CN110058702A - 频率侦测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种频率侦测电路,其包含一数字信号处理电路及一运算电路。数字信号处理电路根据一数字输入信号及多组参考信号产生多个参考强度,该多组参考信号各具有一信号频率,该多组参考信号的信号频率不相同。运算电路耦接数字信号处理电路,并根据该多个参考强度与该多组参考信号的信号频率运算出数字输入信号的一信号频率。

Description

频率侦测电路
技术领域
本发明涉及一种侦测电路,特别是一种频率侦测电路。
背景技术
随着科技快速发展,触控技术已广泛应用于各种电子装置,而供用户操控电子装置,尤其应用于智能移动电话、平板计算机以及各种携带式电子装置,主要原因在于这些携带式电子装置基于便携性而尺寸不大特性,所以通常不会外接键盘或者其它占用面积大的输入周边装置,因而触控输入可为使用者带来莫大的输入便利性。基于近年来触控输入技术的蓬勃发展,从而发展出诸多类型触控输入技术,例如电容式、电阻式、电磁式等。
现今触控笔即可应用上述电磁式触控技术,触控笔可发出预定电磁信号,例如特定频率的电磁信号,而携带式电子装置的面板内则设置可接收电磁信号的接收组件,例如阵列天线。如此,使用触控笔时,面板即会接收触控笔所发出的电磁信号,如此藉由触控侦测电路判断面板的何处天线接收到电磁信号,即可判断出触控笔触碰面板的位置,从而可执行对应事件。此外,当触控笔触碰面板时,面板接收的电磁信号即会有所变化而不同于电磁触控笔原先所发出的特定电磁信号,例如触控笔触碰面板的力道会影响电磁信号的频率,又或者触控笔触碰面板的角度会影响电磁信号的相位等,如此藉由后续的触控侦测电路侦测面板所接收的电磁信号的频率,即可对应推知触控笔触碰面板的力道,从而可进一步作为触控输入的多方面应用。例如,触控笔供使用者书写或者画图时,可依据使用者操控触控笔的力道,从而使线条有粗细的分别,力道越大线条越粗,而让触控笔的应用更为多元化。
现今触控侦测技术多采用快速傅立叶变换(FFT)对面板所接收的电磁信号进行转换处理,进而得知面板所接收的电磁信号的频率。然而,执行快速傅立叶变换需要复杂的硬件架构,因此会大幅增加侦测电路的成本,若要提高侦测的准确度,则需要数量更大的取样点,如此更耗费硬件资源,故也因此需要较长的取样时间,从而降低侦测电路的侦测效率。虽然先前有提出诸多侦测方案,但仍有再改善的空间,如中国台湾专利第201410118241.6号。
因此,如何提出一种频率侦测电路,能够有效改善现有的频率侦测电路的各种限制已成为一个刻不容缓的问题。
发明内容
有鉴于上述现有技术存在的问题,本发明的其中一目的就是在于提供一种频率侦测电路,以解决现有技术中的各种问题。
根据本发明的其中一目的,提出一种频率侦测电路,其包含数字信号处理电路及运算电路。数字信号处理电路根据一数字输入信号及多组参考信号产生多个参考强度,该多组参考信号各具有一信号频率,该多组参考信号的信号频率不相同。运算电路耦接数字信号处理电路,并根据该多个参考强度与该多组参考信号的信号频率运算出数字输入信号的一信号频率。
承上所述,依本发明的频率侦测电路,其可具有一或多个下述优点:
本发明的一实施例中,频率侦测电路可不需执行快速傅立叶变换,即可侦测输入信号的信号频率,因此可通过简单的硬件架构实现,大幅减少频率侦测电路的成本。
本发明的一实施例中,频率侦测电路可不需要对输入信号取太多的取样数,因此较不会耗费硬件资源,也不需要太长的取样时间,以提高侦测效率。
本发明的一实施例中,频率侦测电路可包含多级电路,故可有效地提升频率侦测电路的准确度。
附图说明
图1为本发明的频率侦测电路的第一实施例的方块图。
图2为本发明的频率侦测电路的第二实施例的电路图。
图3为本发明的频率侦测方式的示意图。
图4为本发明的频率侦测电路的第三实施例的电路图。
