CN106354327A - 一种信号接收处理电路及红外触摸系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号接收处理电路，包括红外接收模块、第一电容和差分运算放大模块；所述红外接收模块包括电源输入端和信号输出端；所述红外接收模块的电源输入端通过所述第一电容与所述差分运算放大模块的反相输入端连接，所述红外接收模块的信号输出端与所述差分运算放大模块的同相输入端连接。相应的，本发明还公开了两种红外触摸系统。本发明中的差分运算放大模块通过反相输入端接收第一电容耦合过来的干扰信号，通过同相输入端接收红外接收模块发送的红外信号和干扰信号，分离所述红外信号和干扰信号后，对红外信号进行放大的同时对干扰信号进行有效抑制，从而提高红外触摸屏的抗干扰能力。

Description

一种信号接收处理电路及红外触摸系统

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种信号接收处理电路及红外触摸系统。

背景技术

红外触摸屏，是在触摸屏四周分别密布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵，密布的红外发射管按顺序发射红外线，红外接收管接收该红外线。用户在触摸屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖方向的红外线，因此可以判断出触摸点在屏幕的位置。

图1所示是现有技术中红外触摸屏的信号接收处理电路，包括红外接收管PD、电阻R、电容C和运算放大器A，如图1所示，红外接收管PD的负极为电源输入端VCC1，红外接收管PD的正极通过电容C与运算放大器A的同相输入端连接，运算放大器A的反相输入端接入参考电压VCC2。红外接收管PD接收到红外信号后，将所述红外信号连同干扰信号(电路自身产生、外界传导或辐射产生的干扰信号)通过电容C耦合至运算放大器A的同相输入端，运算放大器A对所述信号进行放大后发送至MCU的A/D转换输入端，MCU对所述信号进行识别，判断红外触摸屏是否被触摸。因干扰信号的存在，容易造成红外触摸屏不能准确识别和利用红外信号而进行误动作，抗干扰能力差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种信号接收处理电路及红外触摸系统，有效抑制电路中的干扰信号，提高红外触摸屏的抗干扰能力。

为了解决上述技术问题，在第一方面，本发明提供了一种信号接收处理电路，包括红外接收模块、第一电容和差分运算放大模块；

所述红外接收模块包括电源输入端和信号输出端；

所述红外接收模块的电源输入端通过所述第一电容与所述差分运算放大模块的反相输入端连接，所述红外接收模块的信号输出端与所述差分运算放大模块的同相输入端连接。

进一步地，所述差分运算放大模块为差分运算放大器。

进一步地，所述差分运算放大器为隔离运算放大器；所述隔离运算放大器包括输入电源端和输出电源端。

进一步地，所述红外接收模块还包括红外接收管、第一电阻、第二电容；

所述红外接收管的正极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端接地，所述第二电容的第一端与所述红外接收管的正极连接，所述第二电容的第二端为信号输出端；

所述红外接收管的负极为所述红外接收模块的电源输入端。

进一步地，所述信号接收处理电路还包括第二电阻和参考电压；

所述第二电阻的第一端与所述差分运算放大模块的同相输入端连接，所述第二电阻的第二端与所述差分运算放大模块的反相输入端连接，所述差分运算放大模块的反相输入端连接所述参考电压。

在第二方面，所述信号接收处理电路还包括M通道模拟开关，所述红外接收模块有M个；

所述红外接收模块的信号输出端与所述差分运算放大模块的同相输入端连接，具体为：

所述M个红外接收模块的信号输出端与所述M通道模拟开关的M个输入端一一对应连接，所述M通道模拟开关的输出端连接所述差分运算放大模块的同相输入端。

优选地，M≥2。

本发明提供的信号接收处理电路，红外接收模块接收到红外信号后，将红外信号和电路中的干扰信号通过信号输出端发送至差分运算放大模块的同相输入端，通过电源输入端将电路中的干扰信号发送给第一电容，由第一电容将所述干扰信号耦合至差分运算放大模块的反相输入端，差分运算放大模块对接收到的红外信号和干扰信号进行分离后，对红外信号进行放大的同时对干扰信号进行抑制。由于差分运算放大模块的高阻抗和高共模抑制比的特性，有效抑制了电路中的干扰信号，从而提高了红外触摸屏的抗干扰能力。

