力感测电路的制作方法

1.本公开涉及力感测电路和系统的领域。


背景技术：

2.传统的便携式装置(例如移动电话、平板计算机、远程控制器、视频游戏控制器等)通常包括供用户控制便携式装置的机械按钮。此类机械按钮容易磨损和撕裂，并且由于水、灰尘和/或碎片的侵入而容易损坏和发生故障。因此，制造商越来越多地寻求替代解决方案来促进用户与便携式装置之间的交互。
3.促进此类交互的一种方法是以力传感器的形式提供所谓的“虚拟按钮”。力传感器可以代替机械按钮被提供为便携式装置的一部分。力传感器可以被配置为检测用户与传感器的交互(例如，传感器被触摸或按压)，并且使便携式装置响应于检测到的交互而启动一些功能。由于没有机械按钮的移动零件，此类虚拟按钮提供优于机械按钮的优点。这可以使得便携式装置的磨损减少和寿命增加。力传感器的使用还可以有助于提高便携式装置的防水性，因为机械按钮可以为流体提供重要的入口点。此外，机械按钮是便携式装置中相对较大的部件，因此较小的替代方案(诸如力传感器)可以为附加部件腾出空间。例如，在移动电话中，附加空间可能被数量增加的5g天线占据。
4.制造商进一步寻求在用户与便携式装置之间提供增加的交互性，并且力传感器的使用可以促进用户与便携式装置交互的附加或替代方法。例如，一个或多个力传感器可以用于沿着便携式装置的一个或多个表面提供“虚拟滑块”类型的功能，除了提供例如触摸屏之外，所述功能可以提供便携式装置的接口区域。为确保用户体验不会因力传感器的引入而大幅改变，力传感器提供的“虚拟接口”应让用户看起来和感觉就像存在机械按钮或其他机械接口一样，而不是虚拟按钮或虚拟按钮接口。
5.力传感器因此检测装置上的力，以确定用户与装置的交互，例如对装置的触摸、按压或挤压。由用户施加的力通常是小量值的，并且因此将力传感器配置为具有最大可能的灵敏度以便检测用户交互是有益的。
6.另一个重要的考虑是便携式装置应以一致的方式响应用户交互，即装置对特定用户交互(诸如对虚拟按钮的触摸)的响应，应总是相同的。如果不维持此类一致的响应或力传感器未能检测到用户交互，则用户体验可能会降级。
7.此外，便携式装置通常从板载电池汲取电力，因此对此类装置的电力供应通常是有限的。因此，便携式装置中使用的力传感器的功耗应是低的。
8.因此，在工业中需要支持力传感器的电路和系统，其平衡低功耗需求和维持一致且可靠的灵敏度性能的需求。
9.因此，本公开的实施方案涉及用于感测的设备和系统，其至少减轻上述问题中的至少一些。
10.根据第一方面，本发明提供了用于偏置传感器的电路，其包括：
11.偏置产生器模块，其被配置为接收供应电压并且产生用于偏置传感器的偏置电
压；以及
12.控制模块，其被配置为将指示供应电压的电压与阈值电压进行比较，并且基于所述比较向偏置产生器模块输出控制信号；
13.其中偏置产生器被配置为基于控制信号控制偏置电压。
14.偏置产生器模块可以可操作以基于控制信号将偏置电压从第一限定的偏置电压量值调整到第二限定的偏置电压量值。
15.第二限定的偏置电压量值可以小于第一限定的偏置电压量值，并且控制模块可以被配置为响应于所述比较指示供应电压的量值已经减小到阈值电压以下而输出控制信号。
16.第二限定的偏置电压量值可以大于第一限定的偏置电压量值，并且控制模块可以被配置为响应于所述比较指示供应电压的量值已经增加到阈值电压以上而输出控制信号。
17.控制模块可以被配置为在输出控制信号之前施加时间延迟。
18.所述时间延迟可以基于供应电压量值的预期增加率来预先确定。
19.控制模块可以被配置为监测供应电压，以确定供应电压量值是在增加还是在减小。
20.控制模块可以被配置为响应于控制模块确定供应电压量值在时间延迟期间在减小而暂停控制信号的输出。
21.控制模块可以被配置为响应于控制模块确定供应电压在时间延迟期间已经减小到电压阈值以下而不输出控制信号。
22.控制模块可以被配置为基于供应电压量值是在增加还是在减小的确定来选择阈值电压的值。
23.响应于控制模块确定供应电压量值在减小，控制模块可以可以可操作以选择第一阈值电压值。
24.响应于控制模块确定供应电压量值在增加，控制模块可以可操作以选择大于第一阈值电压值的第二阈值电压值。
25.替代地，响应于控制模块确定供应电压量值正在增加，控制模块可以可操作以选择第一阈值电压值。
26.控制模块可以被配置为基于供应电压的量值来选择阈值电压的值。
27.偏置产生器模块可以被配置为以多个限定的偏置电压量值产生偏置电压。
28.所述电路可以包括用于存储对应于多个限定的偏置电压量值的多个阈值电压值的存储器，并且控制模块可以被配置为基于供应电压的量值和供应电压的量值是在增加还是在减小的确定，选择多个阈值电压值中的一个来与供应电压进行比较。
29.多个阈值电压值可以基于偏置产生器模块的压降来预先确定。
30.控制模块可以被配置为接收指示偏置电压的信号。
31.控制模块可以被配置为基于偏置电压选择归一化函数。
32.所述电路可以包括处理模块，所述处理模块被配置为从传感器接收输出信号，并且还被配置为从控制模块接收归一化函数；并且处理模块可以被配置为将归一化函数应用于输出信号以生成归一化输出信号。
33.所述电路可以包括存储器，所述存储器包括对应于多个限定的偏置电压量值的多个归一化函数，并且控制模块可以被配置为基于偏置电压量值选择多个归一化函数中的一
个。
34.阈值电压可以包括多个阈值电压值中的最小量值，并且响应于所述比较指示供应电压已经衰减到多个阈值电压值中的最小量值以下，控制模块可以被配置为控制处理模块不处理输出信号。
35.控制模块可以包括迟滞比较器，所述迟滞比较器被配置为将供应电压与阈值电压进行比较，并且基于所述比较输出控制信号。
36.控制信号可以包括锁存信号。
37.例如，传感器可以是力传感器。
38.所述电路可以实施为集成电路。
39.根据第二方面，本发明提供了一种电力供应单元，其包括：根据第一方面的电路；以及电池，其被配置为输出供应电压。
40.根据第三方面，本发明提供了一种电子装置，其包括：根据第一方面的电路；电池，其被配置为输出供应电压；以及传感器，其被配置为接收偏置电压。
41.电子装置可以是便携式或电池供电的装置。
42.电子装置可以是以下各者中的一者：平板计算机、膝上型计算机、智能电话或智能手表。
43.根据第四方面，本发明提供了用于归一化力传感器的输出信号的电路，其包括：
44.偏置产生器模块，其被配置为接收供应电压并且产生用于偏置力传感器的偏置电压；
45.控制模块，其被配置为接收指示偏置电压的电压，并且基于偏置电压选择归一化函数；以及
46.处理模块，其被配置为接收输出信号和归一化函数；
47.其中所述处理模块还被配置为将所述归一化函数应用于所述输出信号，以归一化所述输出信号。
48.根据第五方面，本发明提供了一种传感器模块，其包括：
49.传感器；
50.偏置产生器，其被配置为接收供应电压并且产生用于偏置传感器的偏置电压；以及
51.控制器，其被配置为将指示供应电压的信号电压与阈值电压进行比较，并且基于所述比较向偏置产生器输出控制信号；
52.其中偏置产生器被配置为基于控制信号控制偏置电压。
