CN108170302A - 一种红外触控电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红外触控电路，包括：三极管、选通单元和信号放大单元；红外接收管中输出的红外信号通过三极管放大后发送到选通单元中进行信号选通，从选通单元中输出的信号经过信号放大单元进行放大处理；经过三极管放大的信号通过红外接收管矩阵输入到选通单元中，红外接收管矩阵将多路红外接收管按照行列方式布置以形成接收矩阵。所述红外触控电路通过三极管进行信号的放大，节省了每块接收板上的运放芯片；通过红外接收管矩阵使所有接收管将信号统一发送到选通单元进行信号选通，能够节省每8个接收管所需使用的选通器件。本发明所述的红外触控电路不仅能够大大节约成本，而且基于对电路的优化能够提高信号处理的稳定性和效率。

Description

一种红外触控电路

技术领域

本发明涉及红外触控屏技术领域，特别是指一种红外触控电路。

背景技术

目前市场上主流的红外触控技术都是采用红外对管技术，也就是红外发射管和红外接收管都是按照顺序依次排列。如果想要获得较为稳定的触控扫描结果，就必须对发射管或者接收管的信号进行放大处理，然而，基于成本因素考虑，发射管的功率通常都是采用固定的功率，因此接收端的信号处理就成为红外触控领域中信号处理的重点。目前，基于接收管的信号处理已经具有较为成熟的红外触控电路结构。例如：当前的红外触控电路大多都是使用多个接收电路板，且每块接收电路板对应64个接收管进行信号的处理。

但是，现有的红外触控电路的信号放大部分都是在红外接收管接收到微弱信号后直接采用运算放大器进行信号的放大处理，这样就导致每块接收板上都需要有一个运放芯片，即运算放大器，不仅增加了成本，而且使信号处理更为复杂，稳定性降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种红外触控电路，能够对红外触控电路进行优化和简化，提高了信号处理的稳定性和效率，大大节约了成本。

基于上述目的本发明提供的一种红外触控电路，包括：三极管、选通单元和信号放大单元；单个红外接收管中输出的红外信号均通过三极管放大后发送到选通单元中进行信号选通，从所述选通单元中输出的信号经过信号放大单元进行放大处理；其中，经过三极管放大的信号通过红外接收管矩阵输入到选通单元中，所述红外接收管矩阵将多路红外接收管按照行列方式布置以形成接收矩阵。

可选的，所述选通单元包括选通模块、第一复位模块、第二复位模块和基准模块；所述信号放大单元包括第一放大模块、第二放大模块、第三放大模块和增益模块；

所述选通模块的输入端与经过三极管放大的信号连接，选通模块的输出端与第一放大模块的正相输入端连接；第一复位模块的输入端与选通模块的输入端连接，第一复位模块的输出端与第一放大模块的反相输入端连接；所述基准模块的输出端与第一放大模块的反相输入端连接；所述第一放大模块的输出端与第二放大模块的正相输入端连接，第二放大模块的反相输入端接地，第二复位模块的输出端与第二放大模块的正相输入端连接；所述第一复位模块的使能端与第二复位模块的使能端连接；第二放大模块的输出端与第三放大模块的正相输入端连接，增益模块的输出端与第三放大模块的反相输入端连接，信号从第三放大模块的输出端输出。

可选的，所述选通模块包括模拟开关；所述第一复位模块包括两个并行设置的模拟开关；所述第二复位模块包括模拟开关；所述第一放大模块、第二放大模块、第三放大模块和基准模块均包括放大器件；所述增益模块包括模拟开关；

经过三极管放大且由红外接收管矩阵输出的信号分别通过电容串联连接到选通模块的输入端，且每路信号与电容之间均通过一个电阻接地；选通模块的输出端通过电阻接地；所述选通模块的输出端通过电阻连接到第一放大模块的正相输入端；

