[发明专利]同时积分多个差动信号的电路、感测电路及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种感测电路模块，特别是涉及一种多阶的感测电路模块。

背景技术

取样保持电路常常用于检测信号，特别是微弱电流的电信号。这些电信号由于太过微弱，因此需要一段时间的积分(integrate)，才能累积达到一定量。也正由于这些想要检测的电信号特别微弱，因此很容易受到外界的电磁干扰，因而淹没了原本想要检测的电信号。

在现代的消费性电子产品当中，大量使用到触控面板作为友善易用的人机接口。在触控面板的技术当中，有一些正是使用检测微小弱电流的技术。在这些触控面板的处理芯片当中，就必须使用取样保持电路对弱电流加以积分与检测。在本申请当中，使用触控面板作为方便的范例说明。但本领域的普通技术人员可以理解到，微弱电流的检测技术不是仅能应用于触控面板的处理芯片。比方说在许多检测微小粒子的感应器、光感应器等等，都需要本申请所提到的元器件。

上面已经提到，现有习知的触控面板的取样保持电路可能会因为瞬间噪声太大而过饱和，这瞬间噪声可能是来自电源、传导物质的触碰或接近面板的人体等等，因而造成取样保持电路所取样保持的数值与触控面板感测器的感测值有所差距。换句话说，取样保持电路必须舍弃此次所取样保持的数值，然后重新对触控面板感测器的感测值再进行一次取样保持操作，如此，不仅增加取样保持电路的动作时间，并且再一次的取样保持操作亦有可能无法量测得到原本触控面板感测器的感测值(例如：假设取样保持电路在前一次已经取样量测得到触控面板感测器的40%感测值，但是因为瞬间噪声导致过饱和而舍弃，则取样保持电路在此次的取样量测就仅能得到触控面板感测器剩余的60%感测值)。

再者，现有习知的触控面板的取样保持电路一般仅于正频率或负频率周期动作，因此浪费了50%的频率周期。或者，有些取样保持电路会利用反相器使得其等可以动作于正频率与负频率周期(例如：负频率经由反相器转变成正频率后，则正频率周期动作的取样保持电路就可动作于原本的负频率周期)，然而反相器的传递时间延迟在高速取样保持电路中将会造成频率重叠问题(例如：假设负频率经反相器转变成为正频率后产生5%的传递时间延迟，则此正频率波形末端5%的脉冲波时间将与下一正频率波形前端5%的脉冲波时间重叠)，这种频率重叠问题在高频取样保持电路或传递时间延迟较大的反相器中将会更加明显及严重，进而使得取样保持电路动作失序。或者是，有些取样保持电路则是利用反相器将正频率周期所取样保持的结果直接进行相位转换后再加以利用，但问题依旧是反相器的控制频率与传递时间延迟仍然是个需要被解决的问题。

一般说来，上述的取样保持电路接收了感测器所感应的电信号之后，为了要对感测到的信号做进一步的处理，都需要在取样保持电路后方加上模拟数字转换器。经过模拟数字转换器之后，感测器所感应的数值才能被中央处理器或是数字信号处理器做进一步的处理。

在传统的模拟数字转换器当中，连续近似模拟数字转换器(SAR-ADC)是常用的一种。在连续近似模拟数字转换器的设计当中，可以使用电容元件的数组，形成一个二元树的结构。通过比较器与控制逻辑电路，连续近似模拟数字转换器可以输出2的n次位的输出值。前面已知，普通的取样保持电路同样地需要使用到电容元件，用于对输入信号进行积分。

由于电容元件必须占用相当的芯片面积，如果能够共享取样保持电路与后面接续的连续近似模拟转换器当中的电容，那么就可以节省下许多面积，进而减少芯片的制作成本。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服上述技术缺陷，而提供一种同时积分多个差动信号的电路，所要解决的技术问题是消除现有技术中的取样保持电路因为瞬间噪声过大而导致过饱和的问题，以及一般仅于正频率或负频率周期动作、且使用反相器会造成延迟等问题。

发明的另一目的在于，提供一种感测电路模块。

本发明的再一目的在于，提供适用于上述感测电路模块的操作方法。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的同时积分多个差动信号的电路，其包括：连续排列的多个第一阶积分电路，每一个第一阶积分电路分别积分输入信号，以同时输出依据该输入信号积分而产生的第一阶正积分信号与相反于该第一阶正积分信号的第一阶负积分信号；以及连续排列的多个第二阶积分电路，每一个第二阶积分电路是积分所述的第一阶积分电路之一的该第一阶正积分信号与在前一个或在后一个的第一阶积分电路的该第一阶负积分信号的信号差，以输出第二阶积分信号。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。