相应地，本发明还提供了一种红外触摸系统，包括控制处理单元、模数转换单元、红外发射模块和信号接收处理电路；

所述信号接收处理电路为如前述第一方面所述的信号接收处理电路；

所述控制处理单元的控制输出端与所述红外发射模块的控制输入端连接；

所述信号接收处理电路中的差分运算放大模块的输出端与所述模数转换单元的模拟输入端连接，所述模数转换单元的数字输出端与所述控制处理单元的信号采集端连接。

本发明还提供了另一种红外触摸系统，包括控制处理单元，模数转换单元，红外发射模块和信号接收处理电路；

所述信号接收处理电路为如前述第二方面所述的信号接收处理电路；

所述控制处理单元的第一控制输出端与所述红外发射模块的控制输入端连接；所述控制处理单元的第二控制输出端与所述信号接收处理电路中的M通道模拟开关的控制输入端连接；

所述信号接收处理电路中的差分运算放大模块的输出端与所述模数转换单元的模拟输入端连接，所述模数转换单元的数字输出端与所述控制处理单元的信号采集端连接。

本发明提供的红外触摸系统，控制处理单元控制红外发射电路发射红外信号，红外接收模块接收到红外信号后，将红外信号和电路中的干扰信号通过信号输出端发送至差分运算放大模块的同相输入端，通过电源输入端将电路中的干扰信号发送给第一电容，由第一电容将所述干扰信号耦合至差分运算放大模块的反相输入端，差分运算放大模块对接收到的红外信号和干扰信号进行分离后，对红外信号进行放大的同时对干扰信号进行抑制，并将放大后的红外信号发送给模数转换单元进行模数转换，模数转换单元将转换后的数字信号发送给控制处理单元的信号采集端。由于差分运算放大模块的高阻抗和高共模抑制比的特性，有效抑制了电路中的干扰信号，提高了红外触摸屏的抗干扰能力。

附图说明

图1是现有的红外触摸屏信号接收处理电路的电路原理图；

图2是本发明提供的一种信号接收处理电路的第一个实施例的电路方框图；

图3是本发明提供的一种信号接收处理电路的第一个实施例的电路原理图；

图4是本发明提供的一种信号接收处理电路的第二个实施例的电路原理图；

图5是本发明提供的第一种红外触摸系统的一个实施例的电路原理图；

图6是本发明提供的第二种红外触摸系统的一个实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图2，是本发明提供的一种信号接收处理电路的第一个实施例的电路方框图。

本发明实施例提供一种信号接收处理电路，包括红外接收模块1、第一电容C1和差分运算放大模块2；

所述红外接收模块1包括电源输入端VCC1和信号输出端IR；

所述红外接收模块1的电源输入端VCC1通过第一电容C1与差分运算放大模块2的反相输入端-VI连接，所述红外接收模块1的信号输出端IR与差分运算放大模块2的同相输入端+VI连接。

在具体实施时，红外接收模块1接收到红外信号后，通过信号输出端IR将红外信号和电路中的干扰信号一同发送至差分运算放大模块2的同相输入端+VI，通过电源输入端VCC1将电路中的干扰信号发送给第一电容C1，由第一电容C1将所述干扰信号耦合至差分运算放大模块2的反相输入端-VI，差分运算放大模块2对接收到的干扰信号和红外信号进行分离后，在对红外信号进行放大的同时对干扰信号进行抑制。由于差分运算放大模块2的高阻抗和高共模抑制比的特性，有效抑制了电路中的干扰信号，从而提高了红外触摸屏的抗干扰能力。

参见图3，是本发明提供的一种信号接收处理电路的第一个实施例的电路原理图。如图3所示，所述差分运算放大模块1为差分运算放大器。

进一步地，所述差分运算放大器为隔离运算放大器A1；所述隔离运算放大器A1包括输入电源端VCC1和输出电源端VCC3。由于隔离运算放大器A1高阻抗和高共模抑制比的特性，以及隔离运算放大器A1的输入电源端VCC1与输出电源端VCC3相隔离，消除了信号输入端的电源干扰，从而进一步有效抑制了干扰信号。

进一步地，所述红外接收模块1还包括红外接收管PD、第一电阻R1、第二电容C2；

所述红外接收管PD的正极与第一电阻R1的第一端连接，所述第一电阻R1的第二端接地，所述第二电容C2的第一端与红外接收管PD的正极连接，所述第二电容C2的第二端为信号输出端IR；

所述红外接收管PD的负极为红外接收模块1的电源输入端VCC1。

其中，红外接收模块1的工作过程如下：红外接收管PD接收到红外信号后，流经红外接收管PD的电流发生变化，在第一电阻R1上产生电压降，从而将红外光信号转换成电信号,电容C1将所述电信号耦合至信号输出端IR。

