CN203909739U

CN203909739U - 触敏设备

Info

Publication number: CN203909739U
Application number: CN201320646327.7U
Authority: CN
Inventors: 托马斯·J·雷贝斯基; 克雷格·A·科代罗; 威廉·J·法洛
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2023-10-18
Also published as: TW201435699A; CN104049789A; EP3112998A1; EP2972705A1; WO2014143186A1; KR20150130334A; EP2778868A1; KR20140112365A; CN105009049A; KR101579351B1; CN105009049B; JP2016510156A; TWI503727B; US8890841B2; TWI595401B; US20140267129A1; EP2778868B1; CN104049789B; JP6280198B2; TW201543326A

Abstract

本实用新型公开了一种触敏装置，其包括触摸表面电路，其有助于耦合电容响应于在触摸表面处发生的电容改变触摸的变化。该装置包括感测电路，其提供具有瞬变部分的信号，瞬变部分表征向着更高信号电平变换的正向变换和向着更低信号电平变换的反向变换。放大电路然后响应于时变输入参数而放大和处理该信号。放大电路相对于响应信号的瞬变部分之间的部分的增益来调节瞬变部分的增益，从而抑制例如奇次谐波和/或偶次谐波形式的RF干扰，以提供噪声滤除后的输出，以用于确定触摸表面上电容改变触摸的位置。

Description

触敏设备

技术领域

本公开主要涉及触敏装置，尤其是涉及依靠用户的手指或其它触摸工具与触摸装置之间的电容耦合的感应装置，其特别适用于能够检测同时施加于触摸装置的多个不同部分的多个触摸的装置。

背景技术

触敏装置可以实现为例如通过提供通常由用于用户友好的互动和参与的显示器中的视觉提示的显示输入，容许用户与电子系统进行交互并方便地进行显示。在一些情况下，显示输入是诸如机械按钮、按键和键盘之类的其它输入工具的补充。在其它情况下，显示单元用作减少或消除对机械按钮、按键、键盘和定点装置的需要的独立工具。例如，用户可以通过仅在由图标标识的位置处触摸显示触摸屏，或者通过结合另一用户输入来触摸显示图标，来执行复杂的指令序列。

存在若干种用于实现触敏装置的技术，其包括，例如，电阻式、红外式、电容式、表面声波式、电磁式、近场成像式等、以及这些技术的组合。已经发现，使用电容式触摸感测装置的触敏装置在很多应用中表现良好。在很多触敏装置中，当传感器中的导电物体与诸如用户的手指之类的导电触摸工具电容耦合时感测到输入。通常，只要两个导电部件彼此靠近而没有实际接触，在它们之间就会形成电容。在电容触敏装置的情况下，当诸如手指之类的物体靠近触摸感测表面时，在该物体和非常接近该物体的感测点之间形成微小电容。通过检测每个感测点处电容的变化以及记下感测点的位置，感测电路可以识别多个物体并确定物体在触摸表面上移动时的特性。

基于所述电容的变化，已使用不同的技术来测量触摸。一种技术测量对地电容，从而基于在触摸改变信号之前施加在电极上的信号的电容条件来了解该电极的状态。靠近该电极的触摸使信号电流从该电极经过诸如手指或处触摸笔之类的物体流至电接地。通过检测电极处以及触摸屏上各个其它点处的电容的变化，感测电路可以记下各点的位置，从而识别出屏幕上发生触摸的位置。同样，根据感测电路和相关处理的复杂性，可以针对如下的其它目的来评价触摸的各种特性：例如，确定触摸是否是多个触摸中的一个，以及触摸是否正在移动和/或是否满足某些类型的用户输入的预期特性。

另一已知技术通过将信号施加在信号驱动电极上来监测与触摸相关的电容变化，该信号驱动电极通过电场与信号接收电极电容耦合。顾名思义，在信号接收电极返回来自信号驱动电极的预期信号的同时，这两个电极之间的预期信号（电容电荷）耦合可以用来表示与这两个电极关联的位置的触摸相关的状态。一旦或响应于某位置处/附近实际的或感知的触摸，信号耦合的状态改变，该变化体现在电容耦合的减小。

针对这些以及其它相关的电容触摸感测技术，已使用各种方法来测量电极之间的互电容。根据应用，这些方法可以指定不同类型的信号和信号速度，通过这些信号，信号驱动电极将预期信号提供至信号接收电极，根据预期信号来感测电容电荷的变化。随着高速电子产品的增长趋势，很多这样的应用需要相对较高频率的信号来驱动信号驱动电极。不幸的是，高速电子产品及其产生的所述信号均会导致RF（射频）干扰。该RF干扰可能降低以及在一些应用中可能破坏感测电路和用于相关触摸显示器的相关处理的有效性。这些不利影响包括检测速度、精度的降低以及功耗的增大。

以上问题是对触敏显示器的有效设计以及用于定位和评价触摸的相关方法提出挑战的示例。

发明内容

本发明各个方面旨在克服上述以及与触敏显示器的有效设计相关的挑战，并涉及针对以上或在别处讨论的触摸显示器的类型，定位并评估触摸的方法。本公开以多个实施和应用进行了举例说明，其中一些总结如下。

根据一个实施例，本公开涉及一种触敏设备，包括触摸表面电路，其有助于耦合电容响应于在触摸表面处发生的电容改变触摸的改变。该设备包括感测电路，其提供具有瞬变部分的信号，所述瞬变部分表征向着更高信号电平变换的正向变换和向着更低信号电平变换的反向变换。放大电路然后用于响应于时变输入参数而放大和处理该信号。放大电路相对于响应信号的瞬变部分之间的部分的增益来调节瞬变部分的增益，从而抑制例如奇次谐波和/或偶次谐波形式的RF干扰，以提供噪声滤除后的输出以用于确定触摸表面上电容改变触摸的位置。

根据另一实施例，本公开涉及一种触敏设备，包括触摸表面装置、感测电路、和放大电路。触摸表面电路包括触摸表面和多个电极，其中所述多个电极中的每个均与耦合电容关联，所述耦合电容响应于所述触摸表面处的电容改变触摸而变化。感测电路被构造为针对所述多个电极生成多个响应信号，每个所述响应信号具有响应于在所述触摸表面处的耦合电容的幅度并且包括具有瞬变部分的微分信号表示，所述瞬变部分表征向着更高信号电平变换的正向变换和向着更低信号电平变换的反向变换。放大电路提供表征所述瞬变部分的时变参数，所述放大电路包括可变增益放大器，其响应于时变参数处理所述响应信号的所述微分信号表示以提供可变增益。对于先前讨论的实施例，相对于所述响应信号的所述瞬变部分之间的部分的增益来调节所述瞬变部分的增益，其中抑制了所述响应信号中的谐波，从而提供表征所关联的耦合电容的滤除噪声的输出，用于确定所述触摸表面上的触摸位置。