所述第一复位模块中的两个模拟开关选择不同的输入端依次连接到选通模块的输入端，其余输入端作为使能端；第一复位模块的输出端通过电阻连接到第一放大模块的反相输入端；

基准模块的正相输入端分别通过电阻连接到电源和接地，基准模块的反相输入端通过电阻与基准模块的输出端连接，基准模块的输出端与第一复位模块的输出端连接；

第一放大模块中的反相输入端通过并联设置的电阻和电容连接到第一放大模块中的输出端，第一放大模块中的输出端通过电容连接到第二放大模块的正相输入端；

第二放大模块的反相输入端通过一个电阻接地，同时通过另一个电阻与第二放大模块的输出端连接；第二放大模块的输出端通过电阻连接到第三放大模块的正相输入端；

第三放大模块的反相输入端通过电阻与第三放大模块的输出端连接，第三放大模块的输出端通过串联一个电阻输出，且输出端通过电阻接地；

增益模块的输入端均分别通过电阻接地。

从上面所述可以看出，本发明提供的红外触控电路通过在每个红外接收管的输出端连接一个三极管进行信号的放大，使得能够节省每块接收板上的运放芯片；通过采用红外接收管矩阵使得所有的接收管可以将信号发送到主板中的选通单元进行信号的选通，这样，可以节省原有技术中每8个接收管均需要使用的选通器件，同时通过使得多路模拟信号并行传输可以提高信号处理的效率。因此，本发明所述的红外触控电路不仅能够大大节约成本，而且基于对电路的优化能够提高信号处理的稳定性和效率。

附图说明

图1为本发明提供的红外触控电路的一个实施例的原理示意图；

图2为本发明提供的红外触控电路的一个实施例的部分结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

针对于当前红外触控电路存在结构复杂，成本较高的问题，本发明通过减少运放芯片和模拟开关的数量，极大的节约了电路的制作成本。

参照图1所示，为本发明提供的红外触控电路的一个实施例的原理示意图。所述红外触控电路包括：三极管、选通单元和信号放大单元；其中，每个红外接收管的输出均连接一个三极管，然后通过行列设置的红外接收管将信号发送到选通单元，选通单元与信号放大单元连接使得选通的信号进行放大处理。这样使得单个红外接收管中输出的红外信号均通过三极管放大后发送到选通单元中进行信号选通，从所述选通单元中输出的信号经过信号放大单元进行放大处理；其中，经过三极管放大的信号通过红外接收管矩阵输入到选通单元中，所述红外接收管矩阵将多路红外接收管按照行列方式布置以形成接收矩阵，且所述红外接收管矩阵为常见的接收管排布矩阵。当然，本发明所述的红外触控电路除了上述结构部分还包括现有触控电路的通用结构，例如：经过放大处理后的信号后续还需要放大处理，又或者输入到选通单元之前的信号也需要相应的处理过程。所述选通单元用于将多路信号输入经过选通的形式合并到同一路径上，所述信号放大单元用于将合并后的信号进行放大处理。因此，所述红外触控电路所包含的器件并不仅仅限于上述三种单元，而是主要通过这三种单元的功能组合实现并替换了现有电路中较多运放芯片和模拟开关的结构，进而降低了成本。

由上述实施例可知，所述红外触控电路通过在每个红外接收管的输出端连接一个三极管进行信号的放大，使得能够节省每块接收板上的运放芯片；通过采用红外接收管矩阵使得所有的接收管可以将信号发送到主板中的选通单元进行信号的选通，这样，可以节省原有技术中每8个接收管均需要使用的选通器件，同时通过使得多路模拟信号并行传输可以提高信号处理的效率。因此，本发明所述的红外触控电路不仅能够大大节约成本，而且基于对电路的优化能够提高信号处理的稳定性和效率。

在一些可选的实施例中，所述选通单元包括选通模块11、第一复位模块13、第二复位模块16和基准模块15；所述信号放大单元12包括第一放大模块、第二放大模块、第三放大模块和增益模块14；其中，第一放大模块、第二放大模块和第三放大模块在附图中从左至右或者按照信号处理的顺序依次排列。