进一步地，所述信号接收处理电路还包括第二电阻R2和参考电压VCC2；

所述第二电阻R2的第一端与差分运算放大模块2的同相输入端+VI连接，所述第二电阻R2的第二端与所述差分运算放大模块2的反相输入端-VI连接，所述差分运算放大模块2的反相输入端-VI连接所述参考电压VCC2。通过第二电阻R2为电路提供一个参考电压VCC2，使差分运算放大模块2工作在线性放大区域，保持信号不失真。

参见图4，是本发明提供的信号接收处理电路的第二个实施例的电路原理图。如图4所示，所述信号接收处理电路还包括M通道模拟开关U，所述红外接收模块1有M个；

所述红外接收模块1的信号输出端IR与所述差分运算放大模块2的同相输入端+VI连接，具体为：

所述M个红外接收模块1的信号输出端IR1-IRM与所述M通道模拟开关U的M个输入端一一对应连接，所述M通道模拟开关U的输出端连接所述差分运算放大模块2的同相输入端+VI。

进一步地，M≥2。

在具体实施时，红外接收模块1接收到红外信号后，通过信号输出端IR1-IRM将红外信号和电路中的干扰信号一同发送至M通道模拟开关U对应的输入端，M通道模拟开关U对所述信号进行选择并输出给差分运算放大模块2的同相输入端+VI；同时红外接收模块1通过电源输入端VCC1将电路中的干扰信号发送给第一电容C1，由第一电容C1将所述干扰信号耦合至差分运算放大模块2的反相输入端-VI。差分运算放大模块2对接收到的红外信号和干扰信号进行分离后，对红外信号进行放大的同时对干扰信号进行抑制。由于差分运算放大模块的高阻抗和高共模抑制比的特性，有效抑制了电路中的干扰信号，提高了红外触摸屏的抗干扰能力。

参见图5，是本发明提供的第一种红外触摸系统的一个实施例的电路原理图。本发明提供一种红外触摸系统，包括控制处理单元3、模数转换单元6、红外发射模块4和信号接收处理电路5；

所述信号接收处理电路5为本发明提供的一种信号接收处理电路的第一个实施例的信号接收处理电路；

所述控制处理单元3的控制输出端a与所述红外发射模块4的控制输入端b连接；

所述信号接收处理电路5中的差分运算放大模块2的输出端out与所述模数转换单元6的模拟输入端e连接，所述模数转换单元6的数字输出端d与所述控制处理单元3的信号采集端c连接。

具体实施时，控制处理单元3通过控制输出端a控制红外发射电路4发射红外信号，红外接收模块1接收到红外信号后，将红外信号和电路中的干扰信号通过信号输出端IR发送至差分运算放大模块2的同相输入端+VI，通过电源输入端VCC1将电路中的干扰信号发送给第一电容C1，由第一电容C1将所述干扰信号耦合至差分运算放大模块2的反相输入端-VI，差分运算放大模块2对接收到的干扰信号和红外信号进行分离后，在对红外信号进行放大的同时对干扰信号进行抑制，并将放大后的红外信号通过输出端out发送给模数转换单元6的模拟输入端e，模数转换单元6将转换后的数字信号通过数字输出端d发送给控制处理单元3的信号采集端c。由于差分运算放大模块2的高阻抗和高共模抑制比的特性，有效抑制了电路中的干扰信号，从而保证红外触摸屏能准确识别和利用红外信号，提高了红外触摸屏的抗干扰能力。

参见图6，是本发明提供的第二种红外触摸系统的一个实施例的电路原理图。

本发明提供一种红外触摸屏系统，包括控制处理单元3，模数转换单元6，红外发射模块4和信号接收处理电路5；

所述信号接收处理电路5为本发明提供的信号接收处理电路的第二个实施例的信号接收处理电路；

所述控制处理单元3的第一控制输出端a与所述红外发射模块4的控制输入端b连接；所述控制处理单元3的第二控制输出端f与所述信号接收处理电路5中的M通道模拟开关U的控制输入端h连接；

所述信号接收处理电路5中的差分运算放大模块2的输出端out与所述模数转换单元6的模拟输入端e连接，所述模数转换单元6的数字输出端d与所述控制处理单元3的信号采集端连接c。