在更加具体的实施例中，对以上实施例实施了各种变形。例如，提供的可变增益可以增加所述瞬变部分的增益并减小所述响应信号的所述瞬变部分之间的部分的增益。作为另一变形，所述放大器可以实现为依次处理响应信号的多级。作为可变增益放大器，一个放大级可以实现为抑制响应信号中的奇次谐波（例如，包括3次和5次谐波），以滤除响应信号中的噪声干扰，作为所述可变增益放大器的处理的一部分，并且另一放大级可以实现为抑制响应信号中的谐波（例如，偶次谐波），也用于滤除RF噪声干扰。

本公开的其它方面涉及不一定限于基于电容的触摸输入响应信号的放大电路，其用于放大和处理有意调制的阻抗可变的信号。例如，可以有意地调制电路网格（例如，存储器阵列）中的一个或多个驱动电极，以对接收电极呈现期望的阻抗（例如，电容/电感），接收电极转而将（阻抗可变的）响应信号传送至感测电路。该电路网格被构造为使得通过异步（外部）信号或条件来改变沿着接收电极的位置处的阻抗。与上述电路类似，放大电路被实现为RF噪声滤除可变增益放大器，其中一个放大级被实现为抑制响应信号中的奇次谐波（例如，包括3次和5次谐波），另一放大级被实现为抑制响应信号中的谐波（例如，偶次谐波）。通过去除/抑制这些噪声（具体为这些谐波），可以监测放大电路的输出（例如，幅度、斜率、持续时间、有效发生的可能性、和/或有效（外部）信号或条件的近似）从而用于评估（外部）信号或条件。

本公开的又一其它方面涉及更加具体的实施示例，其包含可变增益放大器和诸如测量电路之类的其它方面，测量电路用于测量关联的耦合电容的特性并由此确定触摸表面上的触摸位置。例如，测量电路可以被构造并布置为测量各节点的各响应信号的幅度，从而确定多个时间上重叠的触摸（假设它们存在于触摸表面上）的位置。在更加具体的实施例中，测量单元包括多路复用器和模拟-数字转换器（ADC），后者将数字形式的信号提供至多路复用器，以选择性地使分别与接收电极关联的响应信号通过。

涉及可变增益放大器的更加具体的方面包括例如，作为可变增益放大器的部分的积分电路，其使用是时变参数来通过对用于采样所述响应信号的时钟率的倍数进行抽取来在瞬变部分处提供积分和转储滤波运算。可变增益放大器也可以被构造为包括第一积分级和第二噪声抑制级。第一级使用时变参数对响应信号的微分信号表示进行积分，以便在瞬变部分处进行抽取，以创建对RF信号的谐波的空值，第二级响应于第一级并且在功能上与第一级协作，其被构造为抑制谐波。

以下更加具体的讨论这些实施例和其它实施例的方法和其它的方面。

以上总结并非旨在描述本公开的每个所示的实施例或每个实施。

附图说明

考虑以下结合附图对本公开的各种实施例的详细描述，可以更加完整地理解本公开，根据本公开：

图1A是触摸装置的示意图；

图1B是另一触摸装置的示意图；

图2A是又一触摸装置的示意图，其示出了各电路模块被构造用于针对这样的特定实施例，其中，针对一个测量模块（电路），沿多条平行的信号路径来处理多个响应信号；

图2B是图2A的触摸装置的一部分的示意图，其示出了针对包含用于沿着多条平行信号路径中的一个处理多个响应信号的多个电路的特定实施例的各示例性模块；

图3A是图2B所示的电路的一部分的示意图；

图3B是示出图2B和图3A中示出的电路进行的信号处理的时序图；

图3C是示出图2B和图3A中示出的电路进行的信号处理的另一时序图；

图4是示出图3A中的放大电路就可变时间常数而言的增益的时基曲线；

图5是示出图3A中的方法电路就频率而言以及作为以上提及的可变时间参数的函数的增益的另一时基曲线；

图6A至图6G形成另一时基示图的各部分，其示出图2B和图3A的积分的最后阶段的信号时序。

尽管本公开可修改为各种变形和替代形式，但在附图中通过示例的方式已示出本公开的细节并将对其进行详细描述。然而，应该理解的是，目的不是将本公开限制于所描述的具体实施例。相反，目的是覆盖落在本公开的精神和范围内的所有变形、等同物、和替换。

具体实施方式

本公开的各个方面可应用于各种不同类型的触敏显示系统、装置和方法，包括那些包含容易在响应信号上产生RF干扰的电路的系统、装置和方法，响应信号用于表示触摸活动可能在触摸显示装置的哪里发生。尽管本公开不必限制于这样的电路和应用，但通过使用上下文对各种示例的讨论可以理解本公开的各个方面。

根据某些示例实施例，本公开针对以下类型的触敏设备，其包括被构造为有助于耦合电容响应于电容改变触摸而变化的触摸表面电路。该设备包括感测电路，其提供具有瞬变部分的响应信号，瞬变部分表征向着更高信号电平的正向变换以及向着更低信号电平的反向变换。放大电路然后用于响应于时变输入参数而放大和处理该信号。放大电路相对于响应信号的位于瞬变部分之间的部分的增益来调节瞬变部分的增益，从而抑制（例如，奇次和/或偶次谐波形式的）RF干扰，以提供滤除噪声的输出以确定触摸表面上电容改变触摸的位置。