附图标记说明:2-频率侦测电路;21-输入电路;22-数字信号处理电路;23-判断电路;24-运算电路;ADC-模拟数字转换电路;Ain-模拟输入信号;Ap-放大器;At1~Atn参考强度;C1-第一运算单元;C2-第二运算单元;C3-第三运算单元;cos-余弦信号;CT-运算器;D1-第一参考强度;D2-第二参考强度;D1_sin-第一信号;D1_cos-第二信号;D2_sin-第一信号;D2_cos-第二信号;D3_sin-第一信号;D3_cos-第二信号;Din-数字输入信号;f1~f3-信号频率;fc-滤波系数;Ft1~Ftn-信号频率;Pt-信号相位;L1~Ln-第一级电路~第n级电路;M、M1-乘法器;S-加总器;SD1~SD3曲线;sin-正弦函数。
具体实施方式
以下将参照相关图式,说明本发明的频率侦测电路及其频率侦测方法的实施例,为了清楚与方便图式说明之故,图式中的各部件在尺寸与比例上可能会被夸大或缩小地呈现。在以下描述及/或申请专利范围中,当提及组件「连接」或「耦合」至另一组件时,其可直接连接或耦合至该另一组件或可存在介入组件;而当提及组件「直接连接」或「直接耦合」至另一组件时,不存在介入组件,用于描述组件之间的关系的其他字词应以相同方式解释。为使便于理解,下述实施例中的相同组件以相同的符号标示说明。
请参阅图1,其为本发明的频率侦测电路的第一实施例的方块图。如图所示,频率侦测电路2包含一输入电路21、一数字信号处理电路22、一判断电路23及一运算电路24,从而用于侦测输入信号的信号频率,且可进一步侦测输入信号的相位且可估测输入信号的强度,频率侦测电路2可应用于触控笔(电磁谐振笔)之外,亦可应用于需要侦测输入信号的频率、相位或者强度等电子装置。
输入电路21接收一模拟输入信号Ain,例如电子装置的触控面板接收触控笔所发出的电磁信号,进而传送至频率侦测电路2的输入电路21,输入电路21转换模拟输入信号Ain为一数字输入信号Din。由上述说明可知,模拟输入信号Ain与数字输入信号Din相当于一触控输入信号。数字信号处理电路22耦接输入电路21,从而可接收数字输入信号Din;数字信号处理电路22根据数字输入信号Din及多组参考信号产生多个参考强度。该多组参考信号各具有一信号频率,该多组参考信号的信号频率不相同。于此实施例中,数字信号处理电路22根据数字输入信号Din及两组参考信号产生一第一参考强度D1、一第二参考强度D2,此两组参考信号分别具有一第一信号频率f1与一第二信号频率f2,第二信号频率f2大于第一信号频率f1。
运算电路24与数字信号处理电路22耦接;运算电路24计算第一参考强度D1及第二参考强度D2的和值,以获得一信号参考强度At,信号参考强度At会近似于模拟输入信号Ain与数字输入信号Din的信号强度。
此外,运算电路24根据第一参考强度D1及第二参考强度D2与两组参考信号的第一信号频率f1与第二信号频率f2运算出数字输入信号Din的信号频率Ft,其也相当于模拟输入信号Ain的信号频率。此外,数字信号处理电路22可进一步运算出模拟输入信号Ain与数字输入信号Din的信号相位Pt。
判断电路23与运算电路24耦接;判断电路23将信号参考强度At与预设的一门坎值比较以判断数字输入信号Din是否为触碰控制输入信号,即判断触控笔是否有触碰触控面板,进而可判断使用者的触控动作是否有效;若判断电路23判断信号参考强度At超过此门坎值,判断电路23判断此数字输入信号Din为触碰控制输入信号,即表示触控笔有触碰到触控面板;相反的,若判断电路23判断信号参考强度At未超过此门坎值,判断电路23判断数字输入信号Din并非为触碰控制输入信号,所以触控笔并未触碰到触控面板。
由上述可知,频率侦测电路2可根据数字输入信号Din、多组参考信号以及参考信号的信号频率运算出数字输入信号Din的信号频率Ft,并不需要通过快速傅立叶变换,因此可通过简单的硬件架构实现,大幅减少了频率侦测电路2的成本,并相对于执行快速傅立叶变换的取样数而言,频率侦测电路2可不需要对模拟输入信号Ain进行太多取样次数,因而也不需要太长的取样时间,故频率侦测电路2不会过度耗费硬件资源且可达较佳侦测效率。
当然,上述仅为举例,频率侦测电路2的电路构造、各组件的功能及其协同关系均可依实际需求变化,本发明并不以此为限。
