所述第一组统计的所述对应值大于所述第一阈值且所述第二组统计的所述对应值大于所述第二阈值的情况下，致使所述噪声整形器选择性地调整所述取样频率及所述面板扫描频率中的所述至少一者。3.根据权利要求2所述的控制器，其中所述噪声跟踪器经配置以: 针对用于所述多个面板扫描的所述触摸屏的个别节点，计算所述第一及第二组统计作为节点值的标准偏差值； 比较所述第一组统计的标准偏差值与第一阈值； 比较所述第二组统计的标准偏差值与第二阈值;及 针对所述触摸屏的所述个别节点中的给定一者，在所述第一组统计的所述对应标准偏差值大于所述第一阈值且所述第二组统计的所述对应标准偏差值大于所述第二阈值的情况下，致使所述噪声整形器选择性地调整所述取样频率及所述面板扫描频率中的所述至少一者O4.根据权利要求2所述的控制器，其中所述第一及第二阈值相同。5.根据权利要求4所述的控制器，其中所述噪声跟踪器经配置以: 重复所述第一及第二组统计的所述计算及所述第一及第二组统计与所述第一及第二阈值的所述相应比较； 基于所述阈值比较选择性地重复致使所述噪声整形器调整所述取样频率及所述面板扫描频率中的所述至少一者;及 在不改变所述阈值比较的结果已尝试所述取样频率及所述面板扫描频率中的所述至少一者的预定数目的值的情况下，停止致使所述噪声整形器调整所述取样频率及所述面板扫描频率中的所述至少一者。6.根据权利要求5所述的控制器，其中所述噪声跟踪器经配置以: 在不改变所述阈值比较的所述结果已尝试所述取样频率及所述面板扫描频率中的所述至少一者的预定数目的值的情况下，选择性地调整所述第一及第二阈值;及 针对不同的第一及第二阈值，在改变所述阈值比较的所述结果已尝试所述取样频率及所述面板扫描频率中的所述至少一者的预定数目的值的情况下，停止致使所述噪声整形器调整所述取样频率及所述面板扫描频率中的所述至少一者。7.根据权利要求2所述的控制器，其中所述第一及第二阈值为可个别地调整的。8.根据权利要求2所述的控制器，其中所述噪声跟踪器经配置以: 重复所述第一及第二组统计的所述计算及所述第一及第二组统计与所述第一及第二阈值的所述相应比较； 基于所述阈值比较选择性地重复致使所述噪声整形器调整所述取样频率及所述面板扫描频率中的所述至少一者;及 在不改变所述阈值比较的结果已尝试所述取样频率及所述面板扫描频率中的所述至少一者的预定数目的值的情况下，停止致使所述噪声整形器调整所述取样频率及所述面板扫描频率中的所述至少一者。9.根据权利要求8所述的控制器，其中所述控制器经配置以通知所述主机系统:是否在不改变所述阈值比较的所述结果的情况下已尝试所述取样频率及所述面板扫描频率中的所述至少一者的所述预定数目的值。10.根据权利要求2所述的控制器，其中所述噪声跟踪器经配置以:针对所述触摸屏的所述个别节点中的给定一者，在所述第一组统计的所述对应值大于所述第一阈值且所述第二组统计的所述对应值大于所述第二阈值的情况下，致使所述噪声整形器选择性地调整所述模/数转换器的所述取样频率。11.根据权利要求2所述的控制器，其中所述噪声跟踪器经配置以:针对所述触摸屏的所述个别节点中的给定一者，在所述第一组统计的所述对应值大于所述第一阈值且所述第二组统计的所述对应值大于所述第二阈值的情况下，致使所述噪声整形器选择性地调整所述面板扫描控制器的所述面板扫描频率。12.根据权利要求1所述的控制器，其中所述噪声跟踪器经配置以重复所述第一及第二组统计的所述计算，且其中所述噪声整形器经配置以:在不改变被混叠到所述数字低通滤波器的所述通带中的噪声的存在的所述统计的所述指示已尝试所述取样频率及所述面板扫描频率中的所述至少一者的预定数目的值的情况下，停止调整所述取样频率及所述面板扫描频率中的所述至少一者。