53.为了更好地理解本公开的示例，并且为了更清楚地示出可以如何实施所述示例，现在将仅通过示例的方式参考以下附图，在附图中：
54.图1示出了用于偏置力传感器的电路的示例；
55.图2示出了用于偏置力传感器的电路的另一个示例；
56.图3示出了用于将供应电压与参考电压进行比较的迟滞比较器的示例；
57.图4a至图4c是示出图2的电路操作的时序图；
58.图5是示出图2的电路操作的另一个时序图；以及
59.图6示出了根据实施方案的电子装置的示例。
60.以下描述陈述了根据本公开的示例性实施方案。其他示例性实施方案和实施方式对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。此外，本领域普通技术人员将认识到，可以代替或结合下文讨论的实施方案来应用各种等效技术，并且所有此类等同物将被视为由本公开所涵盖。
61.如上所述，力传感器提供用于实现用户与诸如便携式装置等装置之间的交互的替代手段。近来已经开发了许多不同类型的力传感器。例如，电阻式力传感器、电感式力传感器、电容式力传感器、电阻-电感-电容式力传感器和压电式力传感器已经被探索作为实现用户交互的替代手段。为了使这些力传感器中的任一个成为提供用户交互的可行选项，力传感器应被配置为在使用中具有适当的灵敏度来检测用户交互。
62.图1示出了用于偏置力传感器130的电路100的示例。电路100包括电源(ps)110和偏置产生器模块(bgm)120。电源110可以包括用于存储和供应电力的任何合适的装置，诸如电池b
110
。电路100可以形成便携式电子装置的一部分，并且因此电子装置的部件(诸如触摸屏、扬声器、传声器等)可以从电源110汲取电流(在图1中由i1表示)。电源110将包括一些寄生电阻，在图1中由电阻r
110
表示。然而，应理解，电源110中示出的r
110
是为了说明的目的，并且构成“集总电阻”r
110
的寄生电阻可以存在于整个电路100和/或包含电路100的电子装置中。
63.偏置产生器模块120可以包括任何合适的调节器以接收输入供应电压vs并且以限定的标称值产生偏置电压v
bias
。在一个实施方案中，偏置产生器模块120可以包括线性电压调节器。在一个实施方案中，偏置产生器模块120可以包括低压降调节器(ldo)。偏置产生器模块120将产生的偏置电压v
bias
供应给力传感器130。
64.施加到力传感器130的偏置电压v
bias
建立了力传感器130操作的参考水平，使得施加到力传感器130的力(例如触摸或按压)可以产生可检测的输出信号v
out
。因此，来自力传感器130的输出信号v
out
可以指示用户交互。然后，可以将v
out
提供给下游处理电路/模块，所述下游处理电路/模块可以被配置为响应于v
out
向用户提供反馈和/或启动一些功能。
65.偏置产生器120通常可以包括具有相对较高的电力供应抑制比(psrr)的调节器，使得从电源110供应的电压vs中存在的任何噪声尽可能地被偏置产生器模块120限制。在一个实施方案中，偏置产生器模块120可以包括ldo。ldo可以被配置为具有相对较高的psrr，使得供应电压vs上存在的纹波或噪声可以被ldo抑制到相对较高的程度。因此，ldo的psrr可以限制供应电压vs中存在的、传递到偏置电压v
bias
的噪声量。本领域技术人员当然会理解，ldo只是合适的偏置产生器模块120的一个可能的示例，并且也可以使用呈现合适的psrr的任何电压调节器。
66.因此，包括ldo的偏置产生器模块120可以表现出与抑制噪声相关的有用特性。然而，ldo的性能受到其压降的限制。如本领域技术人员将理解的，压降是为了可靠地调节输出电压而必须维持在供应给ldo的输入电压(例如vs)与输出电压(例如v
bias
)之间的最小裕量。如本领域技术人员还将理解的，任何线性电压调节器也将受到类似的限制，即在调节器输出电压与其输入电压之间应维持适当量的电压裕量，以便将输出电压调节在预期的标称水平。
67.在输入电压由一致且固定的电源供应的应用中，输入电压可以维持在固定水平。因此，利用此类输入电压，可以维持ldo的输入电压与输出电压之间的裕量，使得ldo永远不
会进入“压降”操作。
68.然而，在输入电压由具有有限且衰减的电压的电源(诸如电池)供应的应用中，随着电源的自然放电和使用，ldo的输入电压与输出电压之间的差随着时间而减小。作为电源的此放电的结果，输入电压和输出电压之间的差可能接近ldo的压降。
69.此外，包含电路100的主机装置的诸如显示器、屏幕、扬声器等其他部件可以从电池汲取电流i1，这可以使供应给偏置产生器模块120的供应电压量值vs由于寄生电阻r
110
的影响而减小。因此，供应电压vs与偏置电压v
bias
之间的差可以减小并且接近压降。
70.如果裕量下降到压降以下的水平，则ldo将进入“压降”操作，其中ldo可能无法将输出电压调节到期望的标称水平。
71.在电路100中，如果偏置产生器模块120进入“压降”操作，则偏置电压v
bias
将不会以期望的水平供应给力传感器130。这可能导致力传感器130的灵敏度不可预测，并且可能导致检测到误报或力传感器130未检测到来自用户的交互。
72.适应从衰减源到偏置产生器120的输入电压的一种选择可以是将v
bias
设置在适当低的量值。输入供应电压vs与偏置电压v
bias
之间的差可以被配置为使得提供两个电压之间的差(即v
s-v
bias
)不落在压降以下的足够裕量。然而，力传感器130的灵敏度是v
bias
的函数，因此将v
bias
维持在低量值可能导致力传感器130的灵敏度低，这进而导致用户体验较差，因为用户与力传感器130的交互(例如触摸)可能不会被检测到。
73.图2示出了用于偏置力传感器130的电路200的另一个示例。电路200包括偏置产生器模块120，所述偏置产生器模块以与参考图1所示的电路100描述的基本上相同的方式操作，以产生偏置力传感器130的偏置电压v
bias
。
74.偏置产生器模块120可以从合适的电源接收供应电压vs，并且产生偏置电压v
bias
。电路200示出了由电力供应轨道供应的供应电压vs。应理解，电力供应轨道可以由任何合适的电源(诸如图1所示的电路100的电源110)供电。在一个实施方案中，供应电压vs可以从电池获得。
75.如上面所讨论的，力传感器130可以包括能够检测用户施加的力(例如传感器的触摸或按压)的任何传感器。在一些实施方案中，力传感器130可以包括电阻式力传感器、电感式力传感器、电容式力传感器、电阻式-电感式-电容式力传感器和压电式力传感器中的任一者。在一个实施方案中，力传感器130可以包括电阻式力传感器(诸如基于惠斯通电桥的电阻式力传感器)，所述电阻式力传感器被配置为检测来自用户交互的力并且产生v
out
以做进一步处理。
76.在一个实施方案中，力传感器130可以包括力传感器单元，所述力传感器单元包括多个力传感器。多个力传感器中的每一个可以被配置为接收偏置电压v
bias
以偏置每个力传感器。
77.如关于电路100所讨论的，最小化偏置电压v
bias
中的噪声可以使得提高力传感器130的性能和灵敏度。因此，偏置产生器120可以被配置为具有相对较高的psrr，使得供应电压vs上的噪声和/或纹波在合成偏置电压v