请参阅图2,其为本发明的频率侦测电路的第二实施例的电路图。如图所示,频率侦测电路2包含输入电路21、数字信号处理电路22、判断电路23及运算电路24。
输入电路21可包含一放大器Ap及一模拟数字转换电路ADC,放大器Ap耦接模拟数字转换电路ADC;模拟输入信号Ain经由放大器Ap放大后提供至模拟数字转换电路ADC;然后,模拟数字转换电路ADC则将模拟输入信号Ain转换为数字输入信号Din。于本发明的一实施例中,模拟数字转换电路ADC根据一取样频率取样模拟输入信号Ain并转换为数字输入信号Din,其表示数字输入信号Din包含多个信号而依序提供至数字信号处理电路22。模拟数字转换电路ADC取样模拟输入信号Ain的取样数可依据需求而设定。
数字信号处理电路22可包含至少一数字信号处理单元,于本实施例中包含一个数字信号处理单元,其可包含一第一解调变单元、一第二解调变单元、一第一滤波器、一第二滤波器、一第一运算单元C1、一第二运算单元C2;其中,各个解调变单元可包含两个乘法器M;各个滤波器包含两个乘法器M1及两个加总器S,而其滤波系数fc提供至每一个乘法器M1;在一实施例中,此滤波器可为低通滤波器(Low-Pass Filter)。第一解调变单元可为一第一混波电路,第二解调变单元可为一第二混波电路。
数字信号处理电路22根据具有第一信号频率f1的第一组参考信号及具有第二信号频率f2的第二参考信号对数字输入信号Din进行解调变处理,而产生一第一组解调变信号与一第二组解调变信号。其中,每一组参考信号包含一正弦信号sin与一余弦信号cos,且同一组参考信号的正弦信号sin的信号频率与余弦信号cos的信号频率相同。第一解调变单元(位于图面的上半部)的第一个乘法器M相乘数位输入信号Din与具有第一信号频率f1的正弦信号sin而产生第一组解调变信号的第一信号,第一解调变单元(位于图面的上半部)的第二个乘法器M相乘数位输入信号Din与具有第一信号频率f1的余弦信号cos而产生第一组解调变信号的第二信号,第一解调变单元的两个乘法器M所得的第一组解调变信号传送至第一滤波器(位于图面的上半部),以进行滤波而产生一第一组滤波信号,例如滤除乘法器M所得的信号的高频成份。
第一滤波器(位于图面的上半部)耦接第一解调变单元,并包含两个滤波单元,每一滤波单元分别具有一乘法器M1与一加总器S。第一滤波器的第一滤波单元的乘法器M1相乘滤波系数fc与第一解调变单元的第一个乘法器M所得的第一信号,第一滤波单元的乘法器M1所得的结果传送至第一滤波单元的加总器S,此加总器S即依序加总第一滤波单元的乘法器M1所得的结果,而输出第一组滤波信号的第一信号D1_sin。第一滤波器的第二滤波单元的乘法器M1相乘滤波系数fc与第一解调变单元的第二个乘法器M所得的第二信号,第二滤波单元的乘法器M1所得的结果传送至第二滤波单元的加总器S,此加总器S即依序加总第二滤波单元的乘法器M1所得的结果,而输出第一组滤波信号的第二信号D1_cos。第一滤波器(位于图面的上半部)所产生的第一组滤波信号(第一信号D1_sin与第二信号D1_cos)传输至第一运算单元C1。第一运算单元C1耦接第一滤波器,并根据第一滤波器滤波后的第一组解调变信号(第一组滤波信号)运算出一第一参考强度D1,其为滤波后的第一组解调变信号的信号强度。
于本发明的一实施例中,第一运算单元C1可分别平方第一组滤波信号的第一信号D1_sin与第二信号D1_cos,并计算第一信号D1_sin与第二信号D1_cos平方后的总和,再进而对此总合进行平方根运算即可运算出第一参考强度D1。此外,第一运算单元C1可根据第一组滤波信号的第一信号D1_sin与第二信号D1_cos运算出信号相位Pt。于本发明的一实施例中,第一运算单元C1计算第一信号D1_sin与第二信号D1_cos的比值,此比值为正切(tangent),进而根据此正切值运算反正切(arctangent)即可计算出信号相位Pt,其可表示模拟输入信号Ain与数字输入信号Din的信号相位。
