CN109085956A - 触摸控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种触摸控制器，所述触控膜包括基膜和位于基膜上的若干根驱动金属线、感应金属线，所述若干根驱动金属线平行设置，所述若干根感应金属线平行设置，所述驱动金属线与感应金属线交叉设置，所述控制器包括：电源模块，激励电路，第一通道阵列切换开关，第二通道阵列切换开关，信号调理电路，时钟同步电路，接收来自激励端时钟信号和感应端时钟信号，并获得对齐的时钟信息；AD采样电路，数据分析与处理模块，根据激励扫描规则、感应扫描规则和来自AD采样电路的有效数字信号，从而获得触控操作在触控膜上的位置信息。本发明电源模块输入回路与输出回路之间没有直接的电气连接，可以在供电上很好的消除干扰。
Description
技术领域
本发明涉及一种触摸控制器，属于控制器技术领域。
背景技术
当前主流触摸屏按照实现原理分类主要有电阻触摸屏、红外线触摸屏、表面声波触摸屏、表面电容式触摸屏、投射电容式触摸屏等。其中投射电容式触摸屏又分自电容和互电容触摸屏两种类型。自电容触摸技术由于其自身原理特性，在触控时会产生“鬼点”，因此不能实现真正意义上的多点触控。而互电容多点触触摸技术，可以应用于任何触摸手势的检测，可以检测到双手十个手指的同时触摸，也允许其他非手指触摸形式，是最人性化的人机接口方式，这几年得到了快速发展。因此对多点投射式互电容触控膜控制器性能要求也随之越来越高。
传统方案AD回路与发射端往往使用各自本地的时钟，即使时钟频率较高、标称值相同，在足够长的工作时间后接收到的信号总会出现不可预知的重复、错位或丢失情况，导致信号分析错误。
发明内容
本发明的目的是提供一种触摸控制器，该触摸控制器的电源模块输入回路与输出回路之间没有直接的电气连接，可以在供电上很好的消除干扰。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种触摸控制器，所述触控膜包括基膜和位于基膜上的若干根驱动金属线、感应金属线，所述若干根驱动金属线平行设置，所述若干根感应金属线平行设置，所述驱动金属线与感应金属线交叉设置，所述控制器包括：
电源模块，用于给负载提供电能；
激励电路，用于产生激励信号；
第一通道阵列切换开关，用于接收激励电路的激励信号，并根据时钟信号将激励信号进行分时切割，再根据激励扫描规则将分割后的激励信号依次施加至触控膜的驱动金属线上，所述激励扫描规则为驱动金属线的位置和施加时间对应关系；
第二通道阵列切换开关，按照感应扫描规则依次读取来自触控膜的感应金属线上的感应信号，并将读取到的感应信号输出，所述感应扫描规则为感应金属线的位置和读取时间对应关系；
信号调理电路，用于接收来自第二通道整列切换开关的感应信号，并根据噪音参数的设置，对其进行过滤处理，再将过滤后的含有触发信息的有效模拟信号进行放大处理；
时钟同步电路，接收来自激励端时钟信号和感应端时钟信号，并获得对齐的时钟信息；
AD采样电路，基于对齐的时钟信息，采集来自信号调理电路的放大后有效模拟信号，并将有效模拟信号转换为数据分析与处理模块可处理的含有触发信息的有效数字信号；
数据分析与处理模块，根据激励扫描规则、感应扫描规则和来自AD采样电路的有效数字信号，提取出触控信息并结合位置和时间，从而获得触控操作在触控膜上的位置信息。
上述技术方案中进一步改进的方案如下：
1. 上述方案中，所述电源模块包括至少两个DC/DC隔离电源模块。
2. 上述方案中，所述电源模块通过一USB隔离电路与CPU连接。
3. 上述方案中，所述激励电路为RC正弦波振荡电路。
4. 上述方案中，所述驱动金属线与感应金属线垂直交叉设置。
5. 上述方案中，所述激励电路产生的激励信号为高频、高压的正弦波。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1、本发明触摸控制器，其第一通道阵列切换开关，用于接收激励电路的激励信号，并根据时钟信号将激励信号进行分时切割，再根据激励扫描规则将分割后的激励信号依次施加至触控膜的驱动金属线上，所述激励扫描规则为驱动金属线的位置和施加时间对应关系，第二通道阵列切换开关，按照感应扫描规则依次读取来自触控膜的感应金属线上的感应信号，并将读取到的感应信号输出，所述感应扫描规则为感应金属线的位置和读取时间对应关系，采用阵列切换开关轮流选通发送通道和接收通道，比较与传统的处理器芯片通