bias
中尽可能地被抑制。因此，在一些实施方案中，偏置产生器120可以包括线性电压调节器，诸如ldo。然而，如上面所讨论的，ldo的性能可能受到其压降的限制。由于力传感器的灵敏度取决于偏置电压v
bias
，因此进入“压降”的ldo会导致偏置电压v
bias
降低，并且进而导致力传感器130的灵敏度降低。
78.电路200包括控制模块(con)140。控制模块140被配置为接收供应电压vs并且将供应电压vs或指示供应电压vs的电压与阈值电压v
th
进行比较，在一个实施方案中，所述阈值电压可以由控制模块140从存储器150选择。应注意的是，本文中指示供应电压vs的电压意味着也包括供应电压vs。控制模块140还被配置为基于所述比较向偏置产生器模块120输出控制信号ctl。偏置产生器模块120还被配置为基于控制信号ctl控制偏置电压v
bias
。
79.如上面所讨论的，在供应电压vs来自衰减源(诸如电池)的情况下，vs将减小，并且最终vs与v
bias
之间的差可能小于偏置产生器模块120的压降。因此，电路200配置有控制模块140，所述控制模块将供应电压vs或从所述供应电压导出的电压与第一合适的阈值电压进行比较。在一些实施方案中，阈值电压被设置为高于偏置产生器模块120的压降的预定义值。因此，供应电压vs下降到第一阈值电压以下指示供应电压vs的量值已经衰减到供应电压vs与偏置电压v
bias
之间的差接近偏置产生器模块120的压降的水平。因此，响应于供应电压vs下降到第一阈值电压以下，控制模块140可以输出适当的控制信号来控制偏置产生器模块120以以较低的量值输出偏置电压v
bias
，以便增加偏置电压v
bias
与供应电压vs之间的差，从而防止偏置产生器120进入“压降”操作。
80.在一个实施方案中，偏置产生器模块120可以可操作以以第一限定量值或不同于第一限定量值的第二限定量值输出偏置电压v
bias
。偏置产生器模块120还可以操作以基于控制信号ctl将偏置电压v
bias
从第一限定量值调整到第二限定量值。
81.偏置电压v
bias
的第二限定量值可以小于第一限定量值，并且响应于确定供应电压vs已经下降到其相关联的阈值电压以下，控制模块140可以向偏置产生器模块120输出控制信号ctl，以控制偏置产生器模块120将偏置电压v
bias
从第一限定量值转变到第二限定量值。响应于接收到控制信号ctl，偏置产生器模块120可以从以第一限定量值输出v
bias
切换到以第二限定量值输出v
bias
。
82.通过以第二(较低)限定量值输出v
bias
，供应电压vs与偏置电压v
bias
之间的差可以增加，使得两个电压之间的差可以大于压降。因此，当偏置电压v
bias
处于第二较低量值时，在偏置产生器模块120进入“压降”操作之前，可以适应供应电压的进一步减小(例如，作为进一步电池放电的结果)。
83.类似地，偏置产生器模块120可以被配置为基于控制信号ctl将偏置电压v
bias
从第二限定电压量值调整到第一限定电压量值。在一个实施方案中，响应于确定供应电压vs已经增加到第二阈值电压(其可以与第一阈值电压相同或不同)以上，控制模块140可以输出控制信号ctl以控制偏置产生器模块120以将偏置电压v
bias
从第二限定量值转变到第一限定量值。响应于接收到此控制信号ctl，偏置产生器模块120可以从以第二限定量值输出v
bias
切换到以第一限定量值输出v
bias
。
84.在一些实施方案中，偏置产生器模块120可以根据供应电压vs的水平以多个不同的限定量值输出v
bias
，如下面将更详细地说明的。
85.参考图2，电路200可以包括存储器(mem)150，所述存储器(mem)可以被配置为存储多个阈值电压值以供控制模块140使用。在一个实施方案中，控制模块140可以被配置为选择多个阈值电压值中的一个来与供应电压vs进行比较。控制模块140还可以被配置为将一个或多个阈值电压值存储在存储器150内以用于与供应电压vs进行比较。
86.如下面将更详细描述的，在一个实施方案中，控制模块140可以基于特定时间点处
供应电压vs的量值(例如供应电压vs的当前或目前量值)来选择阈值电压值。在一个实施方案中，多个阈值电压值可以存储在查找表(lut)中，并且控制模块140可以被配置为基于供应电压vs的电流量值从查找表中选择电压阈值。
87.因此，多个电压阈值可以被预编程并且存储在存储器150中。可以根据压降v
do
和偏置产生器模块120产生的偏置电压量值v
bias
来计算阈值电压值。阈值电压值v
th-n
可以根据以下公式计算：
[0088]vth-n
‑‑vx
v
do
v
bias-n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0089]
其中v
x
是限定的电压值，v
do
是偏置产生器模块120的压降，而v
bias-n
是偏置产生器模块120输出的偏置电压量值。
[0090]
因此，v
x
可以被配置为高于压降v
do
的适当值。例如，v
x
可以为约100mv。响应于供应电压vs衰减到示例性v
th-n
值以下，v
x
的100mv余量确保控制模块140有足够的时间来在供应电压衰减到偏置产生器模块120进入“压降”操作的程度之前向偏置产生器模块120输出控制信号ctl，以将偏置电压v
bias
从例如第一量值减小到第二较小量值。
[0091]
随着偏置电压量值减小，阈值电压值因此也可以通过等式(1)减小对应的量值。因此，可以与可以由偏置产生器120产生的多个偏置电压量值(v
bias-1
、v
bias-2
……vbias-n
)相对应地来计算多个电压阈值(v
th-1
、v
th-2
……vth-n
)。在其他实施方案中，对于不同的偏置电压量值，v
x
值可以不同。取决于电路200的给定应用，可以为每个偏置电压量值确定适当的v
x
值。
[0092]
图3示出了迟滞比较器300，在一些实施方案中所述迟滞比较器可以包括在电路200的控制模块140中。迟滞比较器300可以被配置为接收供应电压vs或指示供应电压vs的电压，并且将供应电压vs或指示供应电压vs的电压与参考电压v
ref
进行比较。参考电压v
ref
对应于阈值电压值v
th-n
中适当的阈值电压值。因此，控制模块140可以从存储器150选择电压阈值，并且将该值作为参考电压v
ref
输入到迟滞比较器300。
[0093]
替代地，参考电压v
ref
可以是固定电压值，并且指示供应电压vs的电压可以变化。例如，存储器150可以包括指示供应电压vs的多个预定电压值。控制模块140可以被配置为基于供应电压vs选择指示供应电压vs的多个预定电压值中的一个来与固定电压参考电压v
ref
进行比较。随着供应电压vs的量值增加/减小，控制模块140可以从对应于供应电压vs的量值的多个预定电压值中选择不同的预定电压值。
[0094]
基于供应电压vs(或指示其的电压)与参考电压v
ref