图1A示出了上述类型的根据本公开的触摸装置的具体示例，该触摸装置包括触摸表面电路12、感测电路24、和数字转换电路30。根据上述实施例，以协同的方式设计触摸表面电路12、感测电路24、和数字转换电路30，以抑制RF干扰，从而提供滤除噪声的输出来确定触摸表面上电容改变触摸的位置。对于很多应用，还包括驱动电路8和数据处理逻辑电路（例如，微型计算机电路）10作为触摸装置的部件。可位于触摸装置的外部或内部的驱动电路8被构造为向触摸表面电路12中的驱动电极16提供偏置驱动信号，该信号可以用于提供可以使电容触摸事件在电容节点处被感测的基准，并且该信号稍后由数据处理逻辑电路10处理。对于很多应用，驱动电路8单独和/或与其它高频耦合电路一起来生成高频信号，该高频信号带来的RF噪声干扰是令人担忧的。RF噪声干扰可以以直接从驱动电路8产生的驱动信号扩展来的谐波频率的形式存在。该驱动电路8例如与上述微型计算机以及模拟-数字转换电路中包含的信号采样电路一起使用，常常用于驱动其它电路和/或产生其它高频信号。触摸面板12会容易受到与显示电子装置相关的RF噪声源以及其它外部RF噪声发生器的影响。

根据以上讨论，通过利用响应信号来处理耦合电容的变化，即使未完全去除该RF噪声干扰，也能减弱该RF噪声干扰，其中使用感测电路24使响应信号经由接收电极18a和18b（图1A）返回。感测电路24提供具有瞬变部分的应答信号（被称为响应信号），瞬变部分表征向更高信号电平的正向变换和向更低信号电平的反向变换（例如，如以下结合图3B和6B的讨论）。

在感测电路24内，然后使用增益和滤波电路来响应于估计这些瞬变部分的时变输入参数而放大和处理该信号。感测电路24因此相对于响应信号位于瞬变部分之间的部分的增益来调节瞬变部分的增益，从而抑制RF干扰。为了理解如何生成这些瞬变部分来表示响应信号，以下结合图1B更加具体地陈述与触摸板的驱动电极和接收电极一起扩展的电容改变信号的扩展。

因此，使用触摸装置连同相关的控制器电路，感测电路和放大电路可以用于处理从触摸面板的接收电极经由返回路径扩展来的响应信号，用于检测触摸面板的相关位置或节点处的电容的变化。要认识到，这样的触摸面板可以例如通过多个接收电极相对于一个或多个驱动电极（其可以与多个接收电极一起布置）的有组织的布置，而对于驱动电极和接收电极具有特定应用的布局，以提供这样的矩阵：其中应用要求在矩阵的电极交叉点处提供很多特定的触摸面板节点。作为另一应用的示例，驱动电极可以相对于一个或多个接收电极以ITO或纳米网格的形式提供，其中每个接收电极基于位置和/或信号特征（例如，幅度、形状、调制类型、和/或相位）提供可区分的响应信号。

在图1B中，示出了示例性触摸装置110。装置110包括触摸面板112，其连接至电子电路，为了简化起见，电子电路组合在一起成为114标记的单个示意框，并统称为控制器，该控制器被实现为例如包括模拟信号接口电路、微型计算机、处理器和/或可编程逻辑阵列的（控制）逻辑电路。因此，控制器114示为包含偏置电路和触摸表面电路8’/12’（相对于图1A的驱动电路8和触摸表面电路12）、以及感测电路24’（相对于图1A的感测电路24）和处理器逻辑单元30’（相对于图1A的数字转换电路30）的方面。

触摸面板112示为具有列电极116a-116e和行电极118a-118e的5×5矩阵，但也可以使用其它数量的电极和其它的矩阵。对于很多应用，触摸面板112例如为透明或半透明，从而容许用户透过触摸面板查看物体。这样的应用包括例如用于计算机、手持式装置、移动电话、或其它外围装置的像素化显示器的物体。边界120代表触摸面板112的可视区域，并且优选代表所述显示器（若使用）的可视区域。从平面图的角度来看，电极116a-116e、118a-118e在边界120的范围内空间分布。为了便于说明，电极示为宽而突出，但是实际上它们可以相对窄而不显眼。此外，它们可以设计为具有可变的宽度，例如，为了增加电极间的边缘场从而增加触摸对电极与电极的电容耦合的影响，在矩阵的节点附近具有菱形或其它形状的垫的形式的增加了的宽度。在示例性实施例中，电极可以由氧化锡铟（ITO）或其它合适的导电材料构成。从深度的角度来看，列电极可以位于与行电极不同的平面内（从图1B的角度来看，列电极116a-116e位于行电极118a-118e的下面），使得列电极与行电极之间没有显著的欧姆接触，以及使得仅给定的列电极和给定的行电极之间的显著的电耦合为电容耦合。电极的矩阵通常位于覆盖玻璃、塑料薄膜等的下方，从而保护电极不与用户的手指或其它与触摸相关的工具有直接物理接触。所述覆盖玻璃、薄膜等的暴露的表面可以称为触摸表面。另外，在显示器型应用中，后屏蔽板（back shield）（作为一种选择）可以置于显示器与触摸面板112之间。所述后屏蔽板通常包含涂覆在玻璃或薄膜上的导电ITO，并且可以接地或由减少从外部电干扰源耦合至触摸面板112中的信号的波形来驱动。后屏蔽的方法在本领域是已知的。通常，后屏蔽板减少触摸面板112感测的噪声，这在一些实施例中可以提供改善的触摸灵敏度（例如，感测较轻触摸的能力）以及较快的响应时间。后屏蔽板有时与其它降噪方法一起使用，这些方法包括使触摸面板112与显示器分隔开，这是由于来自LCD显示器的噪声强度例如随着距离的增加而快速减小。除了这些技术，以下参照各种实施例讨论应对噪声问题的其它途径。

给定的行电极和列电极之间的电容耦合主要是其中电极最接近的区域中的电极的几何形状的函数。所述区域对应于电极矩阵的“节点”，在图1B中标示了一些“节点”。例如，列电极116a与行电极118d之间的电容耦合主要出现在节点122处，而列电极116b与行电极118e之间的电容耦合主要出现在节点124处。图1B的5×5矩阵具有的节点中的任何一个均可以由控制器114通过适当地选择控制线126中的一个以及适当地选择控制线128中的一个来进行寻址，控制线126单独地将各个列电极116a-116e连接至控制器，控制线128单独地将各个行电极118a-118e连接至控制器。

