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터치시 정전용량이 변하는 제1커패시터 및 제2커패시터;
상기 제1커패시터와 제2커패시터 사이에 직렬 연결되는 저항;
상기 제1커패시터와 상기 저항 사이의 노드에 연결되어, 상기 제1커패시터의 방전과 제2커패시터의 충전을 수행하는 제1충방전부;
상기 제2커패시터와 상기 저항 사이의 노드에 연결되어, 상기 제2커패시터의 방전과 제1커패시터의 충전을 수행하는 제2충방전부;
상기 각 커패시터가 각각의 충방전부에 의해 개별 방전되고 다시 충전되는 동안, 상기 각 커패시터 측 전압인 제1충전전압 및 제2충전전압이 각각 제1기준전압 및 제2기준전압에 도달하는 경우 High신호를 출력하는 제1비교기 및 제2비교기;
각 비교기의 출력이 Low신호에서 High신호로 전환되는데 경과한 시간인 제1지연시간 및 제2지연시간을 각각 카운트한 후 양자화하여, 양자화 제1지연시간 및 양자화 제2지연시간을 각각 출력하는 제1카운터 및 제2카운터; 및
상기 양자화 제1지연시간과 양자화 제2지연시간 간의 비율을 연산하는 연산부를 포함하는, 저항과 클록 주파수에 무관한 정전용량 센싱 터치키
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2
청구항 1에 있어서, 상기 제1충방전부는,
상기 제1커패시터에 병렬 연결되어 On 동작시 상기 제1커패시터를 방전시키는 제1방전스위치; 상기 저항과 제1커패시터 사이의 노드에 연결되어, On 동작시 상기 제2커패시터를 충전시키는 제1충전스위치; 및 상기 제1충전스위치에 연결되어 상기 제2커패시터를 충전시키기 위한 충전용 전압을 제공하는 제1전원부를 포함하며,
상기 제2충방전부는,
상기 제2커패시터에 병렬 연결되어 On 동작시 상기 제2커패시터를 방전시키는 제2방전스위치; 상기 저항과 상기 제2커패시터 사이의 노드에 연결되어, On 동작시 상기 제1커패시터를 충전시키는 제2충전스위치; 및 상기 제2충전스위치에 연결되어 상기 제1커패시터를 충전시키기 위한 충전용 전압을 제공하는 제2전원부를 포함하는, 저항과 클록 주파수에 무관한 정전용량 센싱 터치키
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3
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제1비교기 및 제2비교기는,
상기 각 커패시터로부터 입력받은 각각의 충전전압과, 외부로부터 입력받은 각각의 기준전압을 상호 비교하여 동작되는 OP앰프 형태인, 저항과 클록 주파수에 무관한 정전용량 센싱 터치키
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4
청구항 1에 있어서, 상기 제1충방전부는,
상기 제2커패시터의 충전을 위한 충전용 전압과, 상기 제1커패시터의 방전을 위한 영전압을 각각 입력신호로 하여, 두 입력신호 중 하나를 실렉트(Select) 신호에 따라 선택적으로 출력하는 제1먹스(MUX); 및 상기 제1먹스와 제1커패시터 사이에 연결되고 상기 제1먹스에서 출력되어 입력받은 신호를 이네이블(Enable) 신호에 따라 출력하여, 상기 제1커패시터의 방전 또는 상기 제2커패시터의 충전이 가능하게 하는 제1삼상버퍼를 포함하고,
상기 제2충방전부는,
상기 제1커패시터의 충전을 위한 충전용 전압과, 상기 제2커패시터의 방전을 위한 영전압을 각각 입력신호로 하여, 두 입력신호 중 하나를 실렉트(Select) 신호에 따라 선택적으로 출력하는 제2먹스(MUX); 및 상기 제2먹스와 제2커패시터 사이에 연결되고 상기 제2먹스에서 출력되어 입력받은 신호를 이네이블(Enable) 신호에 따라 출력하여, 상기 제2커패시터의 방전 또는 상기 제1커패시터의 충전이 가능하게 하는 제2삼상버퍼를 포함하는, 저항과 클록 주파수에 무관한 정전용량 센싱 터치키
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5
청구항 1 또는 청구항 4에 있어서, 상기 제1비교기 및 제2비교기는,
상기 각 커패시터로부터 입력받은 각각의 충전전압과, 내장된 각각의 기준전압을 상호 비교하여 동작되는 슈미트트리거 형태인, 저항과 클록 주파수에 무관한 정전용량 센싱 터치키
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6
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 저항과 클록 주파수에 무관한 정전용량 센싱 터치키의 동작 방법에 관한 것으로서,
(a) 상기 연산부에서 상기 양자화 제1지연시간 및 상기 양자화 제2지연시간을 각각 m회 측정하는 단계; 및
(b) 상기 연산부에서 상기 양자화 제2지연시간을 상기 양자화 제1지연시간으로 나눈 비의 평균값을 상기 m회에 대해 연산하여, 상기 평균값이 기 설정된 제1 양의 상수보다 큰 경우, 상기 제2커패시터 측의 노드가 터치된 것으로 판단하고, 상기 평균값이 기 설정된 제2 양의 상수보다 작은 경우, 상기 제1커패시터 측의 노드가 터치된 것으로 판단하는 단계를 포함하며, 상기 제1 양의 상수는 상기 제2 양의 상수보다 큰 수인, 저항과 클록 주파수에 무관한 정전용량 센싱 터치키의 동작 방법
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7
청구항 6에 있어서, 상기 (a) 단계는,
(c) 상기 각 충방전부를 이용하여 상기 각 커패시터 측의 충전전압을 모두 0으로 초기화하는 단계;
(d) 상기 저항 및 상기 제2커패시터에 의한 상기 제2지연시간을 구하기 위해, 상기 제1충방전부를 이용하여 상기 제2커패시터를 충전하고, 상기 제2충전전압이 상기 제2기준전압에 도달하면, 상기 제2비교기가 High신호를 출력하는 단계;
(e) 상기 제2카운터가 상기 제2지연시간을 카운트한 후 양자화하여 상기 양자화 제2지연시간을 출력하는 단계;
(f) 상기 각 충방전부를 이용하여 상기 각 커패시터 측의 충전전압을 0으로 다시 초기화하는 단계;
(g) 상기 저항 및 상기 제1커패시터에 의한 상기 제1지연시간을 구하기 위해, 상기 제2충방전부를 이용하여 상기 제1커패시터를 충전하고, 상기 제1충전전압이 상기 제1기준전압에 도달하면 상기 제1비교기가 High신호를 출력하는 단계;
(h) 상기 제1카운터가, 상기 제1지연시간을 카운트한 후 양자화하여 상기 양자화 제1지연시간을 출력하는 단계; 및
(i) 상기 (c) 단계 내지 (h) 단계를 상기 m회 수행하는 단계를 포함하는, 저항과 클록 주파수에 무관한 정전용량 센싱 터치키의 동작 방법
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