的比较，迟滞比较器300可以向偏置产生器模块120输出控制信号ctl。图3示出了控制信号ctl可以是两电平(即二进制信号)，其可以取高值或低值。然而，根据本公开，控制信号ctl可以包括用于控制偏置产生器模块120的任何合适的信号。
[0095]
在迟滞比较器300的操作中，供应电压vs的量值可能下降到参考电压v
ref
以下，这指示供应电压vs正在接近偏置产生器模块120将进入压降的水平。作为响应，迟滞比较器300输出控制信号ctl，以使偏置产生器模块120将偏置电压v
bias
从例如第一限定量值转变到第二限定量值。控制信号ctl可以直接输出到偏置产生器模块120，或替代地，控制信号ctl可以在被供应给偏置产生器模块120之前输出到中间处理电路。第二限定量值可以包括比第一限定量值更小的量值。因此，此转变可能会增加供应电压vs与偏置电压v
bias
之间的裕量，并且防止偏置产生器模块进入“压降”操作。
[0096]
当供应电压vs的量值上升到参考电压v
ref
以上、高出迟滞比较器300的迟滞电压hv的量时，迟滞比较器300向偏置产生器模块120输出控制信号ctl，以使偏置产生器模块120将偏置电压v
bias
从第二偏置电压限定量值转变到第一偏置电压限定量值。
[0097]
由于比较器300是迟滞比较器，对在供应电压vs下降时与供应电压vs进行比较的参考电压v
ref
的响应出现在不同于(小于)对在供应电压vs上升时与供应电压vs进行比较的参考电压v
ref
的响应的值。
[0098]
如下面将更详细描述的，迟滞比较器300因此可以施加电压迟滞hv，以防止偏置产生器模块120输出的偏置电压v
bias
的不期望的频繁转变。替代地或另外，迟滞比较器300可以施加时间迟滞h
t
，其中在向偏置产生器模块120输出控制信号ctl以改变偏置电压v
bias
的量值之前，可以施加时间延迟δt。
[0099]
图4a是示出电路200响应于衰减的供应电压vs的操作的时序图。如图4a所示，供应电压vs的量值随时间减小。如上面所讨论的，控制模块140将供应电压vs或由其导出的电压与阈值电压进行比较。控制模块140可以包括迟滞比较器300来执行所述比较。
[0100]
如扩展202中所示，除了包括dc电压分量之外，供应电压vs还可以包括一些ac噪声分量。如参考图1所讨论的，当从电源汲取电流i1时，由于电源中的寄生元件和/或由其他电气部件和布线引起，噪声可能被引入dc供应电压vs。在一些实施方案中，电源和电路200可以形成便携式装置的一部分，并且ac分量可以由在一些移动通信装置中观察到的“大黄蜂效应”(也称为“tdm噪声”)产生。
[0101]
参考图4a，控制模块140可以被配置为将供应电压vs与第一降压电压阈值v
th-1-sd
进行比较。因此，控制模块140可以被配置为从存储器150选择第一降压电压阈值v
th-1-sd
。
[0102]
控制模块140可以基于供应电压vs来选择阈值电压值。因此，在一个实施方案中，控制模块140可以监测供应电压vs，并且确定供应电压vs的量值是在减小还是在增加。响应于供应电压vs的量值正在减小的确定，控制模块140确定偏置电压v
bias
可能需要经历降压转变，以防止偏置产生器模块120进入“压降”操作。因此，控制模块140可以选择对应的降压阈值来用作参考电压v
ref
，迟滞比较器300将(在减小的)供应电压vs与所述参考电压进行比较。
[0103]
类似地，响应于供应电压的量值在增加的确定，控制模块140确定偏置电压v
bias
可能需要经历升压转变。如下面将更详细描述的，增加偏置电压量值可以提高力传感器130的灵敏度。因此，控制模块140可以选择对应的升压阈值电压值来用作参考电压v
ref
，迟滞比较器300将(在增加的)供应电压vs与所述参考电压进行比较。
[0104]
控制模块140还可以基于供应电压vs的量值，例如供应电压vs的目前或当前量值来选择阈值电压值。如上面所讨论的，存储器150可以存储多个阈值电压值。在一个示例中，控制模块140可以确定偏置电压v
bias
可能由于供应电压vs在减小而需要在一段时间之后经历降压转变。因此，控制模块140可以确定供应电压vs的目前量值，并且选择适当的降压阈值电压值。然后，控制模块140可以将此降压阈值电压值与供应电压vs进行比较。
[0105]
类似地，控制模块140可以确定偏置电压v
bias
可能由于供应电压vs在增加而需要在一段时间之后经历升压转变。因此，控制模块140可以确定供应电压vs的当前量值，并且选择最接近供应电压vs的量值的升压阈值电压值。然后，控制模块140可以将此升压阈值电压值与供应电压vs进行比较。
[0106]
参考图4a，在时间t0，供应电压vs被示为衰减。因此，控制模块140可以基于衰减的供应电压vs和t0处的供应电压的量值，选择第一降压阈值电压值v
th-1-sd
来与供应电压vs进行比较。
[0107]
在时间t1处，控制模块140将供应电压vs与第一降压阈值电压v
th-1-sd
进行比较的结果可以指示供应电压vs已经达到或已经下降到第一降压阈值电压v
th-1-sd
以下。因此，这可以指示供应电压vs与偏置电压v
bias
之间的差正在接近偏置产生器模块120的压降v
do
。因此，控制模块140可以向偏置产生器模块120输出控制信号ctl，以控制偏置产生器模块120以从以第一限定量值v
bias-1
输出v
bias
转变到以第二限定量值v
bias-2
输出v
bias
。第二限定量值v
bias-2
小于第一限定量值v
bias-1
，并且因此偏置电压v
bias
可以经历降压转变。
[0108]
控制模块140可以被配置为在输出控制信号ctl之前施加时间延迟δt。因此，在一些实施方案中，当供应电压vs在时间t1衰减到第一降压阈值v
th-1-sd
以下时，控制模块140可以不在供应电压vs下降到第一降压阈值v
th-1-sd
以下时立即输出控制信号ctl，而是可以在时间延迟δt期满后输出控制信号ctl。此时间迟滞可以有助于防止由可能因例如噪声引起的vs瞬态变化导致的从v
bias-1
到v
bias-2
的频繁转变。
[0109]
因此，供应电压vs与偏置电压v
bias
之间在第二限定量值v
bias-2
处的差可能大于偏置产生器模块120的压降v
do
。因此，如图所示，如果供应电压vs在时间t1之后继续衰减，则偏置产生器模块120不会进入“压降”操作。
[0110]
如图4a所示，偏置产生器模块120将偏置电压v
bias
切换到第二较小量值v
bias-2
，从而有效地将出现压降的电压“移位”到较小量值，所述移位对应于v
bias-1
与v
bias-2
之间的量值差。随着压降v
do
的降低，在未来供应电压vs与阈值电压v
th
的比较中，必须选择较低的阈值来反映v
do
的降低。
[0111]
因此，在时间t1处，控制模块140可以选择第二降压阈值电压v
th-2-sd
，以在将来与供应电压vs进行比较。响应于供应电压vs的量值下降到第一降压阈值电压v
th-1-sd
以下，因此可以由控制模块140选择下一个最小降压阈值电压，即第二降压阈值电压v
th-2-sd
。
[0112]
图4a示出了偏置产生器从第一偏置电压量值v
bias-1