所述选通模块11的输入端与经过三极管放大的信号连接，选通模块11的输出端与第一放大模块的正相输入端连接；第一复位模块13的输入端与选通模块11的输入端连接，第一复位模块13的输出端与第一放大模块的反相输入端连接；所述基准模块15的输出端与第一放大模块的反相输入端连接；所述第一放大模块的输出端与第二放大模块的正相输入端连接，第二放大模块的反相输入端接地，第二复位模块16的输出端与第二放大模块的正相输入端连接；所述第一复位模块13的使能端与第二复位模块16的使能端连接；第二放大模块的输出端与第三放大模块的正相输入端连接，增益模块14的输出端与第三放大模块的反相输入端连接，信号从第三放大模块的输出端输出。其中，经过三极管放大的多路信号依次与选通模块11不同的输入端连接，同理，第一复位模块13的输入端依次与选通模块11的输入端连接。所述选通模块11用于将多路信号通过选通转换为同一路信号，所述第一复位模块13和第二复位模块16用于对模拟信号进行复位操作，使得所有模拟信号均能够在同一基础电平上跳变，这样能够大大提高信号的一致性和信号处理的稳定性。同时，通过复位操作，能够减少模拟信号的放电时间，压缩信号周期，进而提高触控帧率，也即提高了扫描周期。所述基准模块15用于提供统一的基准，进而进一步提高信号处理的稳定性和可靠性。所述增益模块14用于调节信号的增益，使得输出的信号能够适应不同的需求。因此，所述红外触控电路能够进一步提高信号的一致性和信号处理的稳定性，同时使得输出信号具有较好的适应性。

在本发明一些可选的实施例中，所述选通模块11包括模拟开关74HC4051；所述第一复位模块13包括两个并行设置的模拟开关74HC4066；所述第二复位模块16包括模拟开关74HC1G66；所述第一放大模块、第二放大模块、第三放大模块和基准模块15均包括放大器件XR8054；所述增益模块14包括模拟开关74HC4051；也即，上述各个模块均是通过相应的芯片实现其功能的。

具体的，参照图2所示：

经过三极管放大且由红外接收管矩阵输出的信号分别通过电容串联连接到选通模块的输入端，且每路信号与电容之间均通过一个电阻接地；选通模块的输出端通过电阻接地；所述选通模块的输出端通过电阻连接到第一放大模块的正相输入端；也即，经过红外接收管矩阵将所有红外接收管接收到的信号通过串联一个电容发送到1个8选1的模拟开关74HC4051的8个接收端X0，X1，…，X7中，而在所有接收管信号与电容之间均通过电阻接地；选通模块中的模拟开关74HC4051的其他管脚为：VDD管脚连接到电源，A、B、C管脚连接到控制信号，VEE、VSS均接地，X管脚为输出端，且X管脚通过电阻接地。

所述第一复位模块中的两个模拟开关74HC4066选择不同的输入端依次连接到选通模块的输入端，其余输入端作为使能端；第一复位模块的输出端通过电阻连接到第一放大模块的反相输入端；具体的，选定一个模拟开关的AIN/OUT、BIN/OUT、CIN/OUT、DIN/OUT管脚和另一个模拟开关的ACONTR AIN/OUT、BCONTR BIN/OUT、CCONTR CIN/OUT、DCONTR DIN/OUT管脚分别连接到选通模块的中的模拟开关74HC4051的8个输入端，然后将其余输入管脚连接到S_EN端作为使能端，两个模拟开关74HC4066的VDD管脚均接电源，所有输出管脚均并联连接到第一放大模块的反相输入端。

基准模块的正相输入端A+分别通过电阻连接到电源和接地，基准模块的反相输入端通过电阻与基准模块的输出端连接，基准模块的输出端与第一复位模块的输出端连接；而基准模块中的放大器件XR8054的电源管脚分别接地和连接到电源。

第一放大模块中的放大器件XR8054的反相输入端通过并联设置的电阻和电容连接到第一放大模块中的输出端，第一放大模块中的输出端通过电容连接到第二放大模块的正相输入端；

所述第二复位模块16中的模拟开关74HC1G66的E管脚作为使能端与第一复位模块13中的使能端连接，VCC管脚连接到电源，Y管脚作为输出连接到第二放大模块的正相输入端，Z管脚和GND管脚接地。

第二放大模块中的放大器件XR8054的反相输入端通过一个电阻接地，同时通过另一个电阻与第二放大模块的输出端连接；第二放大模块的输出端通过电阻连接到第三放大模块的正相输入端；