13.根据权利要求12所述的控制器，其中所述控制器经配置以通知所述主机系统:是否在不改变所述阈值比较的所述结果已尝试所述取样频率及所述面板扫描频率中的所述至少一者的所述预定数目的值。14.根据权利要求1所述的控制器，其中所述噪声跟踪器经配置以:针对用于所述多个面板扫描的所述触摸屏的个别节点，计算所述第一及第二组统计作为节点值的标准偏差值，且其中所述噪声整形器经配置以:在所述第一及第二组统计指示存在被混叠到所述数字低通滤波器的所述通带中的噪声的情况下，选择性地调整所述取样频率及所述面板扫描频率中的所述至少一者。15.根据权利要求1所述的控制器，其中所述噪声跟踪器经配置以:在所述第一及第二组统计指示存在被混叠到所述数字低通滤波器的所述通带中的噪声的情况下，致使所述噪声整形器选择性地调整所述模/数转换器的所述取样频率。16.根据权利要求1所述的控制器，其中所述噪声跟踪器经配置以:在所述第一及第二组统计指示存在被混叠到所述数字低通滤波器的所述通带中的噪声的情况下，致使所述噪声整形器选择性地调整所述面板扫描控制器的所述面板扫描频率。17.根据权利要求1所述的控制器，其中所述噪声跟踪器经配置以: 针对单个面板扫描，计算对应于所述触摸屏的多个节点的所述第一组统计的第一空间统计； 针对所述单个面板扫描，计算对应于所述触摸屏的所述多个所述节点的所述第二组统计的第二空间统计； 比较所述第一空间统计与第一阈值； 比较第二空间统计与第二阈值;及 针对所述触摸屏的给定面板扫描，在所述第一空间统计大于所述第一阈值且所述第二空间统计大于所述第二阈值的情况下，致使所述噪声整形器选择性地调整所述取样频率及所述面板扫描频率中的所述至少一者。18.—种触摸屏控制器，其包括: 模拟电路，其可操作以将激发信号提供到所连接的触摸屏及从所述所连接的触摸屏接收输入信号； 模/数转换器，其对由所述模拟电路所接收到的输入信号进行取样； 数字低通滤波器，其对来自所述模/数转换器的数字样本进行滤波； 数字处理电路，其包括用于检测高频率噪声是否被混叠到所述数字低通滤波器的通带中的构件，及用于选择性地调整所述模/数转换器的取样频率及所述触摸屏控制器的面板扫描频率中的一者或两者以有助于减小所检测到的所述高频率噪声到所述数字低通滤波器的所述通带中的混叠的构件。19.一种减轻触摸屏控制器中的高频率噪声的混叠的方法，所述方法包括: 使用以取样频率进行操作的模/数转换器以面板扫描频率循序地从所连接的触摸屏获得输入信号的一系列数字样本集合； 使用具有由截止频率所界定的通带的数字低通滤波器对所述数字样本进行滤波； 计算对应于来自所述模/数转换器的所述数字样本的第一组统计； 计算对应于来自所述低通滤波器的所述经滤波的数字样本的第二组统计;及在所述第一及第二组统计指示存在被混叠到所述数字低通滤波器的所述通带中的噪声的情况下，选择性地调整所述取样频率及/或所述面板扫描频率。20.根据权利要求19所述的方法，其包括: 比较所述第一组统计与第一阈值； 比较所述第二组统计与第二阈值;及 针对所述触摸屏的个别节点中的给定一者，在所述第一组统计的对应值大于所述第一阈值且所述第二组统计的对应值大于所述第二阈值的情况下，选择性地调整所述取样频率及/或所述面板扫描频率。
【文档编号】G06F11/00GK105980960SQ201580008140
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年2月16日
【发明人】巴布·维克雷姆辛格·高里森克尔, 兰加·塞舒·帕拉迪固, 杰丽·李·多润博斯
【申请人】德州仪器公司