转变到第二较小偏置电压量值v
bias-2
。然而，如上面所讨论的，偏置产生器模块120可以被配置为输出多个不同的偏置电压量值。应理解，参考图2a和图2b描述的转变方法可以适用于偏置产生器模块120的任何减小转变，以从第一限定的偏置电压量值转变到小于第一限定的偏置电压量值的第二限定的偏置电压量值。例如，偏置产生器模块120可以将输出偏置电压v
bias
从第二偏置电压量值v
bias-2
转变到第三偏置电压量值v
bias-3
，其中v
bias-3
在量值上小于v
bias-2
。
[0113]
因此，以上关于图4a的讨论适用于偏置产生器120，所述偏置产生器被配置为输出n个偏置电压量值，并且被配置为从第一电压量值v
bias-n-1
转变到进一步更小的量值v
bias-n
。在一些实施方案中，n个偏置电压之间的量值差可以相等。在一些实施方案中，n个偏置电压之间的量值差可以不相等。
[0114]
在偏置产生器120被配置为输出n个偏置电压量值的实施方案中，控制模块140因此可以被配置为将供应电压vs与n个电压阈值量值进行比较。因此，n个偏置电压中的每一个可以与n个电压阈值中的对应电压阈值相关联，使得当偏置产生器模块120输出v
bias-n
处的偏置电压时，控制模块被配置为将供应电压vs与对应于v
bias-n
的阈值电压v
th-n
进行比较。
[0115]
应理解，当供应电压vs源自衰减源时，在所述源中可能存储有有限量的能量。因
此，在一定的衰减时间之后，源中可能基本上没有能量剩余并且vs＝0v。还应理解，偏置产生器120因此不能无限期地转变到较低的偏置电压量值，并且将存在偏置产生器可以输出的有限数量的n个偏置电压量值。
[0116]
图4b是示出电路200响应于供应电压vs在增加而进行的操作的时序图。供应电压vs可以从通常衰减的源(诸如电池)获得。然而，提供供应电压vs的电源可以连接到充电源。因此，供应电压vs的量值可能会增加。
[0117]
在时间t2处，偏置产生器模块120可以以第二限定的偏置电压量值v
bias-2
输出偏置电压。基于供应电压vs的量值和在时间t2处供应电压vs的量值在增加，控制模块可以选择第二升压阈值电压v
th-2-su
来与供应电压vs进行比较。
[0118]
如图所示，第二升压阈值电压值v
th-2-su
在量值上可以大于第二降压阈值电压值v
th-2-sd
。两个限定的偏置电压v
bias
之间的升压转变和降压转变的阈值电压量值的差有助于减轻偏置产生器模块120的频繁切换。
[0119]
如上面关于图2a所讨论的，可能存在由供应电压vs携载的ac噪声分量。如果阈值电压值相同，则控制模块140可以确定供应电压已经衰减到电压阈值v
th-1
以下。响应于此比较，偏置产生器模块可以将偏置电压从v
bias-1
转变到v
bias-2
。然而，由于ac噪声分量的随机特性，此分量可能使供应电压vs的量值反复上升到阈值电压v
th-1
以上，然后在短时间段之后回落到阈值电压v
th-1
以下。此行为可以使控制模块140控制偏置产生器模块120以经历v
bias-1
与v
bias-2
之间的频繁转变。此行为是不期望的，因为它增加了偏置产生器模块120的应变。频繁转变也可能将一些噪声引入偏置电压v
bias
，这可能降低力传感器130的性能。
[0120]
在另一个示例中，在供应电压vs增加到阈值电压以上(例如v
th-1
)之后不久，供应vs的电源可以从充电源断开。在此类示例中，当供应电压vs增加到阈值v
th-1
以上时，控制模块140可以输出控制信号ctl来控制偏置产生器模块120以将偏置电压从v
bias-2
转变到v
bias-1
。
[0121]
然而，如果电源在供应电压vs增加到阈值v
th-1
以上时或之后不久与充电源断开，则供应电压vs可以立即开始衰减，并且同样可以在增加到阈值v
th-1
以上之后不久下降到阈值v
th-1
以下。在此情况下，控制模块140可以在经历相反的转变之后不久，输出控制信号ctl以使偏置产生器模块120从v
bias-1
转变到v
bias-2
。此频繁转变可能再次是不期望的。
[0122]
此外，如果充电源在阈值电压处或基本上在阈值电压处断开，则控制模块140可能没有足够的时间来响应于衰减的供应电压vs而输出控制信号ctl。因此，在控制模块140有时间输出适当的控制信号ctl之前，vs与v
bias
之间的差可以减小到电压产生器模块120进入“压降”操作的点。
[0123]
因此，在一些实施方案中，施加电压迟滞hv以防止此类频繁的转变行为。存储器150可以为两个偏置电压之间的增加转变存储比对应的减小转变更大的阈值电压。因此，控制模块140可以将供应电压vs与第二降压电压阈值v
th-2-sd
进行比较，以在v
bias-1
与v
bias-2
之间进行减小转变，并且将供应电压vs与高于第二降压电压阈值v
th-2-sd
的第二升压电压阈值v
th-2-su
进行比较，以在v
bias-1
与v
bias-2
之间进行增加转变。
[0124]
尽管上面已经描述了单独的降压电压和升压阈值电压值，但是在另一个实施方案中，可以不提供单独的升压电压阈值和降压电压阈值。相反，迟滞比较器可以被设计成为升压转变提供比对应的降压转变更大的电压阈值。
[0125]
再次参考图4b，在时间t3处，供应电压vs可以增加到第二降压阈值电压值v
th-2-sd
以
上。然而，如上面所讨论的，这不会使偏置电压v
bias
经历增加转变，以避免频繁的偏置电压v
bias
转变。
[0126]
在时间t4处，供应电压vs可以增加到第二升压电压阈值v
th-2-su
以上。响应于此比较，控制模块140可以向偏置产生器模块120输出控制信号ctl，以将偏置电压从第二限定的偏置电压量值v
bias-2
转变到第一偏置电压量值v
bias-1
，如图所示。
[0127]
第一限定的偏置电压量值v
bias-1
可以是可由偏置产生器模块120输出的最大量值偏置电压v
bias
。因此，除了v
bias-1
之外，可能没有偏置产生器模块可以转变到的升压转变。因此，随着偏置电压v
bias
以最大可能的量值输出，并且随着供应电压的量值增加，控制模块140可以不将供应电压与任何阈值电压v
th
进行比较。
[0128]
图4c是示出电路200响应于供应电压vs在增加而进行的操作的另一个时序图。在时间t2处，偏置产生器模块120可以以第二限定的偏置电压量值v
bias-2
输出偏置电压v
bias
。如关于图4b所描述的，由于在时间t0处供应电压vs的量值和量值在增加，控制模块140因此可以选择第二升压阈值电压值v
th-2-su
来与供应电压vs进行比较。
[0129]
在时间t3处，供应电压vs可以增加到第二升压阈值电压值v
th-2-su
以上。然而，如图所示，偏置电压v
bias
不响应于时间t3处的此比较结果立即经历量值增加转变。而是在图4c中，当时间延迟δt在时间t4期满时，偏置电压v
bias
可以从第二限定的偏置电压量值v
bias-2
转变到第一限定的偏置电压量值v
bias-1
。
[0130]