当用户的手指130或其它触摸工具接触或接近接触装置110的触摸表面时，如接触位置131所示，手指与电极矩阵电容耦合。手指从矩阵，尤其是从最接近触摸位置的电极吸引电荷，这样改变与最接近的节点对应的电极之间的耦合电容。例如，触摸位置131处的触摸最接近于与电极116c/118b对应的节点。如以下进一步所述，耦合电容的这种改变可以被控制器114检测并且被解析为在116c/118b节点处或其附近的触摸。优选地，控制器被构造为迅速地检测矩阵的所有节点的电容的变化（若存在的话），并且能够分析相邻节点的电容变化的幅度，以通过插值法精确地确定位于节点之间的触摸位置。此外，控制器114有利地设计为检测同时或在重叠时间施加于触摸装置的不同部分的多个不同触摸。因此，例如，若在手指130触摸的同时另一手指在触摸位置133处触摸装置110的触摸表面，或者若各触摸至少时间上重叠，则控制器优选能够检测两个触摸的位置131和133并且将该位置提供在触摸输出114a上。控制器114能够检测的同时或时间上重叠的不同触摸的数量优选不限制于2个，例如，可以是3个、4个、或大于60个，这取决于电极矩阵的尺寸。

如以下进一步所述，控制器114可以采用使其能够快速确定电极矩阵的一些或所有节点处的耦合电容的各种电路模块和组件。例如，控制器优选包括至少一个信号发生器或驱动单元。驱动单元将驱动信号传送至一组称为驱动电极的电极。在图1B的实施例中，列电极116a-116e可以用作驱动电极，或者可以使用行电极118a-118e作为驱动电极。驱动信号优选例如按从第一个驱动电极至最后的驱动电极的扫描顺序，一次传送至一个驱动电极。在驱动各所述电极时，控制器监测另一组称为接收电极的电极。控制器114可以包括一个或多个与所有接收电极耦接的感测单元。针对传送至各个驱动电极的各个驱动信号，感测单元为多个接收电极生成多个响应信号。优选地，这些感测单元被设计为使每个响应信号包括驱动信号的微分表示。例如，若驱动信号由函数f（t）（例如，代表作为时间的函数的电压）表示，则响应信号可以等于或近似于函数g（t），其中g(t)=d f(t)/dt。换而言之，g（t）是驱动信号f（t）相对于时间的导数。根据控制器114中使用的电路的设计细节，响应信号可以包括诸如以下的信号：（1）仅g（t）；或（2）带常数偏移量的g（t）(g(t)+a)；或（3）乘以比例因子的g（t）(b*g(t))，比例因子能够是正的或负的，并且大小可以大于1，或者小于1且大于0；或（4）以上的组合。在任何情况下，响应信号的幅值有利地与被驱动的驱动电极和被监测的特定接收电极之间的耦合电容相关。g（t）的大小也与原函数f（t）大小成比例，并且若适合于应用，则可以仅使用驱动信号的单个脉冲对给定节点确定g（t）的大小。

控制器还可以包括识别和分离响应信号的幅度的电路。用于该目的的示例性电路装置可以包括一个或多个峰值检测器、采样/保持缓冲器、时间变量积分器和/或第二级积分器低通滤波器，对第二级积分器低通滤波器的选择是根据驱动信号和对应的响应信号的性质来进行的。控制器也可以包括一个或多个将模拟幅度转换为数字格式的模拟-数字转换器（ADC）。也可以使用一个或多个多路复用器，以避免电路元件的不必要的重复。当然，控制器也优选包括一个或多个其中存储测量的幅度和相关参数的存储器装置，以及执行必要的计算和控制功能的微处理器。

通过对电极矩阵的每个节点测量响应信号的幅度，控制器可以针对电极矩阵的每个节点生成与耦合电容相关的测量值的矩阵。为了确定哪些节点（若存在的话）由于触摸的存在而经历了耦合电容的变化，将这些测量值与预先得到的基准值的相似矩阵进行比较。

从侧面看，触摸装置中使用的触摸面板可以包括前（透明）层、具有平行布置的第一组电极的第一电极层、绝缘层、具有平行布置并且优选与第一组电极垂直布置的第二组电极的第二电极层、以及后层。暴露的前表面层可以是触摸面板的触摸表面的一部分或粘附在其上。

图2A是根据上述很多方面的另一触摸装置的示意图，其示出了前端电路模块212（或可选地作为平行的多个前端模块212（a）、212（b）等中的一个操作）和后端电路模块220，其分别被构造为对从触摸面板（未示出）的电极提供的响应信号进行一定的模拟和数字处理。在具体实施例（包括图2A所示的实施例）中，后端电路模块220被实现为与例如沿着后端电路模块220的右侧示出的用于提供各种时序和控制信号的其它电路配合。

如图2A的左侧（上的可选复制块）所示，响应信号电路210对经由相关输入端口RX01、RX02等提供的各个响应信号进行操作。如将结合图3A进一步讨论的，这些响应信号电路210被实现为针对与对应的（信号馈送）接收电极（图1B）相关联的触摸面板电极进行操作或提供（触摸表面处相关联的耦合电容的）精确的触摸监测。尽管这些响应信号电路210可以实现为同时操作和提供该触摸监测，但在示出的示例中，通过多路复用器（“Mux”）224选择这些响应信号电路210中的仅一个的输出端口用于这样的处理。

响应于输入-选择/控制信号224a，多路复用器224将所选择的由相关联的响应信号路径限定的模拟-处理响应信号的通道提供给模拟-数字转换器（ADC）226。多路复用器224可被控制为在所有电极被ADC转换之前在逐个通过各RXN通道。ADC226将模拟-处理响应信号的数字版本提供至（后端电路模块220中的）测量电路230，该测量电路230被构造为通过测量先前讨论的关联耦合电容的特性以及根据这些特性来确定触摸表面上的触摸位置，来对响应信号进行响应。如典型的过采样ADC，ADC226响应于经由输入端口232提供的ADC_时钟信号，在例如约8MHz或其倍数下运行。

在具体实施例中，前端电路模块212和后端电路模块220中的一个或两者实现为如限定模块212和220的边界线所示的专用集成电路（ASIC）芯片。例如，可以使用一个ASIC芯片来实现前端电路模块212，其中一个或多个（重复的）内部电路中的每个被构造为处理来自接收电极的响应信号路径，同时使用另一ASIC芯片来实现后端电路模块，该另一ASIC被构造为具有对响应信号执行测量的测量电路。

在每个这样的具体实施例中，模块212和模块220两者都使用数据、时序和控制信号，通过响应信号电路210来实现对响应信号的适当处理。例如，对于前端模块212的左侧，这些控制信号包括电压偏置（V_Bias）信号，其用于偏置使响应-信号电路210内的响应信号进行积分的电路的节点。前端模块212响应于由后端电路模块220提供的控制/配置信号，包括用来设置用于控制增益、时序和响应-信号电路210对响应信号的一般处理的时间-变量参数的控制/配置信号。测量电路230内的配置寄存器240可以用于固定这些时间变量参数以及给定触摸板（或其它类型的供给接收电极的装置）可能需要的其它控制信号。测量电路230还包括用于获取和存储这些处理过的响应信号的相关支持电路（数据获取逻辑电路）、和以状态机电路244的形式示出的电路，以及适用于基于ASIC实现的杂项寄存器/支持电路246。