道直连的方式，很好的提高了通道资源的利用率，降低了芯片物料成本，克服了原有控制器无法适应多通道口需求的问题，且所采用的模拟开关阵列为超低导通电阻和超低电容，使得激励信号经由模拟开关电路后可几乎无损，同时保证了各通道信号的幅度和相位的一致性好；另外，其信号调理电路，用于接收来自第二通道整列切换开关的感应信号，并根据噪音参数的设置，对其进行过滤处理，再将过滤后的含有触发信息的有效模拟信号进行放大处理，调理电路前段是一个带通滤波器，可以使有用信号频率段的信号通过，而滤除高频和低频的干扰信号，中段是一个放大器，将接收到微弱的信号进行放大，后端是一个交直流转换电路，将放大后的信号转换成直流电压信号送到AD转换电路，调理电路的设置，可以滤除干扰信号并放大有用信号，保证了对信号处理的精度。
2、本发明触摸控制器，其时钟同步电路，接收来自激励端时钟信号和感应端时钟信号，并获得对齐的时钟信息，AD采样电路，基于对齐的时钟信息，采集来自信号调理电路的放大后有效模拟信号，并将有效模拟信号转换为数据分析与处理模块可处理的含有触发信息的有效数字信号，通过时钟同步电路获得对齐的时钟信息，并控制AD采样电路对感应信号进行采样，保证AD采样电路在波形畸变最少的时刻恢复出正确的数据，减少出错概率，确保精准度；另外，其电源模块包括至少两个DC/DC隔离电源模块，电源模块通过一USB隔离电路与CPU连接，使得电源模块输入回路与输出回路之间没有直接的电气连接，输入和输出之间是绝缘的高阻态，没有电流回路，可以在供电上很好的消除干扰。
附图说明
附图1为本发明触摸控制器的电气原理图。
以上附图中：1、驱动金属线；2、感应金属线；3、电源模块；4、激励电路；5、第一通道阵列切换开关；6、第二通道整列切换开关；7、信号调理电路；8、AD采样电路；9、数据分析与处理模块；10、时钟同步电路。
具体实施方式
实施例1：一种触摸控制器，所述触控膜包括基膜和位于基膜上的若干根驱动金属线1、感应金属线2，所述若干根驱动金属线1平行设置，所述若干根感应金属线2平行设置，所述驱动金属线1与感应金属线2交叉设置，所述控制器包括：
电源模块3，用于给负载提供电能；
激励电路4，用于产生激励信号；
第一通道阵列切换开关5，用于接收激励电路4的激励信号，并根据时钟信号将激励信号进行分时切割，再根据激励扫描规则将分割后的激励信号依次施加至触控膜的驱动金属线1上，所述激励扫描规则为驱动金属线1的位置和施加时间对应关系；
第二通道阵列切换开关6，按照感应扫描规则依次读取来自触控膜的感应金属线2上的感应信号，并将读取到的感应信号输出，所述感应扫描规则为感应金属线2的位置和读取时间对应关系；
信号调理电路7，用于接收来自第二通道整列切换开关6的感应信号，并根据噪音参数的设置，对其进行过滤处理，再将过滤后的含有触发信息的有效模拟信号进行放大处理；
时钟同步电路10，接收来自激励端时钟信号和感应端时钟信号，并获得对齐的时钟信息；
AD采样电路8，基于对齐的时钟信息，采集来自信号调理电路7的放大后有效模拟信号，并将有效模拟信号转换为数据分析与处理模块9可处理的含有触发信息的有效数字信号；
数据分析与处理模块9，根据激励扫描规则、感应扫描规则和来自AD采样电路8的有效数字信号，提取出触控信息并结合位置和时间，从而获得触控操作在触控膜上的位置信息。
上述电源模块3包括至少两个DC/DC隔离电源模块；上述电源模块3通过一USB隔离电路与CPU连接；上述激励电路4为RC正弦波振荡电路。
实施例2：一种触摸控制器，所述触控膜包括基膜和位于基膜上的若干根驱动金属线1、感应金属线2，所述若干根驱动金属线1平行设置，所述若干根感应金属线2平行设置，所述驱动金属线1与感应金属线2交叉设置，所述控制器包括：
电源模块3，用于给负载提供电能；
激励电路4，用于产生激励信号，激励信号由RC正弦波振荡电路产生，也称文氏桥正弦波振荡电路，是由带通滤波器构成放大器的正反馈电路，产生高频、高压的正弦波；
第一通道阵列切换开关5，用于接收激励电路4的激励信号，并根据时钟信号将激励信号进行分时切割，再根据激励扫描规则将分割后的激励信号依次施加至触控膜的驱动金属线1上，所述激励扫描规则为驱动金属线1的位置和施加时间对应关系；
第二通道阵列切换开关6，按照感应扫描规则依次读取来自触控膜的感应金属线2上的感应信号，并将读取到的感应信号输出，所述感应扫描规则为感应金属线2的位置和读取时间对应关系；