因此，控制模块140可以被配置为响应于确定供应电压vs已经增加到阈值电压以上而施加时间延迟δt。在时间延迟δt期满时，控制模块140可以向偏置产生器模块120输出控制信号ctl，以控制偏置产生器模块120以从以第二限定的偏置电压量值v
bias-2
输出偏置电压v
bias
转变到大于第二限定的偏置电压量值v
bias-2
的第一限定的偏置电压量值v
bias-1
。
[0131]
控制模块140在输出控制信号ctl之前施加时间延迟δt有助于防止偏置产生器模块120经历频繁转变。可以选择时间延迟δt，以便允许有足够的时间来在使偏置电压v
bias
改变之前使由噪声引起的瞬态效应(诸如电压尖峰)稳定或消退。
[0132]
如所描述的，供应电压vs可以包括ac噪声分量，所述ac噪声分量可以使供应电压vs增加到阈值电压以上，例如v
th-2-su
。然而，在控制模块140已经确定供应电压vs已经增加到阈值电压以上之后不久，ac分量可以使供应电压vs下降到阈值电压以下。在没有施加时间延迟δt的情况下，每当供应电压vs在阈值电压以上和以下时，偏置电压可能转变。当供应电压vs包括ac噪声分量时，由于瞬态噪声效应，这会导致偏置电压v
bias
的频繁转变，如上面所讨论的，这是不期望的。
[0133]
因此，在偏置电压经历升压转变之前，时间延迟δt的施加允许有足够的时间来使瞬态效应消逝。
[0134]
可以针对给定系统适当地选择时间延迟δt。时间延迟可以预先确定并且存储在存储器150中。时间延迟δt可以基于例如给定系统的供应电压vs的预期增加率来预先确定。
[0135]
在一个实施方案中，控制模块140可以在时间延迟δt期间监测供应电压。在时间延迟δt期间，控制模块140可以确定供应电压vs的总体趋势已经开始衰减并且不再在量值上增加。例如，提供供应电压的电源可能与充电源断开，并且因此供应电压将开始衰减。因此，控制模块140可以暂停或停止时间延迟δt，而不输出控制信号ctl。如果供应电压vs随
后衰减到阈值电压以下，例如v
th-2-su
，则控制模块140可以确定偏置电压v
bias
应维持在较低的电压量值(例如v
bias-2
)，并且因此可以不输出控制信号ctl。此操作再次减轻了偏置产生器120经历频繁切换转变的影响。
[0136]
如上面所描述的，在时间延迟δt期间，供应电压vs的状态可以切换以指示供应电压vs的量值在减小。然而，供应电压vs的状态可以在时间延迟δt期间再次切换，以指示在供应电压vs下降到阈值电压(例如v
th-2-su
)以下之前，供应电压vs的量值正在增加。例如，提供供应电压vs的电源可以在相对较短的时间段之后重新连接之前暂时与充电源断开。
[0137]
因此，控制模块140可以响应于供应电压vs的状态的第二变化重新施加时间延迟δt。响应于重新施加的时间延迟δt的期满，控制模块140还可以输出控制信号ctl。时间延迟δt的重新施加可以再次允许有足够的时间来在输出控制信号ctl以控制偏置电压v
bias
以经历增加转变之前，使瞬态效应消退或稳定。
[0138]
在一个实施方案中，存储器150可以存储第二时间延迟δt2(未示出)，以响应于供应电压vs的改变方向(增加/减小)上的切换而施加。在一个实施方案中，第二时间延迟δt2可以短于时间延迟δt。
[0139]
本领域技术人员将会理解，关于图4b和图4c的公开可以被组合。对于相同的两个偏置电压量值，两个限定的偏置电压量值之间的升压转变可以基于量值大于降压阈值电压值的升压阈值电压值。控制模块140还可以被配置为在时间延迟期满时，响应于供应电压量值保持大于较大的升压阈值电压值来输出控制信号ctl。
[0140]
图5是示出偏置产生器模块120和控制模块140响应于供应电压vs变化而进行的操作的曲线图。图5示出了供应电压vs随时间的变化。如关于图4a至图4c所描述的，电压vs可以从诸如电池的源获得，并且可以用于向偏置产生器模块120供应电压vs。供应电压vs也可以用于向主机电子装置的其他部件供电。因此，在一些实施方案中，由于从电源汲取电流以向偏置产生器模块120和其他部件供电，在t0处，供应电压vs可能开始随时间衰减。
[0141]
偏置产生器120可以被配置为输出多个不同的偏置电压量值。在图5所示的实施方案中，偏置产生器模块120可以被配置为输出三个限定的偏置电压量值v
bias-1
、v
bias-2
和v
bias-3
。如图所示，偏置电压量值从v
bias-1
减小到v
bias-3
。然而，本领域技术人员将会理解，可以应用关于图5的公开来使偏置产生器模块120输出任意数量的限定的偏置电压量值。
[0142]
在t0处，偏置产生器120可以被配置为输出具有第一量值v
bias-1
的偏置电压。v
bias-1
可以对应于偏置产生器模块120输出的最大偏置电压量值。
[0143]
在t0与t1之间，控制模块140可以将供应电压vs与降压阈值电压进行比较，以防止偏置产生器模块进入“压降”操作。因此，在时间段t
0-t1期间，在偏置电压v
bias
被配置为第一量值v
bias-1
的情况下，控制模块140可以将供应电压vs与第一降压阈值电压v
th-1-sd
进行比较。
[0144]
在t1处，控制模块140可以确定供应电压vs的量值已经下降到第一降压阈值电压v
th-1-sd
以下。如参考图4a所讨论的，控制模块140因此可以输出控制信号ctl来控制偏置产生器模块120，以将偏置电压v
bias
从第一量值v
bias-1
转变为第二较小量值v
bias-2
。因此，如上面所描述的，供应电压vs可以继续衰减，而偏置产生器模块120不进入“压降”操作。
[0145]
在t1处，随着供应电压vs处于第一降压阈值电压值v
th-1-sd
的量值以下并且继续衰减，控制模块140可以选择第二降压电压阈值v
th-2-sd
作为电压阈值v
th
。
[0146]
如图5中所示，在时间段t1至t2期间，供应电压vs继续衰减。在时间t2处，控制模块
140确定供应电压vs已经达到第二降压电压阈值v
th-2-sd
。在时间t2处，控制模块140因此可以再次向偏置产生器模块120输出控制信号ctl，来控制偏置产生器模块120以将偏置电压v
bias
从第二偏置电压量值v
bias-2
转变到第三偏置电压量值v
bias-3
。如图所示，第三偏置电压量值v
bias-3
具有比第二偏置电压量值v
bias-2
更小的量值。可以以上述使偏置产生器模块120从v
bias-1
转变到v
bias-2
的方式来执行偏置产生器模块120的此操作。
[0147]
如图所示，在时间段t2与t3之间，偏置电压v
bias
在v
bias-3
处输出，供应电压vs继续衰减，偏置产生器不进入“压降”操作。在此时间段期间，控制模块140还可以被配置为将供应电压vs与第三降压电压阈值v
th-3-sd
(未示出)进行比较。第三降压电压阈值v
th-3-sd
可以被设置为比第二降压电压阈值v
th-2-sd
小的量值。如果供应电压vs下降到第三降压电压阈值v
th-3-sd
以下，则控制模块将向偏置产生器模块120输出控制信号ctl，以将偏置电压从第三偏置电压量值v