基于上述可知,数字信号处理电路22也可以通过相同的方式运算出第二参考强度D2。数字信号处理电路22根据具有第二信号频率f2的第二组参考信号对数字输入信号Din进行解调变处理,而产生第二组解调变信号。第二解调变单元(位于图面的下半部)的第一个乘法器M相乘数位输入信号Din与具有第二信号频率f2的正弦信号sin而产生第二组解调变信号的第一信号,第二解调变单元(位于图面的下半部)的第二个乘法器M相乘数位输入信号Din与具有第二信号频率f2的余弦信号cos而产生第二组解调变信号的第二信号,第二解调变单元的两个乘法器M所得的第二组解调变信号传送至第二滤波器(位于图面的下半部),以进行滤波而产生一第二组滤波信号。
第二滤波器(位于图面的下半部)耦接第二解调变单元,并包含两个滤波单元,每一滤波单元分别具有一乘法器M1与一加总器S。第二滤波器的第一滤波单元的乘法器M1相乘滤波系数fc与第二解调变单元的第一个乘法器M所得的第二解调变信号的第一信号,第二滤波器的第一滤波单元的乘法器M1所得的结果传送至第二滤波器的第一滤波单元的加总器S,此加总器S即依序加总第二滤波器的第一滤波单元的乘法器M1所得的结果,而输出第二组滤波信号的第一信号D2_sin。第二滤波器的第二滤波单元的乘法器M1相乘滤波系数fc与第二解调变单元的第二个乘法器M所得的第二解调变信号的第二信号,第二滤波器的第二滤波单元的乘法器M1所得的结果传送至第二滤波器的第二滤波单元的加总器S,此加总器S即依序加总第二滤波器的第二滤波单元的乘法器M1所得的结果,而输出第二组滤波信号的第二信号D2_cos。第二滤波器(位于图面的下半部)所产生的第二组滤波信号(第一信号D2_sin与第二信号D2_cos)传输至第二运算单元C2。第二运算单元C2耦接第二滤波器,并根据第二滤波器滤波后的第二组解调变信号(第二组滤波信号)运算出一第二参考强度D2,其为滤波后的第二组解调变信号的信号强度。上述的滤波系数fc并非为固定值,其可依据需求而设定。
于本发明的一实施例中,第二运算单元C2可分别平方第二组滤波信号的第一信号D2_sin与第二信号D2_cos,并计算第一信号D2_sin与第二信号D2_cos平方后的总和,再进而对此总合进行平方根运算即可运算出第二参考强度D2。此外,同于上述,第二运算单元C2亦可根据第二组滤波信号的第一信号D2_sin与第二信号D2_cos运算出信号相位Pt。于本发明的一实施例中,第二运算单元C2计算第一信号D2_sin与第二信号D2_cos的比值,此比值为正切(tangent),进而根据此正切值运算反正切(arctangent)即可计算出信号相位Pt。
由于本实施例的数字信号处理电路22仅为本发明的一实施例,并非限制数字信号处理电路22仅可为上述实施例的电路,例如上述第一解调变单元、第二解调变单元可由其他类型的解调变电路实施,而第一滤波器、第二滤波器亦可由其他类型的滤波电路实施。
此外,上述的第一信号频率f1可根据一目标解析频带及模拟数字转换电路ADC的取样频率与取样数进行设定。例如,第一信号频率f1可为目标解析频带的一中央频率与输入电路21的模拟数字转换电路ADC的取样频率与取样数的1/2倍比值的的差值,如下式(1)所示:
f2=fmid-1/2(fs/SN)………………………………………(1)
在式(1)中,f1表示第一信号频率;fmid表示目标解析频带的中央频率;fs表示模拟数字转换电路ADC的取样频率;SN表示模拟数字转换电路ADC的取样数。
同样的,上述的第二信号频率f2可根据目标解析频带及输入电路21的模拟数字转换电路ADC的取样频率与取样数进行设定。例如,第二信号频率f2可为目标解析频带的中央频率与模拟数字转换电路ADC的取样频率与取样数的1/2倍比值的和值,如下式(2)所示:
f1=fmid+1/2(fs/SN)…………………………………………………(2)
在式(2)中,f2表示第二信号频率;fmid表示目标解析频带的中央频率;fs表示模拟数字转换电路ADC的取样频率;SN表示模拟数字转换电路ADC的取样数。当然,上述第一信号频率f1及第二信号频率f2的设定方式仅为举例,其可依实际需求变化,本发明并不以此为限。