具体实施时，控制处理单元3通过第一控制输出端a控制红外发射电路4发射红外信号，红外接收模块1接收到红外信号后，通过信号输出端IR1-IRM将红外信号和电路中的干扰信号一同发送至M通道模拟开关U对应的输入端，控制处理单元3通过第二控制输出端f控制M通道模拟开关U对所述信号进行选择并输出给差分运算放大模块2的同相输入端+VI；同时红外接收模块1通过电源输入端VCC1将电路中的干扰信号发送给第一电容C1，由第一电容C1将所述干扰信号耦合至差分运算放大模块2的反相输入端-VI。差分运算放大模块2对接收到的红外信号和干扰信号进行分离后，对红外信号进行放大的同时对干扰信号进行抑制,并将放大后的红外信号通过输出端out发送给模数转换单元6的模拟输入端e，模数转换单元6将转换后的数字信号通过数字输出端d发送给控制处理单元3的信号采集端c。由于差分运算放大模块的高阻抗和高共模抑制比的特性，有效抑制了电路中的干扰信号，从而保证红外触摸屏能准确识别和利用红外信号，提高了红外触摸屏的抗干扰能力。

本发明提供的信号接收处理电路及红外触摸系统，红外接收模块接收到红外信号后，将红外信号和电路中的干扰信号通过信号输出端发送至差分运算放大模块的同相输入端，通过电源输入端将电路中的干扰信号发送给第一电容，由第一电容将所述干扰信号耦合至差分运算放大模块的反相输入端，差分运算放大模块对接收到的红外信号和干扰信号进行分离后，对红外信号进行放大的同时对干扰信号进行抑制。由于差分运算放大模块的高阻抗和高共模抑制比的特性，有效抑制了电路中的干扰信号，从而提高了红外触摸屏的抗干扰能力。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种信号接收处理电路，其特征在于，包括红外接收模块、第一电容和差分运算放大模块；

所述红外接收模块具有电源输入端和信号输出端；

所述红外接收模块的电源输入端通过所述第一电容与所述差分运算放大模块的反相输入端连接，所述红外接收模块的信号输出端与所述差分运算放大模块的同相输入端连接。

2.如权利要求1所述的信号接收处理电路，其特征在于，所述差分运算放大模块为差分运算放大器。

3.如权利要求2所述的信号接收处理电路，其特征在于，所述差分运算放大器为隔离运算放大器；所述隔离运算放大器包括输入电源端和输出电源端。

4.根据权利要求1所述的信号接收处理电路，其特征在于，所述红外接收模块还包括红外接收管、第一电阻、第二电容；

所述红外接收管的正极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端接地，所述第二电容的第一端与所述红外接收管的正极连接，所述第二电容的第二端为信号输出端；

所述红外接收管的负极为所述红外接收模块的电源输入端。

5.如权利要求4所述的信号接收处理电路，其特征在于，所述信号接收处理电路还包括第二电阻和参考电压；

所述第二电阻的第一端与所述差分运算放大模块的同相输入端连接，所述第二电阻的第二端与所述差分运算放大模块的反相输入端连接，所述差分运算放大模块的反相输入端连接所述参考电压。

6.如权利要求1至5任一项所述的信号接收处理电路，其特征在于，所述信号接收处理电路还包括M通道模拟开关，所述红外接收模块有M个；

所述红外接收模块的信号输出端与所述差分运算放大模块的同相输入端连接，具体为：

所述M个红外接收模块的信号输出端与所述M通道模拟开关的M个输入端一一对应连接，所述M通道模拟开关的输出端连接所述差分运算放大模块的同相输入端。

7.如权利要求6所述的信号接收处理电路，其特征在于，M≥2。

8.一种红外触摸系统，其特征在于，包括控制处理单元、模数转换单元、红外发射模块和信号接收处理电路；

所述信号接收处理电路为如权利要求1至5任一项所述的信号接收处理电路；

所述控制处理单元的控制输出端与所述红外发射模块的控制输入端连接；

所述信号接收处理电路中的差分运算放大模块的输出端与所述模数转换单元的模拟输入端连接，所述模数转换单元的数字输出端与所述控制处理单元的信号采集端连接。

9.一种红外触摸系统，其特征在于，包括控制处理单元，模数转换单元，红外发射模块和信号接收处理电路；

所述信号接收处理电路为如权利要求6或7所述信号接收处理电路；

所述控制处理单元的第一控制输出端与所述红外发射模块的控制输入端连接；所述控制处理单元的第二控制输出端与所述信号接收处理电路中的M通道模拟开关的控制输入端连接；

所述信号接收处理电路中的差分运算放大模块的输出端与所述模数转换单元的模拟输入端连接，所述模数转换单元的数字输出端与所述控制处理单元的信号采集端连接。