信号调理电路7，用于接收来自第二通道整列切换开关6的感应信号，并根据噪音参数的设置，对其进行过滤处理，再将过滤后的含有触发信息的有效模拟信号进行放大处理，接收信号合成到信号调理电路后经过运算放大器进放大，反褶处理及滤波处理后为模拟信号然后送入AD采样电路；
时钟同步电路10，接收来自激励端时钟信号和感应端时钟信号，并获得对齐的时钟信息；
AD采样电路8，基于对齐的时钟信息，采集来自信号调理电路7的放大后有效模拟信号，并将有效模拟信号转换为数据分析与处理模块9可处理的含有触发信息的有效数字信号，通过时钟同步电路获得的对齐的时钟信息控制AD采样电路对感应信号进行采集，以保证发出的激励信号与接收的感应信号一一对应且唯一对应；
数据分析与处理模块9，根据激励扫描规则、感应扫描规则和来自AD采样电路8的有效数字信号，提取出触控信息并结合位置和时间，从而获得触控操作在触控膜上的位置信息。
上述驱动金属线1与感应金属线2垂直交叉设置；上述激励电路4产生的激励信号为高频、高压的正弦波。
采用上述触摸控制器，其采用阵列切换开关轮流选通发送通道和接收通道，比较与传统的处理器芯片通道直连的方式，很好的提高了通道资源的利用率，降低了芯片物料成本，克服了原有控制器无法适应多通道口需求的问题，且所采用的模拟开关阵列为超低导通电阻和超低电容，使得激励信号经由模拟开关电路后可几乎无损，同时保证了各通道信号的幅度和相位的一致性好；另外，调理电路前段是一个带通滤波器，可以使有用信号频率段的信号通过，而滤除高频和低频的干扰信号，中段是一个放大器，将接收到微弱的信号进行放大，后端是一个交直流转换电路，将放大后的信号转换成直流电压信号送到AD转换电路，调理电路的设置，可以滤除干扰信号并放大有用信号，保证了对信号处理的精度；另外，通过时钟同步电路获得对齐的时钟信息，并控制AD采样电路对感应信号进行采样，保证AD采样电路在波形畸变最少的时刻恢复出正确的数据，减少出错概率，确保精准度；另外，其电源模块输入回路与输出回路之间没有直接的电气连接，输入和输出之间是绝缘的高阻态，没有电流回路，可以在供电上很好的消除干扰。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种触摸控制器，所述触控膜包括基膜和位于基膜上的若干根驱动金属线（1）、感应金属线（2），所述若干根驱动金属线（1）平行设置，所述若干根感应金属线（2）平行设置，所述驱动金属线（1）与感应金属线（2）交叉设置，其特征在于：所述控制器包括：
电源模块（3），用于给负载提供电能；
激励电路（4），用于产生激励信号；
第一通道阵列切换开关（5），用于接收激励电路（4）的激励信号，并根据时钟信号将激励信号进行分时切割，再根据激励扫描规则将分割后的激励信号依次施加至触控膜的驱动金属线（1）上，所述激励扫描规则为驱动金属线（1）的位置和施加时间对应关系；
第二通道阵列切换开关（6），按照感应扫描规则依次读取来自触控膜的感应金属线（2）上的感应信号，并将读取到的感应信号输出，所述感应扫描规则为感应金属线（2）的位置和读取时间对应关系；
信号调理电路（7），用于接收来自第二通道整列切换开关（6）的感应信号，并根据噪音参数的设置，对其进行过滤处理，再将过滤后的含有触发信息的有效模拟信号进行放大处理；
时钟同步电路（10），接收来自激励端时钟信号和感应端时钟信号，并获得对齐的时钟信息；
AD采样电路（8），基于对齐的时钟信息，采集来自信号调理电路（7）的放大后有效模拟信号，并将有效模拟信号转换为数据分析与处理模块（9）可处理的含有触发信息的有效数字信号；
数据分析与处理模块（9），根据激励扫描规则、感应扫描规则和来自AD采样电路（8）的有效数字信号，提取出触控信息并结合位置和时间，从而获得触控操作在触控膜上的位置信息。
2.根据权利要求1所述的触摸控制器，其特征在于：所述电源模块（3）包括至少两个DC/DC隔离电源模块。
3.根据权利要求1所述的触摸控制器，其特征在于：所述电源模块（3）通过一USB隔离电路与CPU连接。
4.根据权利要求1所述的触摸控制器，其特征在于：所述激励电路（4）为RC正弦波振荡电路。
5.根据权利要求1所述的触摸控制器，其特征在于：所述驱动金属线（1）与感应金属线（2）垂直交叉设置。
6.根据权利要求1所述的触摸控制器，其特征在于：所述激励电路（4）产生的激励信号为高频、高压的正弦波。
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