运算电路24可包含一加法器Ad及一运算器CT。加法器Ad计算第一参考强度D1及第二参考强度D2的和值以获得信号参考强度At。判断电路23与运算电路24耦接,判断电路23将信号参考强度At与预设的门坎值比较以判断数字输入信号Din是否为触碰控制输入信号,即判断触控笔是否有触碰触控面板,进而可判断使用者的触控动作是否有效。上述的门坎值可依据设计需求而设定。
运算器CT根据第一参考强度D1、第二参考强度D2、信号参考强度At、第一信号频率f1、第二信号频率f2可运算出模拟输入信号Ain与数字输入信号Din的信号频率Ft。以下配合第三图说明,运算电路24的运算器CT运算出信号频率Ft的方式。上述数字信号处理电路22的第一解调变单元(位于图面的上半部)根据具第一信号频率f1的第一组参考信号对数字输入信号Din进行解调变而产生第一组解调变信号,此第一组解调变信号的低频成份的信号频率为数字输入信号Din的信号频率与第一信号频率f1的差值。当此第一组解调变信号经过第一滤波器(位于图面的上半部)滤波后,第一组解调变信号的高频成份会被滤除,而输出低频成份,即第一组滤波信号的第一信号D1_sin与第二信号D1_cos,其低频成份的信号强度即为第一参考强度D1。根据滤波器的特性,解调变信号的低频成份的信号频率越低,经过滤波器滤波后所得的滤波信号的信号强度越高,其表示数字输入信号Din的信号频率与第一信号频率f1的差值越小,也就是数字输入信号Din的信号频率越接近第一信号频率f1,则第一参考强度D1越高,可近似于线性,相反的,其表示数字输入信号Din的信号频率与第一信号频率f1的差值越大,则第一参考强度D1越低,可近似于线性,其如图3所示的曲线SD1,曲线SD1表示第一参考强度D1,图3所示的横轴为频率,而纵轴为强度。
同于上述,上述数字信号处理电路22的第二解调变单元(位于图面的下半部)根据具第二信号频率f2的第二组参考信号对数字输入信号Din进行解调变而产生第二组解调变信号,此第二组解调变信号的低频成份的信号频率为数字输入信号Din的信号频率与第二信号频率f2的差值。当此第二组解调变信号经过第二滤波器(位于图面的下半部)滤波后,第二组解调变信号的高频成份会被滤除,而输出低频成份,即第二组滤波信号的第一信号D2_sin与第二信号D2_cos,其低频成份的信号强度即为第二参考强度D2。根据滤波器的特性,数字输入信号Din的信号频率与第二信号频率f2的差值越小,也就是数字输入信号Din的信号频率越接近第二信号频率f2,则第二参考强度D2越高,可近似于线性,相反的,其表示数字输入信号Din的信号频率与第二信号频率f2的差值越大,则第二参考强度D2越低,可近似于线性,其如图3所示的曲线SD2,曲线SD2表示第二参考强度D2。曲线SD3则表示第一参考强度D1与第二参考强度D2的总和,即为信号参考强度At。
基于上述可知,由于第一信号频率f1与第二信号频率f2系不相同,所以若数字输入信号Din的信号频率Ft较接近于第一信号频率f1,相对则较远离第二信号频率f2。相反的,若数字输入信号Din的信号频率Ft较接近于第二信号频率f2,相对则较远离第一信号频率f1。因此,如图3所示,曲线SD1与曲线SD2互为相反。
基于上述说明,根据第一参考强度D1、第二参考强度D2、信号参考强度At、第一信号频率f1、第二信号频率f2的相互关系即可运算出模拟输入信号Ain与数字输入信号Din的信号频率Ft,例如运用内插运算。在本实施例中,运算电路24的运算器CT可执行内插运算计算第二参考强度D2与信号参考强度At的比值及第二信号频率f2与第一信号频率f1的差值,再计算此比值与此差值的乘积与第一信号频率f1的和值,以获得信号频率Ft,如下式(3)所示:
Ft=f1+(D2/At)*(f2-f1)………………..……………(3)
同时,运算器CT亦可执行内插运算进一步计算第一参考强度D1与信号参考强度At的比值及第二信号频率f2与第一信号频率f1的差值,再计算此比值与此差值的乘积与第二信号频率f2的差值,以获得信号频率Ft,如下式(4)所示:
Ft=f2-(D1/At)*(f2-f1)……………………….………….(4)