bias-3
转变到第四偏置电压量值v
bias-4
(未示出)。v
bias-4
可以具有比第三偏置电压量值v
bias-3
更小的量值。
[0148]
在时间t3处，供应电压vs停止衰减并且量值开始增加。例如，此变化可以对应于连接到外部电源并且被充电的电池。在另一个示例中，由于主机装置的其他部件(例如，主机装置的显示器或屏幕)被断电，从主机装置的电池汲取的电流可能减少，使得寄生电阻r
110
的影响减小。
[0149]
如上面所描述的，控制模块140可以被配置为基于变化的供应电压量值vs来选择阈值电压值v
th
。在时间t3处，控制模块可以确定供应电压的量值已经从减小变为增加。因此，在时间t3处，控制模块140可以选择第二升压阈值电压值v
th-2-su
。一旦供应电压增加到第二升压阈值电压值v
th-2-su
以上，在时间t4处偏置电压便经历从v
bias-3
到v
bias-2
的转变。
[0150]
在时间t5处，控制模块140还可以基于供应电压vs增加到第二升压电压阈值v
th-2-su
以上并且供应电压vs的量值继续增加，来选择第一升压电压阈值v
th-1-su
以在将来与供应电压vs进行比较。
[0151]
再次参考图5，在时间段t3与t6之间，供应电压vs的量值正在增加。在时间t5处，供应电压vs的量值可能停止增加并且开始衰减。例如，供应供应电压vs的电池可以在t5处从充电源断开。因此，在时间t5处，控制模块140可以基于供应电压在减小来调整电压阈值v
th
。
[0152]
基于在时间t5处供应电压vs在减小和供应电压vs的量值，控制模块140可以选择第二降压阈值v
th-2-sd
来与供应电压vs进行比较。
[0153]
在时间t5与t6之间，供应电压vs衰减，并且控制模块140将供应电压vs与第二降压阈值v
th-2-sd
进行比较。在时间t6处，控制模块140可以确定供应电压vs已经达到第二降压阈值v
th-2-sd
。因此，控制模块140输出控制信号ctl，以使偏置产生器模块120将偏置电压从v
bias-2
转变到v
bias-3
。此操作可以基本上与在上面讨论的时间t2处描述的操作相对应。
[0154]
在时间t6与t7之间，控制模块140将供应电压vs与第三降压电压阈值v
th-3-sd
(未示出)进行比较，所述第三降压电压阈值的量值可以小于第二降压电压阈值v
th-2-sd
的量值，如上面在时间t2至t3之间类似描述的。
[0155]
在时间t7处，供应电压vs的量值停止衰减，并且替代地开始增加。因此，控制模块140基于供应电压vs的量值在增加来调整电压阈值。
[0156]
如参考图4c所描述的，控制模块140可以被配置为在输出控制信号ctl之前施加时间延迟δt，以将偏置电压v
bias
转变为经历增加转变(即，向转变施加时间迟滞h
t
)。在此类实
施方案中，控制模块140可以为两个偏置电压阈值之间的增加转变和减小转变选择相同的阈值电压值，或可以替代地通过为增加和减小供应电压vs的量值选择不同的阈值电压值来继续施加电压迟滞hv。
[0157]
例如，控制模块140可以被配置为将供应电压vs与第二降压电压阈值v
th-2-sd
进行比较，以将偏置电压从v
bias-2
转变到v
bias-3
，并且反之亦然。然而，对于例如从v
bias-3
到v
bias-2
的增加量值的转变，控制模块140可以被配置为在确定供应电压vs何时已经上升到阈值电压以上与输出控制信号ctl之间施加时间延迟δt。如上面所描述的，此操作减轻了偏置产生器模块120的频繁切换。为减小和增加偏置电压的转变仅存储一个阈值可以减小将阈值电压值存储在存储器150中所需的存储器的量。
[0158]
因此，在接下来的描述中，第二降压阈值电压值v
th-2-sd
被控制模块140用作用于偏置电压v
bias
的增加转变和减小转变两者的单个阈值电压。
[0159]
因此，在时间t7处，控制模块可以选择第二降压电压阈值v
th-2-sd
来与供应电压vs进行比较。在时间t8处，控制模块140可以确定供应电压vs已经达到或上升到第二降压电压阈值v
th-2-sd
以上。然而，如图所示，在时间t8处，偏置电压v
bias
保持在第三偏置电压量值v
bias-3
。如上面所讨论的，控制模块140可以在向偏置产生器模块120输出控制信号ctl之前施加时间延迟δt。
[0160]
在时间t9处，时间延迟δt期满，并且因此控制模块140可以向偏置产生器模块120输出控制信号ctl，以将偏置电压v
bias
从第三偏置电压值v
bias-3
转变到第二偏置电压值v
bias-2
。
[0161]
在图5所示的实施方案中，时间延迟δt可以被配置为使得当时间延迟δt期满时，供应电压vs在时间t9处具有基本上等于第二升压阈值电压v
th-2-su
的量值。然而，在其他实施方案中，时间延迟δt可以被配置为使得在偏置电压v
bias
经历增加转变之前，供应电压vs可以包括阈值电压以上的任何适当的量值。
[0162]
因此，图5示出了控制模块140和偏置产生器模块120响应于供应电压vs的变化的操作。如所描述的，控制模块140可以响应于供应电压vs的变化而控制偏置产生器模块120的操作以输出偏置电压量值v
bias-1
、v
bias-2
和v
bias-3
。如上面所讨论的，力传感器130的灵敏度可能受到偏置电压量值的影响。
[0163]
偏置产生器模块120以第一限定的偏置电压量值v
bias-1
输出偏置电压，这对应于偏置产生器模块120的最大可配置量值。在第一偏置电压量值v
bias-1
下，力传感器130的灵敏度因此可以处于最大工况。
[0164]
如上面所描述的，力传感器的灵敏度与偏置电压v
bias
相关(例如成比例)。因此，在偏置电压设置在最大可用量值的情况下，力传感器130的灵敏度可能不会降低，并且来自力传感器130的输出信号v
out
可以被提供给下游处理电路/模块。
[0165]
再次参考图2，在一些实施方案中，输出信号v
out
因此可以被提供给处理电路/模块(pm)160。
[0166]
如上面所讨论的，供应电压vs可能由于从电源汲取电流而衰减。供应电压vs可能衰减到第一降压电压阈值v
th-1-sd
。当控制模块140检测到供应电压vs已经下降到第一降压电压阈值v
th-1-sd
时，控制模块140向偏置产生器模块120输出控制信号ctl，以将偏置电压v
bias
从第一偏置电压量值v
bias-1
转变到第二偏置电压量值v
bias-2
。
[0167]
由于第二偏置电压量值v
bias-2
低于第一偏置电压v
bias-1
的量值，因此减小的偏置电压量值可能对力传感器130的灵敏度有影响。例如，降低的偏置电压v
bias
可能意味着用户将不得不对力传感器130施加增加的力量值来检测用户交互。这在没有其他处理步骤来减轻此类影响的情况下可能会导致用户体验降级。
[0168]
因此，在一个实施方案中，控制模块140可以被配置为接收偏置电压v
bias
和/或指示偏置电压v
bias
的电压。控制模块140还可以被配置为将归一化函数norm应用于力传感器130的输出信号v