第三放大模块中的放大器件XR8054的反相输入端通过电阻与第三放大模块的输出端连接，第三放大模块的输出端通过串联一个电阻输出，且输出端通过电阻接地；

增益模块的输入端均分别通过电阻接地，VDD管脚连接到电源，A、B、C管脚连接到控制信号，VEE、VSS管脚均接地，X管脚为输出端。

参照图2所示，来自接收管的8路信号并行传输，经由选通的模拟开关74HC4051转成1路信号。在信号传输到下一级之前模拟信号由复位模块中的S_EN控制两个模拟开关进行复位，进而能够减少模拟信号的放电时间，压缩信号周期，提高触控帧率。第一复位模块13中的模拟开关的输出端连接到基准模块15中的输出端中，能够进一步提高信号处理的稳定性。

信号经信号放大单元12中的运算放大器进行放大，第二复位模块16中模拟开关的使能端S_EN与第一复位模块13中模拟开关的S_EN相连。这里S_EN的控制方式是，在每次模拟信号输入之前将S_EN拉低，输出的信号下降沿之后即可将S_EN端电平拉高，从而实现每个模拟信号都要复位一次的操作。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种红外触控电路，其特征在于，包括：三极管、选通单元和信号放大单元；单个红外接收管中输出的红外信号均通过三极管放大后发送到选通单元中进行信号选通，从所述选通单元中输出的信号经过信号放大单元进行放大处理；其中，经过三极管放大的信号通过红外接收管矩阵输入到选通单元中，所述红外接收管矩阵将多路红外接收管按照行列方式布置以形成接收矩阵。

2.根据权利要求1所述的红外触控电路，其特征在于，所述选通单元包括选通模块、第一复位模块、第二复位模块和基准模块；所述信号放大单元包括第一放大模块、第二放大模块、第三放大模块和增益模块；

所述选通模块的输入端与经过三极管放大的信号连接，选通模块的输出端与第一放大模块的正相输入端连接；第一复位模块的输入端与选通模块的输入端连接，第一复位模块的输出端与第一放大模块的反相输入端连接；所述基准模块的输出端与第一放大模块的反相输入端连接；所述第一放大模块的输出端与第二放大模块的正相输入端连接，第二放大模块的反相输入端接地，第二复位模块的输出端与第二放大模块的正相输入端连接；所述第一复位模块的使能端与第二复位模块的使能端连接；第二放大模块的输出端与第三放大模块的正相输入端连接，增益模块的输出端与第三放大模块的反相输入端连接，信号从第三放大模块的输出端输出。

3.根据权利要求2所述的红外触控电路，其特征在于，所述选通模块包括模拟开关；所述第一复位模块包括两个并行设置的模拟开关；所述第二复位模块包括模拟开关；所述第一放大模块、第二放大模块、第三放大模块和基准模块均包括放大器件；所述增益模块包括模拟开关；

经过三极管放大且由红外接收管矩阵输出的信号分别通过电容串联连接到选通模块的输入端，且每路信号与电容之间均通过一个电阻接地；选通模块的输出端通过电阻接地；所述选通模块的输出端通过电阻连接到第一放大模块的正相输入端；

所述第一复位模块中的两个模拟开关选择不同的输入端依次连接到选通模块的输入端，其余输入端作为使能端；第一复位模块的输出端通过电阻连接到第一放大模块的反相输入端；

基准模块的正相输入端分别通过电阻连接到电源和接地，基准模块的反相输入端通过电阻与基准模块的输出端连接，基准模块的输出端与第一复位模块的输出端连接；

第一放大模块中的反相输入端通过并联设置的电阻和电容连接到第一放大模块中的输出端，第一放大模块中的输出端通过电容连接到第二放大模块的正相输入端；

第二放大模块的反相输入端通过一个电阻接地，同时通过另一个电阻与第二放大模块的输出端连接；第二放大模块的输出端通过电阻连接到第三放大模块的正相输入端；

第三放大模块的反相输入端通过电阻与第三放大模块的输出端连接，第三放大模块的输出端通过串联一个电阻输出，且输出端通过电阻接地；

增益模块的输入端均分别通过电阻接地。