当然,上述仅为举例,运算器CT也可以采用其它的运算方式计算出信号频率Ft。
同样的,上述的内插运算也仅为举例,运算器CT也可采用其它的线性运算方式,而根据第一参考强度D1、第二参考强度D2、第一信号频率f1、第二信号频率f2计算出数字输入信号Din的信号频率Ft,均应包含在本发明的专利范围中。
由上述可知,频率侦测电路2可通过内插运算或其它的线性运算方式根据第一参考强度D1及第二参考强度D2、第一信号频率f1、第二信号频率f2计算出数字输入信号Din的信号频率Ft,并不需要通过快速傅立叶变换,因此确实可以改善现有的频率侦测电路的缺点,以降低成本并提升效能及效率。
当然,上述仅为举例,频率侦测电路2的电路构造、各组件的功能及其协同关系均可依实际需求变化,本发明并不以此为限。
现有的频率侦测电路需要执行快速傅立叶变换而侦测输入信号的频率,其所需要的取样数多,故若要达到较高准确度,则需要数量更大的取样点,如此极为耗费硬件资源,即成本较高,且也因此需要较长的取样时间,而降低侦测电路的侦测效率。相反的,根据本发明的实施例,频率侦测电路可不需要太多的取样数即可侦测输入信号的频率,因此较不会耗费硬件资源,且可不需要太长的取样时间,故频率侦测电路可达较佳的侦测效率。由上述可知,本发明实具进步性的专利要件。
请参阅图4,其系为本发明的频率侦测电路的第三实施例的电路图。如图所示,频率侦测电路2包含输入电路21、数字信号处理电路22、判断电路23及运算电路24。
本实施例与前述实施例不同的是,频率侦测电路2包含多级电路L1~Ln,而各级电路的构造及运作方式与前述实施例相似,故不在此多加贽述。
第一级电路L1根据具第一信号频率f1的参考信号及具第二信号频率f2的参考信号对数字输入信号Din进行处理,以可获得信号参考强度At1、信号频率Ft1及信号相位Pt。
第二级电路L2根据具第二信号频率f2的参考信号及具第三信号频率f3的参考信号对数字输入信号Din进行处理,以可获得信号参考强度At2、信号频率Ft2及信号相位Pt,第三信号频率f3大于第二信号频率f2。
依此类推,第n级电路Ln根据具第n信号频率fn的参考信号及具第n+1信号频率fn+1的参考信号对数字输入信号Din进行处理,以获得信号参考强度Atn、信号频率Ftn及信号相位Pt。
因此,本实施例的频率侦测电路2能获得n组不同的信号参考强度At1~Atn、信号频率Ft1~Ftn。频率侦测电路2可计算信号频率Ft1~Fn的平均值而视为数字输入信号Din的信号频率,又或者通过其它的运算方式计算信号频率Ft1~Ftn,而运算出数字输入信号Din的信号频率。
此外,当该多个多级电路L1~Ln的任一级电路的判断电路23根据信号参考强度At1~Atn与门坎值判断出数字输入信号Din为触碰控制输入信号,即判断数字输入信号Din为触碰控制输入信号,而可判断触控笔有触碰触控面板。若所有多级电路L1~Ln的判断电路23根据信号参考强度At1~Atn与门坎值判断出数字输入信号Din并非为触碰控制输入信号,即判断数字输入信号Din并非为触碰控制输入信号,而可判断触控笔并未触碰触控面板。于本发明的一实施例中,该多个多级电路L1~Ln可共享判断电路23,即信号参考强度At1~Atn可传输至共享判断电路23,如此可简化电路架构。
如同前述,本实施例的频率侦测电路2可包含多级电路L1~Ln,故可更精确地的解析目标解析频带范围,因此上述的电路结构可有效提升频率侦测电路2的侦测精确度。
综上所述,根据本发明的实施例,频率侦测电路可通过简单计算,而得知输入信号的信号频率,并不需执行快速傅立叶变换,因此可通过简单的硬件架构实现,大幅减少了频率侦测电路的成本,且可增加侦测效率。
以上所述仅为举例性,而非为限制性者。其它任何未脱离本发明的精神与范畴,而对其进行的等效修改或变更,均应该包含于本案的范围内。

Claims (12)

1.一种频率侦测电路,其特征在于,包含:
一数字信号处理电路,根据一数字输入信号及多组参考信号产生多个参考强度,该多组参考信号各具有一信号频率,该多组参考信号的该信号频率不相同;以及
