弛张振荡器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明有关于一种弛张振荡器，特别是有关于一种用于触控面板中的弛张振荡器。
【背景技术】
[0002]振荡器(oscillator) —般是用来产生具有周期性的模拟信号的电子电路。一般来说，振荡器主要分成两种，一种是谐波振荡器(harmonic oscillator),其是依靠电路的自激振荡而产生正弦波输出电压的电路；另外一种是弛张振荡器(relaxat1noscillator)。弛张振荡器用来产生非正弦波的输出电压，例如方波、锯齿波或三角波的输出电压，其内含有如晶体管之类的非线性组件，以便将储存于电容或电感中的能量周期性地释放出来，使得输出信号波形瞬间改变。另一方面，由于智能型手机与平板式计算机的兴起，触控面板(touch panel)也逐渐被广泛应用作为用户输入信号至主机的接口。现今一般的触控面板通常会采用弛张振荡器的技术，来感测使用者在触控面板上的触控点之上的电容所产生的电压的频率变化，提供予后级的处理器进行分析。
[0003]近年来，已经有许多弛张振荡器的技术研究报告被发表。这些技术研究结果的出版物包含，例如，库兹(Kutz et al.)的美国专利US7375535,史耐德(Snyder et al.)的美国专利US7307485，塞裘恩(Seguine)的美国专利US8159462，以及秦(Qin et al.)的美国专利US8058937。然而，上述这些参考文献所提出的弛张振荡器的电路结构，在输出节点上都会设置一个场效应晶体管开关(field-effect transistor switch, FET switch),其信号输入端及信号输出端分别连接于用来对电容充电/放电的电流源、以及用来产生周期性的振荡信号的电容之间。因此，前述的参考文献所揭露的弛张振荡器都会产生时脉馈入(clock feedthrough)的问题,造成场效应晶体管开关的输出信号的电压偏移(offset),进而影响振荡器的操作准确度。
[0004]另外，陈(Chen)在美国专利US8373502中揭露一种弛张振荡器。这篇参考文献中的弛张振荡器由一个运算转导放大器(operat1nal transconductance amplifier)和一个运算放大器(operat1nal amplifier)所组成,并且包含了六个开关来切换输入到运算转导放大器的一对输入端和运算放大器的非反相输入端的一对参考电压。在这篇参考文献中，运算转导放大器的输出电流信号对一电容进行充电/放电操作，以产生周期性振荡信号，并且其输出电流信号在电容上所形成的电压信号，会输入到运算放大器的反相输入端。运算放大器的一对输出频率信号彼此互补且传送到六个开关的控制端，以控制他们的开关操作。虽然这篇参考文献并未将开关连接于用来充电/放电的电流源与用来产生周期性的振荡信号的电容之间，而可以避免时脉馈入的问题。然而，这篇参考文献所揭露的弛张振荡器需要多达六个晶体管开关来选择欲输入的参考电压，而会占用许多电路板面积以及增加成本,并且会增加电路中的噪声。
[0005]针对上述问题，本发明提出一种弛张振荡器，其可以在采用最少开关组件的电路设计下，解决时脉馈入所引起的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的主要目的在于提供一种弛张振荡器，其中弛张振荡器的输出节点上并没有设置任何开关，且能够彻底解决时脉馈入(clock feedthrough)的问题。
[0007]本发明的次要目的在于提供一种弛张振荡器，其可以使用最少数目的开关组件来完成，进而减少电路板的使用面积与减少成本，以及降低电路中的噪声。
[0008]本发明提供一种弛张振荡器。该弛张振荡器包括:一第一放大器，具有用以接收一输出电压信号的一第一输入端、用以接收一参考电压信号的一第二输入端、以及一输出端，该第一放大器用以比较该输出电压信号及该参考电压信号，并且响应比较的结果输出一控制信号；一第二放大器，具有用以接收该输出电压信号的一第一输入端、连接至该第一放大器的输出端以接收该控制信号的一第二输入端、以及连接至该第一放大器的第一输入端以及该第二放大器的第一输入端的一输出端，该第二放大器用以比较该控制信号及该输出电压信号，并且响应比较的结果输出该输出电压信号。该输出电压信号为一具有非正弦波波形的周期性振荡信号。
[0009]本发明所述的弛张振荡器还包括:一开关组合，连接于该第一放大器的第二输入端，用以经由该控制信号的驱动选择性地连接一第一参考电压或一第二参考电压至该第一放大器的第二输入端，以作为该参考电压信号。
[0010]本发明所述的弛张振荡器，该第一参考电压与该第二参考电压具有不同的电平。
[0011]本发明所述的弛张振荡器，还包括:一感测电容，连接于该第二放大器的输出端以及一接地端之间，用以经由该第二放大器的输出端所驱动而进行充电与放电操作，借此产生该输出电压信号。
[0012]本发明所述的弛张振荡器，该第一放大器的第一输入端为一非反相输入端，并且该第一放大器的第二输入端为一反相输入端；以及该第二放大器的第一输入端为一非反相输入端，并且该第二放大器的第二输入端为一反相输入端。
[0013]本发明所述的弛张振荡器，该第一放大器由一运算放大器所组成，并且该第二放大器由一运算放大器所组成。
[0014]本发明所述的弛张振荡器，该第一放大器由一运算转导放大器所组成，并且该第二放大器由一运算放大器所组成。
[0015]本发明所述的弛张振荡器，该第一放大器由一运算放大器所组成，并且该第二放大器由一运算转导放大器所组成。
[0016]本发明所述的弛张振荡器，该第一放大器由一运算转导放大器所组成，并且该第二放大器由一运算转导放大器所组成。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的弛张振荡器的主要电路结构图。
[0018]图2A为根据本发明的第一实施例的弛张振荡器的电路结构图。
[0019]图2B为根据本发明的第二实施例的弛张振荡器的电路结构图。
[0020]图2C为根据本发明的第三实施例的弛张振荡器的电路结构图。
[0021]图2D为根据本发明的第四实施例的弛张振荡器的电路结构图。
[0022]图3A显示图1所示的本发明的弛张振荡器的主要电路结构在第一操作模式下运作的电路连接架构。
[0023]图3B显示图1所示的本发明的弛张振荡器的主要电路结构在第二操作模式下运作的电路连接架构。
[0024]图4A为根据本发明的第一实施例及第二实施例的弛张振荡器的主要电路节点上的电压波形。
[0025]图4B为根据本发明的第三实施例及第四实施例的弛张振荡器的主要电路节点上的电压波形。
【具体实施方式】
[0026]下文为介绍本发明的最佳实施例。各实施例用以说明本发明的原理，但非用以限制本发明。本发明的范围当以前附的权利要求为准。
[0027]图1为本发明的弛张振荡器的主要电路结构图。本发明的弛张振荡器可适用于触控面板中，但不限于此类应用。请参照图1，本发明的弛张振荡器包含一第一放大器AMP1、一第二放大器AMP2、一开关组合SI以及一感测电容CF。第一放大器AMPl具有一反相输入端、一非反相输入端及一输出端，其中第一放大器AMPl的输出端连接至第二放大器AMP2的一反相输入端，且