out
，以归一化输出信号v
out
。归一化函数norm可以基于偏置电压v
bias
的量值。
[0169]
归一化函数norm可以被配置为在v
bias
以v
bias-1
以下的量值(例如v
bias-2
)输出时，归一化输出信号。归一化函数因此可以归一化输出信号v
out
，使得偏置电压v
bias
处于较低量值的v
out
的特性基本上对应于v
bias
设置在最大量值(即v
bias-1
)的输出信号v
out
特性。因此，归一化函数的应用可以抵消由于偏置电压v
bias
的量值减小而导致的力传感器130的灵敏度减小。
[0170]
再次参考图2，归一化函数norm可以由处理电路/模块160应用于输出信号v
out
。处理电路/模块160可以从控制模块140接收归一化函数norm，并且从力传感器130接收输出信号v
out
。处理电路/模块160然后可以将归一化函数norm应用于输出信号v
out
，以输出归一化输出信号v
out-norm
。归一化输出信号v
out-norm
可以从处理电路/模块160输出到其他处理电路/模块(未示出)，这可以基于从归一化输出信号v
out-norm
检测到的用户交互来启用一些功能。
[0171]
在一些实施方案中，存储器150可以包括对应于多个限定的偏置电压量值的多个归一化函数。因此，控制模块140可以被配置为接收偏置电压v
bias
和/或指示偏置电压v
bias
的电压，并且基于偏置电压量值选择多个归一化函数中的对应归一化函数。控制模块140可以被配置为向处理电路/模块160供应对应的归一化函数norm，所述处理电路/模块可以被配置为将归一化函数norm应用于输出信号v
out
。
[0172]
如所讨论的，在偏置电压被配置为偏置产生器模块120的最大可配置限定量值的情况下，力传感器130的灵敏度可能不会降低。因此，在一个实施方案中，对应于最大偏置电压量值的归一化函数可以对应于基本上没有归一化。
[0173]
因此，对于电路200的给定应用，可以对多个归一化函数进行预编程。归一化函数可以在软件中计算，以补偿由于偏置电压v
bias
的量值减小而导致的力传感器130的灵敏度降低。
[0174]
在一些实施方案中，如果归一化函数norm能够针对减小的偏置电压量值v
bias
适当地归一化对应的输出信号v
out
，则偏置电压v
bias
的量值下降量可能存在限制。随着vbias的减小，力传感器130的输出vout的量值也减小，并且因此vout的信噪比(snr)也将减小。snr可能减小到归一化不能补偿减小的snr的此类水平。这可能导致不良影响，诸如用户交互的错误检测。
[0175]
因此，在一些实施方案中，响应于供应电压vs减小到最低量值电压阈值v
th-n
以下，处理电路/模块160可以被配置为忽略或忽视输出信号v
out
。当供应电压vs的量值衰减到n个值的第n电压阈值以下时，偏置电压v
bias
可以被配置为n个偏置电压量值中对应的第n偏置电压量值v
bias-n
。v
bias-n
偏置力传感器130可以提供输出信号v
out
，其中即使在归一化操作之后，所得的归一化输出信号v
out-norm
也可以包括显著的噪声分量。
[0176]
因此，如果向下游处理电路/模块提供此类“有噪声的”归一化输出信号v
out-norm
，则这可能导致用户体验降级，诸如用户活动的误报检测。因此，当控制模块140确定供应电压vs的量值已经减小到第n电压阈值v
th-n
以下时，控制模块140可以控制处理模块160来忽略或忽视输出信号v
out
。因此，当供应电压vs已经衰减到第n电压阈值v
th-n
以下时，处理模块160可以不对输出信号v
out
应用归一化函数。
[0177]
当供应电压vs已经衰减到第n电压阈值v
th-n
以下时，应理解，被供应电压供以电力的各种其他电路/模块也可能不操作。在一个实施方案中，电路200可以结合在电子装置中，并且供应电压vs也可以为电子装置的其他部件供电，例如触摸屏、扬声器、传声器等。随着供应电压衰减到第n电压阈值v
th-n
以下，供应电压vs可能不供应足够的电力来可靠地为电子装置的任何部件供电。因此，提供供应电压的电源可以被认为是“平坦的”，并且可能不能为电子装置的任何部件供电。
[0178]
以上描述已经在力传感器的背景下呈现了所公开的方面。然而，例如，上述公开内容也适用于由从有限电压源(例如电池，诸如mems换能器或应变仪)获得的偏置电压偏置的任何其他类型的传感器。然而，本领域技术人员将理解，本公开可以适用于任何其他合适的传感器。
[0179]
本发明的实施方案可以在电子装置中实施，尤其是在便携式和/或电池供电的装置中。图6示出了包括电源610、偏置产生器模块620、(一个或多个)力传感器630和控制模块640的电子装置600。控制模块640和偏置产生器模块620可以如上面所描述的操作，以偏置(一个或多个)力传感器630。(一个或多个)力传感器630可以提供用户接口。电子装置600可以是便携式或电池供电的装置，例如，平板计算机或膝上型计算机，或智能电话或智能手表等，或通信接口装置，诸如智能扬声器或其他智能收听装置。因此，电源610可以包括电池。所述装置可以是家用电器。所述装置可以包括应用处理器(ap)650，并且在一些实施方式中，ap 650可以可操作以响应于从(一个或多个)力传感器630检测到的用户交互来配置来自电子装置600的功能。装置600可以具有至少一个其他用户接口660，例如用于向用户显示输出，并且在一些应用中，应用处理器650可以可操作以响应于来自(一个或多个)力传感器630的检测到的用户交互而经由ui 660显示输出。
[0180]
本领域技术人员将认识到，上述设备和方法的一些方面(例如发现和配置方法)可以实施为处理器控制代码，例如实施在非易失性载体介质(诸如磁盘、cd或dvd-rom)、经编程的存储器(诸如只读存储器(硬件))、数据载体(诸如光或电信号载体)上对于许多应用，实施方案将实施于dsp(数字信号处理器)、asic(专用集成电路)或fpga(现场可编程门阵列)上。因此，代码可以包括常规的程序代码或微代码，或例如用于设置或控制asic或fpga的代码。代码还可以包括用于动态地配置可再配置设备(诸如可再编程逻辑门阵列)的代码。类似地，代码可以包括用于硬件描述语言(诸如verilog
tm
或vhdl(超高速集成电路硬件描述语言))的代码。如技术人员应理解的，代码可以分布在彼此通信的多个耦合部件之间。在适当时，还可以使用在现场可编程(可重新编程)模拟阵列或类似装置上运行以便配置模拟硬件的代码来实施所述实施方案。
[0181]
应注意，上述实施方案示出而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下设计许多替代实施方案。词语“包括”不排除权利要求中列出的元件或步骤之外的元件或步骤的存在，“一”或“一个”不排除多个，并且单个特征或其
他单元可以满足权利要求中列举的若干单元的特征。权利要求中的任何附图标记或标签都不应被解释为限制它们的范围。诸如放大或增益等术语包括可能对信号应用小于1的比例因子。