一运算电路,耦接该数字信号处理电路,并根据该多个参考强度与该多组参考信号的该信号频率运算出该数字输入信号的一信号频率。
2.如权利要求1所述的频率侦测电路,其特征在于,该数字信号处理电路包含至少一数字信号处理单元,每一该数字信号处理单元包含:
一第一解调变单元,根据该数字输入信号与该多组参考信号的一组参考信号产生一第一组解调变信号;
一第一滤波器,耦接该第一解调变单元,并滤波该第一组解调变信号;
一第一运算单元,耦接该第一滤波器,并根据滤波后的该第一组解调变信号运算出该多个参考强度的一参考强度;
一第二解调变单元,根据该数字输入信号与该多组参考信号的另一组参考信号产生一第二组解调变信号;
一第二滤波器,耦接该第二解调变单元,并滤波该第二组解调变信号;以及
一第二运算单元,耦接该第二滤波器,并根据滤波后的该第二组解调变信号运算出该多个参考强度的另一参考强度。
3.如权利要求2所述的频率侦测电路,其特征在于,该第一解调变单元为一第一混波电路,该第二解调变单元为一第二混波电路。
4.如权利要求1所述的频率侦测电路,其特征在于,更包含:
一判断电路,耦接该运算电路,该运算电路根据该多个参考强度运算出至少一信号参考强度,该判断电路根据该至少一信号参考强度与一门坎值判断该数字输入信号为一触碰控制输入信号。
5.如权利要求1所述的频率侦测电路,其特征在于,该运算电路根据该多个参考强度与该多组参考信号的该信号频率执行一内插运算而运算出该数字输入信号的该信号频率。
6.如权利要求5所述的频率侦测电路,其特征在于,该多组参考信号包含一第一组参考信号与一第二组参考信号,该第一组参考信号具有一第一信号频率,该第二组参考信号具有一第二信号频率,该第二信号频率大于该第一信号频率,该多个参考强度包含第一参考强度与一第二参考强度,该运算电路计算该第一参考强度及该第二参考强度的和值以获得一信号参考强度,该运算电路执行该内插运算是计算该第二参考强度与该信号参考强度的一比值及该第二信号频率与该第一信号频率的一差值,再计算该比值与该差值的一乘积与该第一信号频率的和值,以运算出该数字输入信号的该信号频率。
7.如权利要求5所述的频率侦测电路,其特征在于,该多组参考信号包含一第一组参考信号与一第二组参考信号,该第一组参考信号具有一第一信号频率,该第二组参考信号具有一第二信号频率,该第二信号频率大于该第一信号频率,该多个参考强度包含第一参考强度与一第二参考强度,该运算电路计算该第一参考强度及该第二参考强度的和值以获得一信号参考强度,该运算电路执行该内插运算是计算该第一参考强度与该信号参考强度的一比值及该第二信号频率与该第一信号频率的一差值,再计算该比值与该差值的一乘积与该第二信号频率的一差值以运算出该数字输入信号的该信号频率。
8.如权利要求6或7所述的频率侦测电路,其特征在于,更包含:
一输入电路,耦接该数字信号处理电路,并转换一模拟输入信号为该数字输入信号,从而提供至该数字信号处理电路,该第一信号频率为一目标解析频带的一中央频率与该输入电路的一取样频率与一取样数的1/2倍比值的差值,该第二信号频率为该目标解析频带的该中央频率与该输入电路的该取样频率与该取样数的1/2倍比值的和值。
9.如权利要求1所述的频率侦测电路,其特征在于,每一组该参考信号包含一正弦信号与一余弦信号。
10.如权利要求9所述的频率侦测电路,其特征在于,该数字信号处理电路根据该数字输入信号与该多组参考信号的至少一组参考信号的该正弦信号与该余弦信号产生至少一组解调变信号,每一组该解调变信号包含一第一信号与一第二信号,该数字信号处理电路滤波该至少一组解调变信号,该数字信号处理电路根据滤波后的该至少一组解调变信号的该第一信号与该第二信号运算出该数字输入信号的一信号相位。
11.如权利要求1所述的频率侦测电路,其特征在于,更包含:
一输入电路,耦接该数字信号处理电路,并转换一模拟输入信号为该数字输入信号,从而提供至该数字信号处理电路。