如沿着后端电路模块220的右侧所示，提供其它时序和控制信号来帮助响应-信号电路210的处理时序以及ADC226的时序。这些信号包括模式控制、串行外设接口（SPI）兼容控制线和数据接收和发送，以及当接收逻辑电路开始转换行数据（沿着接收电极）时和当完成数据转换时的控制。这些信号在图的右手边示出。

图2B示出了具有对应于先前示出的触摸面板（图1A的12或图1B的112）和图2A的前端电路模块中的一个的分解图的示例电路。如一个所述触摸面板实现所预期的，触摸面板可以包括40行乘60列的矩阵装置，其具有对角线为19英寸长宽比为16:10的矩形可视区域。在该情况下，电极可以具有约0.25英寸的统一间距，在其它具体实施例中，间距可以为0.2英尺或更小。由于本实施示例的尺寸，电极可以具有与其关联的大杂散阻抗，例如，行电极有40K欧姆的电阻，列电极有64K欧姆的电阻。考虑该触摸处理中涉及的人为因素，可以使得测量矩阵(40×64=2560)的2560个节点处的耦合电容的响应时间相对较快（若需要的话），例如，小于20或者甚至小于10毫秒。若行电极用作驱动电极而列电极用作接收电极，以及若同时对所有的列电极进行采样，则40行的电极具有例如20毫秒（或10毫秒）的顺序扫描时间，每个行电极（驱动电极）有0.5毫秒（或0.25毫秒）的时间预算。

再次参照图2B的具体图示，通过其电特性（以集总参数电路元件模型的形式）而不是其物理特性描述的图2B中的驱动电极254和接收电极是电极中的代表，其可以在具有小于40×64的矩阵的触摸装置中找到，但是这不是限制性的。在图2B的代表性实施例中，在集总参数电路模型中示出的串联电阻R可以各自具有10K欧姆的值，集总参数电路模型中示出的杂散电容C可以各自具有20皮法（p￡）的值，当然这些值不以任何方式被视为限制性的。在该代表性实施例中，耦合电容Cc的标称值为2pf，用户的手指258在电极254、256之间的节点处存在的触摸使耦合电容Cc下降约25%，至约1.5pf的值。再次，这些值不视为限制性的。

根据先前描述的控制器，所述触摸装置使用特定电路来询问面板252，以确定面板252的每个节点处的耦合电容Cc。就这点而言，控制器可以通过确定表示或响应于耦合电容的参数值（例如，如上所述以及以下将进一步描述的响应信号的幅度）来确定耦合电容。为了完成该任务，触摸装置优选包括：低阻抗驱动单元（在图1B的控制器114或图2B的信号发生器260内），其耦接至驱动电极254；感测单元280，其耦接至接收电极256；以及模拟-数字转换器（ADC）单元296，其将感测单元280生成的响应信号的幅度转换为数字格式。感测单元280包括微分可变增益放大器（VGA）电路282，其对驱动单元供应的驱动信号执行微分。VGA电路282包括可变增益电阻器并且可以具有可变增益电容，其分别用于设置电路增益和优化增益的稳定性。

根据驱动单元260供应的驱动信号的性质（因此也是关于感测单元280生成的响应信号的性质），图2A的触摸装置也可以包括：峰值检测电路（未示出），其也可以用作采样/保持缓冲器；以及关联的复位电路326b，其可操作为使峰值检测器复位。在大多数实际应用中，触摸装置也将包括信号发生器260（图2B）和触摸面板252之间的多路复用器，容许在给定时间寻址多个驱动电极中的任何一个的能力。这样，当物体（例如，手指或导电手写笔）改变行电极与列电极之间的相互耦合时互电容发生变化，从而响应于多路复用的驱动信号顺序地扫描这些电极。类似地，在接收侧，另一多路复用器（图2A中的224）使单个ADC单元迅速地采样与多个接收电极关联的各幅度，由此避免每个接收电极需要一个ADC的花费。元件212b示出具有多个ADC的类似电路的多个层。该实现具有5个所述通道。

图2B的上述VGA电路282将表征响应信号的微分信号形式的输出提供至图2B所示的具有两级的另一放大电路。如积分放大器284所示的第一级被构造并布置为使用时变参数对响应信号的微分信号表示执行积分，以便对瞬变部分处进行抽取以针对RF信号的奇次谐波创建空值。积分放大器284通过积分来放大响应信号中表征其（从接收电极的）返回的驱动信号的脉冲部分。积分放大器284的前端输入处的可变电阻电路286将时变的增益变化提供至响应信号，以对脉冲部分（对应于驱动信号）实现该操作。使用另一控制信号（未示出）复位放大-积分操作，其与对应的驱动信号的时序同步，以针对每个脉冲部分实现操作的适当重复。该放大用于放大响应信号的操作方面，同时抑制响应信号携带的不期望的噪声，包括驱动信号的奇次谐波。

积分放大器284提供与用于进一步处理响应信号的第二级290电容耦合的输出。该进一步处理使用运算放大器291提供积分，用于结合正向变换和反向变换处的瞬变部分，用于增加信号强度，同时通过对从积分放大器284的输出处理的单行微分响应信号的正方面和负方面（包括放大的变换部分）求和，提供对包括偶次谐波的噪声的有效共模抑制。由此通过积分和转储操作来重复第二级进行的该积分，以针对每个脉冲部分实现操作的适当重复，与先前讨论的级以及用于积分复位的类似控制的控制信号（未示出）一样。

第二级290将其输出通过另一电容耦合路径292提供至先前结合附图2A描述的多路复用器和ADC。电容耦合路径包括用于保存第二级290处理的响应信号的每个部分的模拟特性的采样和保持电路（概念上由电容和开关描述），响应信号可以进一步通过多路复用器294和ADC296进行处理，供控制器或测量电路进行评价。