12.如权利要求11所述的频率侦测电路,其特征在于,该输入电路包含一模拟数字转换电路,该模拟数字转换电路转换该模拟输入信号为该数字输入信号。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101833406A (zh) * 2010-03-30 2010-09-15 福建华映显示科技有限公司 触控面板侦测电路
US20110234287A1 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 Murray Daniel C Frequency detection mechanism for a clock generation circuit
CN104102384A (zh) * 2014-04-01 2014-10-15 友达光电股份有限公司 触控侦测电路
CN104156096A (zh) * 2013-05-14 2014-11-19 宸鸿光电科技股份有限公司 触摸屏控制系统及其信号处理电路及方法
CN105091915A (zh) * 2014-05-23 2015-11-25 光宝科技股份有限公司 微机电装置的位置侦测装置及其侦测方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013117426A (ja) * 2011-12-02 2013-06-13 Mitsubishi Electric Corp 周波数検出回路
US9013429B1 (en) * 2012-01-14 2015-04-21 Cypress Semiconductor Corporation Multi-stage stylus detection
TWI465996B (zh) * 2012-03-28 2014-12-21 Novatek Microelectronics Corp 電容式觸控裝置及其感測方法
TWI479402B (zh) * 2012-11-16 2015-04-01 Princeton Technology Corp 觸控感應電路及方法
WO2014097365A1 (ja) * 2012-12-17 2014-06-26 Necディスプレイソリューションズ株式会社 制御装置、制御方法、および表示装置
TWI531949B (zh) * 2014-06-26 2016-05-01 矽創電子股份有限公司 電容電壓資訊感測電路及其相關抗雜訊觸控電路
US10775939B2 (en) * 2016-03-10 2020-09-15 Pixart Imaging Inc. Capacitive touch system using frequency division multiplexing and operating method thereof
JP2017215646A (ja) * 2016-05-30 2017-12-07 シナプティクス インコーポレイテッド タッチ検出回路及び半導体装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110234287A1 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 Murray Daniel C Frequency detection mechanism for a clock generation circuit
CN101833406A (zh) * 2010-03-30 2010-09-15 福建华映显示科技有限公司 触控面板侦测电路
CN104156096A (zh) * 2013-05-14 2014-11-19 宸鸿光电科技股份有限公司 触摸屏控制系统及其信号处理电路及方法
CN104102384A (zh) * 2014-04-01 2014-10-15 友达光电股份有限公司 触控侦测电路
CN105091915A (zh) * 2014-05-23 2015-11-25 光宝科技股份有限公司 微机电装置的位置侦测装置及其侦测方法

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