更具体地，运算放大器291用于执行求和运算，使正边缘变换和负边缘变换结合为最大信号强度，理想地，正边缘变换和负边缘变换之间的噪声由于在共模抑制中的反相求和而抵消。作为具体实施，这可以通过以下处理来实现：响应于正边缘变换和负边缘变换的时钟相位，选择反相或非反相积分器（或积分运算）以从正边缘中减去负边缘。该求和积分从而对正信号和负信号求和，以提供增加信号幅度2X并减少耦合至传感器的共模噪声的伪差分信号。在运算放大器291的一个输入端处的V_Bias设为这样的电平：其针对ADC296随后执行的模拟-数字转换的采样和保持效果（S/H）而使输出电平沿着电容耦合路径得到优化。在第一级284的前端处使用时变系数，信号微分和第一级积分的组合有助于减少（电阻路径提供的）片上增益的增益变化和TX（或驱动）信号的斜率。片上积分电容（C_INT）和触摸屏电容仍然变化。驱动信号的电平有助于补偿不同行之间的屏幕变化，其中积分反馈路径中的电容（图2B中的C_INT）调节不同接收器之间的变化。该组合的微分和积分中涉及的信号电平可以由以下数学方法来估计：

I_screen=C_C·dV_TX/dt

V_DIFF=I_screen·R_DIFF=C_C·R_DIFF·dV_TX/dt

I_INT=V_DIFF/R_INT

=C_C·(R_DIFF/R_INT)·dV_TX/dt

dV_INT=(I_INT/C_INT)·dt

dV_INT=dV_TX·(C_C/C_INT)·(R_DIFF/R_INT),

其中在触摸装置处感测到的电流为I_screen，差分电压信号为V_DIFF，以及积分形式由dV_INT表示。

因此，图2B的可变增益放大器电路包括积分电路，其使用时变参数在瞬变部分处提供积分和转储信号滤波操作。该信号滤波操作可以通过对用于采样响应信号的时钟频率的倍数进行抽取来协助。先前讨论的测量电路然后通过测量关联的耦合电容的特性以及确定触摸表面的触摸的位置，对经由图2B的可变增益放大器处理的响应信号进行响应。利用专利文献No.WO2010/138485(PCT/US2010/036030)中的信号处理的教导作为参考，该处理利用增加TX驱动电平以及利用改善的RX接收器电路来改善的CRFI（进行射频免疫：conductedradio frequency immunity）和LCD（液晶显示器）噪声抑制来提供提高了的信噪比。显著减少了总体功率水平和成本。针对类似环境中的关于触摸装置的操作的进一步/背景信息，可以参照以上提到的专利文献，其所述教导以及关于前端信号处理和时序及后端（基于控制器/测量）响应信号处理的教导通过引用并入本文。

结合根据图2B的电路的电路的具体实验实现，对响应信号的微分信号表示进行的所述积分可以有利地用于在频率响应中创建空值。使用所述实现，频率响应（每微分信号表示的积分）中的RF信号噪声尤其是三次谐波和五次谐波通过所述空值被滤除。如上所述，该RF信号噪声滤除可以同时包括这样的奇次谐波和交错的偶次谐波。

图3A、图3B和图3C提供了用于理解涉及图2B中的第一级的方面的进一步的细节。这些方面是积分放大器284涉及的可变电阻和时序。针对图3A所示的具体示例实施例，运算放大器310包括连接至电压基准（如图2A和2B中的同名信号V_Bias）的正输入端以及布置为接收作为（在“IN”端口318处的）输入信号的前一电路（图2B的（微分）电路282）的输出的负输入端。对应于图2B可变电阻电路，图3A中示出的可变电阻由以并联路径布置的三个电阻器提供：第一电阻器（R）320、第二电阻器（4R）322、和第三电阻器（2R）324。各开关在每个对应并联路径中，使用经由路径328的控制信号（由控制器提供并且与驱动信号同步，以针对每个脉冲部分实现操作的适当重复）来选择性地闭合一个或多个开关。这些可选开关由330、332、和334表示，用于在IN端口318和运算放大器310的负输入端口之间分别连接电阻器320、332、和324中的一个或多个。同样以与驱动信号同步的方式来控制类似控制的开关336，以使复位时序与针对每个脉冲部分提供的重复一致。

图3B是示出与图3A中的电路相关的三个信号342、344和346的时序图。第一信号342是TX脉冲，该脉冲信号中的一个脉冲被驱动到（例如，如图1A和图1B中使用的）驱动电极上。TX脉冲的脉冲频率可以变化；然而对于包括结合图1A和图1B描述的很多应用，100KHz的脉冲足够，同时8MHz的时钟用于限定TX脉冲的脉冲定时。在IN端口318处呈现的第二信号344是具有向上冲激尖峰和向下冲激尖峰的单行微分信号，向上冲激尖峰与示出的TX脉冲的正斜坡对准，向下冲激尖峰与TX脉冲的负斜坡对准。这些是对应于TX脉冲边缘的微分变换部分，感测电路针对该微分变换部分来监测响应信号。如图3B的底部所示，第三信号346对应于图3A中的电路的输出，该输出用于驱动如图2B的290处所示的第二级（求和-积分器）。

图3C是示出如何控制可选开关330、332和334以及复位开关336来实现图3A中示出的电路的期望或最优时变增益。如图3A和图3C所示，当开关的对应控制信号处于如图3C的时序图所示的逻辑高状态时，开关330、332、334和336中的每个均闭合（导通状态）。例如，在开关330、332和334中的每个均处于闭合状态时，图3A的运算放大器310提供的增益最大，如图3C的顶部处的阶梯图336的中央所示。就在时间点368处复位后，通过处于闭合状态的开关330以及处于打开（非导通）状态的开关332和334来设置图3A的运算放大器310提供的增益。这是因为开关330、332和334用于定义运算放大器310的积分运算的RC时间常数，其中RC中的R是并联电阻器320、322和324提供的电阻，RC中的C是运算放大器310的负反馈回路中提供的电容。因此，图3C的右侧处的表示出了与时序图中的示例性时间点关联的时间常数的倒数。

图4和图5是示出与3A的运算放大器310的增益就可变-时间常数而言（图4）以及就参考以上的可变-时间常数而言（图5）的时基曲线图。每个曲线图的横轴是线性示出的时间单位，其对应于离图3B的信号344所示的脉冲边缘或尖峰的距离。每个曲线图的纵轴示出了指数单位的上述时间常数（RC），其中图5示出了就频率而言的时间常数(1/(2RC×(3.1456))。如图5中的曲线的顶部所示，在开关均闭合的情况下，对应的电阻器提供最小的电阻，从而使增益在沿着横轴的点0处（感测到尖峰的边缘的位置）最大。要认识到，可以将（RC的）电阻和电容以及时序调节为给定应用和时钟时序所期望的状态，其中上述时序假设将8MHz用于驱动电路，以及具有RF噪声滤波的相关电路时序和状态机时序被调节为/优化为减少其产生的奇次谐波和偶次谐波。

图6A至图6G形成另一时基图的各部分，该时基图示出了信号时序相对于图2B所示的电路的各级的示例。在图6A中，示出了TX信号，划定出将会出现在先前示出的触摸面板的驱动电极上的一个周期。在经过接收电极后，响应信号被微分电路（例如，经由VGA电路292）处理（微分），以产生微分形式的TX信号610，如图6B所示。在示例性TX信号610实现为方波（一系列的矩形脉冲）的情况下，微分运算产生冲激脉冲，其包括与矩形脉冲的每个正向变换关联的反向冲激脉冲（例如，620a）以及与矩形脉冲的每个反向变换关联的正向冲激脉冲（例如，620b）。尽管冲激脉冲可以由于运算放大器信号带宽和触摸屏的RC滤波器效果而变得有点圆，但响应信号的该派生形式是驱动信号的微分表示。

图6C和图6D示出了感测单元（图2B的280）的第一级和第二级对响应信号的进一步处理。图6C示出了以上结合图4和图5（示出了属于第一级的运算放大器的增益）讨论的增益方面，其中（反馈中的）积分复位在冲激脉冲之间的中央，以及经由上文中示出的有效电阻改变RC时间常数（可选地，该改变也可以通过改变有效电容来实现）来调节/优化增益的时序。图6F示出了在第一级的输出处信号的不太理想的特性，其中增益示为处理后的响应信号的双极性（正和负）方面。对于某些实现，该第一级可能认为是足够的，因为其显著地抑制了冲激脉冲之间的包括TX信号的奇次谐波的噪声。

对于其它实现，第二级（图2B的290）对该第一级进行了补充，该第二级提供了包括抑制（置零）来源于YX信号的偶次谐波在内的进一步的噪声滤除。因此，第二级还通过执行相对于第二级（如图6C和图6E所示）的输入处的正变换和负变换的积分和转储操作，来影响响应信号。操作的转储方面出现在图6C所示的信号的低点处，受图2B的运算放大器291的负反馈回路中的电容短路开关的控制。在每个转储（或复位）后开始积分。

图6G示出了经由运算放大器291执行的求和运算，从而将正边缘变换和负边缘变换结合为最大信号强度，理想地，正边缘变换和负边缘变换之间的噪声通过如共模抑制中的求和运算而抵消。

附图中示出的各个模块和/或其它基于电路的构件可被实现为执行结合附图描述的一个或多个操作和动作。在所述上下文中，“模块”的“级”是执行这些或相关操作/动作中的一个或多个的电路。例如，在上述实施例的某些中，一个或多个模块可以是被构造和布置为实现这些操作/动作的具体的逻辑电路或可编程逻辑电路，如附图中示出的电路模块。在某些实施例中，可编程电路是一个或多个被编程为执行一组（或多组）指令（和/或配置数据）的计算机电路。指令（和/或配置数据）可以以固件或软件的形式存储在存储器（电路）中并可以从该存储器（电路中）存取。作为示例，第一模块和第二模块包括基于硬件电路的CPU和固件形式的一组指令的组合，其中，第一模块包括具有一组指令的第一CPU硬件电路以及具有另一组指令的第二CPU硬件电路。

同样，除非另有说明，否则在说明书和权利要求书中使用的表示量、属性测量结果等的所有数字均应理解为可利用术语“约”修改。因此，除非有相反的表示，否则在说明书和权利要求书中阐述的数值参数是可以根据本领域技术人员利用本申请的教导得到的期望性能而改变的近似值。每个数值参数应该至少根据所报告的大数字的数量并且通过应用普通的舍入技术来理解。

在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本公开的各种变形和改造对本领域的技术人员而言是显而易见的，应当理解的是，本公开不限制于本文所阐述的说明性实施例。例如，读者应该假设一个公开的实施例的特征除非另有说明，否则应该也可以应用于其它公开的实施例。

Claims

1.一种触敏设备，包括：

触摸表面电路，其包括触摸表面和多个电极，所述多个电极中的每个被构造并布置为与耦合电容关联，所述耦合电容响应于所述触摸表面处的电容改变触摸而变化；

感测电路，其被构造为针对所述多个电极生成多个响应信号，每个所述响应信号具有响应于在所述触摸表面处的耦合电容的幅度并且包括具有瞬变部分的微分信号表示，所述瞬变部分表征向着更高信号电平变换的正向变换和向着更低信号电平变换的反向变换；以及

放大电路，其被构造并布置为提供表征所述瞬变部分的时变参数，所述放大电路包括可变增益放大器，其被构造并布置为响应于时变参数处理各所述响应信号的所述微分信号表示以对其提供可变增益，相对于所述响应信号的所述瞬变部分之间的部分的增益来调节所述瞬变部分的增益，以及其中抑制所述响应信号中的谐波，以提供表征所关联的耦合电容的滤除噪声后的输出，用于确定所述触摸表面上的触摸位置。

2.如权利要求1所述的触敏设备，其中所述可变增益放大器还被构造并布置为处理各所述响应信号，通过增加所述瞬变部分的增益并减小所述响应信号的所述瞬变部分之间的部分的增益，来为各所述响应信号提供可变增益。

3.如权利要求2所述的触敏设备，其中所述可变增益放大器还被构造并布置为抑制所述响应信号中的包括三次谐波和五次谐波在内的谐波以滤除所述响应信号中的噪声干扰，来作为所述可变增益放大器的处理的一部分。

4.如权利要求1所述的触敏设备，其中所述可变增益放大器包括积分电路，其使用所述时变参数来通过对用于对各所述响应信号进行采样的时钟频率的倍数进行抽取来在所述瞬变部分处提供积分和转储滤波运算，以及所述可变增益放大器还包括测量电路，其被构造为通过测量所述关联的耦合电容的特性然后根据其确定所述触摸表面的触摸，来对经由所述可变增益放大器处理的响应信号作出响应。

5.如权利要求1所述的触敏设备，其中所述可变增益放大器还被构造并布置为使用所述时变参数对各所述响应信号的所述微分信号表示执行积分，以便于在所述瞬变部分处进行抽取，以及在所述微分信号表示的RF信号的三次和五次谐波的积分的频率响应中创建空值。

6.如权利要求1所述的触敏设备，其中所述多个电极包括多个驱动电极，以及其中所述触摸表面电路还包括信号驱动电路，其被构造并布置为利用用于扩展所述响应信号的RF信号来驱动各所述驱动电极。

7.如权利要求1所述的触敏设备，其中所述多个电极包括多个驱动电极，其中所述触摸表面电路还包括信号驱动电路，其被构造并布置为利用用于扩展所述响应信号的RF信号来驱动各所述驱动电极，以及其中所述可变增益放大器还被构造并布置为使用所述时变参数对各所述响应信号的所述微分信号表示执行积分，以便于在所述瞬变部分进行抽取，并在所述RF信号的三次和五次谐波的积分的频率响应中创建空值，从而滤除所述三次和五次谐波。

8.如权利要求1所述的触敏设备，其中所述可变增益放大器还被构造并布置为使用所述时变参数对各所述响应信号的所述微分信号表示执行积分，以便于在所述瞬变部分进行抽取，响应于此，从而有助于抑制所述微分信号表示中的RF信号的奇次谐波和偶次谐波的积分的频率响应。

9.如权利要求5所述的触敏设备，其中所述可变增益放大器包括第一级和第二级，所述第一级被构造并布置为使用所述时变参数对各所述响应信号的所述微分信号表示执行积分，以便在所述瞬变部分处进行抽取，以对所述RF信号的一组奇次谐波和偶次谐波创建空值，响应于所述第一级的所述第二级被构造并布置为抑制所述微分信号表示中的RF信号的奇次谐波和偶次谐波的积分的频率响应，从而对RF噪声干扰进行滤除。

10.如权利要求5所述的触敏设备，还包括测量电路，其被构造为通过测量所述关联耦合电容的特性以及由此确定所述触摸表面上的触摸位置，对经由所述可变增益放大器处理的响应信号作出响应，其中所述可变增益放大器包括第一级和第二级，所述第一级被构造并布置为使用所述时变参数对各所述响应信号的所述微分信号表示执行积分，以便在所述瞬变部分处进行抽取，以对所述RF信号的奇次谐波创建空值，响应于所述第一级的所述第二级被构造并布置为抑制所述微分信号表示中的RF信号的奇次谐波和偶次谐波的积分的频率响应，以对RF噪声干扰进行滤除。

11.如权利要求10所述的触敏设备，其中所述第一级被构造并布置为使用所述时变参数对各所述响应信号的所述微分信号表示执行积分，以便在所述瞬变部分处进行所述抽取，并在所述微分信号表示中的RF信号的三次和五次谐波的积分的频率响应中创建空值。

12.如权利要求11所述的触敏设备，其中所述第二级被构造并布置为执行积分，用于将所述正向变换的瞬变部分和所述反向变换的瞬变部分进行组合，以提高信号强度。

13.如权利要求1所述的触敏设备，其中所述多个电极包括驱动电极和接收电极，这些电极均被布置为提供电极矩阵，其中每个驱动电极在所述矩阵的各个节点处与每个接收电极电容耦合。

14.如权利要求13所述的触敏设备，还包括驱动单元，其被构造为生成驱动信号，以及将所述驱动信号传送至各所述驱动电极，以及其中所述感测单元还被构造为针对传送至各驱动电极的驱动信号生成用于所述多个接收电极的响应信号。

15.如权利要求1所述的触敏设备，还包括测量单元，其中所述可变增益放大器和所述测量单元均还被构造并布置为减少或消除共模噪声。

16.如权利要求1所述的触敏设备，其中所述多个电极包括驱动电极和接收电极，这些电极被布置为提供电极矩阵，其中每个驱动电极与每个接收电极在所述矩阵的各节点处电容性耦接，以及还包括：

驱动单元，其被构造并布置为生成驱动信号，以及将所述驱动信号传送至各所述驱动电极，以及其中所述感测单元还被构造为针对传送至各驱动电极的驱动信号生成用于所述多个接收电极的响应信号；以及

测量电路，其被构造并布置为测量每个所述节点的响应信号的幅度，以及若存在多个在时间上重叠的触摸则由此确定各触摸在所述触摸表面上的位置，其中所述测量单元包括模拟-数字转换器(ADC)和多路复用器，所述模拟-数字转换器通过所述多路复用器耦接至所述感测单元。

17.如权利要求1所述的触敏设备，还包括驱动单元，其被构造为生成多个脉冲驱动信号并将各所述脉冲驱动信号传送至各所述驱动电极，其中所述感测单元还被构造为针对传送至各驱动电极的所述脉冲驱动信号生成用于所述多个接收电极的响应信号，其中所述多个电极包括驱动电极和接收电极，这些电极被布置为提供电极矩阵，其中每个驱动电极与每个接收电极在所述矩阵的各节点处电容性耦合，以及其中所述感测单元包括针对每个所述接收电极的复位开关，其耦接至各自的电容器并且被构造为使各个电容器响应于复位信号而放电。

18.如权利要求14所述的触敏设备，还包括测量单元，其中所述驱动信号包括多个序列脉冲，每个序列脉冲具有斜坡脉冲或矩形脉冲的形式，并且每个响应信号包括对应的多个响应脉冲，以及其中，所述测量单元被构造为针对每个响应脉冲测量所述多个响应脉冲的幅度的幅度表示。

19.一种触敏设备，包括：

触摸表面装置，其包括触摸表面和多个电极，所述多个电极的每个被构造并布置为与耦合电容关联，所述耦合电容响应于所述触摸表面处的电容改变触摸而变化，以及所述触摸表面装置用于提供所述响应；

感测装置，其被构造为生成用于所述多个电极的响应信号，每个响应信号具有响应于所述触摸表面处的耦合电容的幅度并且包括具有瞬变部分的微分信号表示，所述瞬变部分表征向着更高信号电平变换的正向变换和向着更低信号电平变换的反向变换；以及

使用时变参数来处理各所述响应信号的装置，其通过相对于所述响应信号的所述瞬变部分之间的部分的增益来调节所述瞬变部分的增益，来对响应信号提供可变增益，并且其中抑制了所述响应信号中的谐波；以及有助于所述响应信号的测量，以响应于所述耦合电容的变化而由此确定所述触摸表面上的触摸位置。