CN110166051B - 多路采样电路、红外触摸框及红外触摸框的多路采样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多路采样电路，包括第一信号接收通道、第二信号接收通道、第一放大电路、第二放大电路和保持电路；通过第一信号接收通道接收模拟信号经第一放大电路放大后输入模数转换器ADC，通过第二信号接收通道接收的模拟信号经第二放大电路放大后输入保持电路进行存储，由模数转换器ADC进行读取，即一个模数转换器ADC可以处理至少两路采样时刻相同的模拟信号，在不增加模数转换器ADC的数量的前提下大大提高了对模数转换信号处理的速度，从而无需增加处理器成本就能提高系统性能。本发明还公开了一种红外触摸框及红外触摸框的多路采样方法，具有上述有益效果。

Description

多路采样电路、红外触摸框及红外触摸框的多路采样方法

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，特别是涉及一种多路采样电路、红外触摸框及红外触摸框的多路采样方法。

背景技术

当前红外触摸框的硬件电路大多采用通用微处理器MCU集成的单路或多路模数转换器ADC对模拟信号进行采样。随着对红外触摸框功能要求的提高，需要采集的模拟信号数量增加，微处理器MCU集成的模数转换器ADC数量与红外触摸框功能需求之间的矛盾逐渐加深，模数转换器ADC的数量严重制约了红外触摸框能够采集的模拟信号的数量，进而影响了红外触摸框的各项性能。

图1为现有技术中一种多路采样电路的电路图。如图1所示，以包括8路信号接收通道为例，现有技术中的多路采样电路由8路信号接收通道(CH1～CH8)、8选1模拟开关101、放大电路102组成，8路信号接收通道(CH1～CH8)的输出端连接一个8选1模拟开关101，8选1模拟开关101的另一端连接放大电路102的输入端，放大电路102的端连接主芯片的处理器的模数转换器ADC。基于现有技术中的多样采样电路，模数转换器ADC只能依次接收各路信号接收通道接收的模拟信号，这极大限制了信号处理的速度。为了提高信号处理的速度，只能增加模数转换器ADC的数量，如选用更高端的包括更多模数转换器ADC的处理器，或者增加一个或多个协处理器，但这无疑造成成本的增加，并且加大了板卡走线的复杂程度。

如何在不增加处理器成本的基础上提高信号模数转换处理的速度，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多路采样电路、红外触摸框及红外触摸框的多路采样方法，用于在不增加处理器成本的基础上提高信号模数转换处理的速度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种多路采样电路，包括第一信号接收通道、第二信号接收通道、第一放大电路、第二放大电路和保持电路；

其中，所述第一信号接收通道的输出端与所述第一放大电路的输入端连接，所述第一放大电路的输出端与模数转换器ADC的输入端连接，所述第一放大电路将所述第一信号接收通道接收的模拟信号放大后输入所述模数转换器ADC；

所述第二信号接收通道的输出端与所述第二放大电路的输入端连接，所述第二放大电路的输出端与所述保持电路的输入端连接，所述保持电路的输出端与所述模数转换器ADC的输入端连接，所述第二放大电路将所述第二信号接收通道接收的模拟信号放大后输入所述保持电路进行存储并等待所述模数转换器ADC读取。

可选的，所述保持电路具体包括AD783芯片，所述AD783芯片与所述第二放大电路一一对应。

可选的，多个所述AD783芯片与一个所述模数转换器ADC连接。

可选的，所述第一信号接收通道与所述第一放大电路一一对应，所述第二信号接收通道与所述第二放大电路一一对应。

可选的，所述第一放大电路的数量具体为三个，所述第二放大电路的数量具体为五个。

可选的，一个所述第一放大电路对应多个所述第一信号接收通道，一个所述第二放大电路对应多个所述第二信号接收通道；

相应的，还包括设于各所述第一信号接收通道与所述第一放大电路之间的第一多路模拟开关，用于切换与所述第一放大电路连通的第一信号接收通道；

还包括设于各所述第二信号接收通道与所述第二放大电路之间的第二多路模拟开关，用于切换与所述第二放大电路连通的第二信号接收通道。

可选的，还包括设于所述第一放大电路的输出端与所述第二放大电路的输出端的第一切换开关，用于切换与所述保持电路连接的放大电路。

可选的，还包括设于所述第一放大电路的输入端与所述第二放大电路的输入端的第二切换开关，用于切换信号接收通道与放大电路的连接关系；

其中，所述信号接收通道包括所述第一信号接收通道和所述第二信号接收通道，所述放大电路包括所述第一放大电路和所述第二放大电路。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种红外触摸框，包括上述任意一项所述的多路采样电路，还包括用于接收放大后的模拟信号的处理器，所述处理器包括模数转换器ADC。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种红外触摸框的多路采样方法，基于上述红外触摸框的处理器，包括：

接收完第一放大电路传输的放大后的模拟信号后，读取保持电路中存储的放大后的模拟信号。

本发明所提供的多路采样电路，包括第一信号接收通道、第二信号接收通道、第一放大电路、第二放大电路和保持电路；通过第一信号接收通道接收模拟信号经第一放大电路放大后输入模数转换器ADC，通过第二信号接收通道接收的模拟信号经第二放大电路放大后输入保持电路进行存储，由模数转换器ADC进行读取。现有技术中的多路采样电路，模拟信号进入信号接收通道后如果没有得到处理将会丢失，因此一个模数转换器ADC只能接受一路信号接收电路的采样，而本发明通过将部分采集到的模拟信号放入保持电路中进行存储，对于一个模数转换器ADC来说，可以在接收完第一放大电路输出的放大后的模拟信号后再从保持电路中读取第二放大电路输出的放大后的模拟信号，从而一个模数转换器ADC可以同时接收多路信号接收电路的采样，而从保持电路中读取信号所需的时间远小于依次接收采样的时间。可见应用本发明提供的多路采样电路，在不增加模数转换器ADC的数量的前提下大大提高了对模数转换信号处理的速度，从而无需增加处理器成本就能提高系统性能。本发明还提供了一种红外触摸框及红外触摸框的多路采样方法，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种多路采样电路的电路图；

图2为本发明实施例提供的第一种多路采样电路的电路图；

图3为本发明实施例提供的第二种多路采样电路的电路图；

图4为本发明实施例提供的第三种多路采样电路的电路图；

图5为本发明实施例提供的第四种多路采样电路的电路图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种多路采样电路、红外触摸框及红外触摸框的多路采样方法，用于在不增加处理器成本的基础上提高信号模数转换处理的速度。

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做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。

图2为本发明实施例提供的第一种多路采样电路的电路图。

如图2所示，本发明实施例提供的多路采样电路包括第一信号接收通道(CH1～CH3)、第二信号接收通道(CH4～CH8)、第一放大电路201、第二放大电路202和保持电路203；

其中，第一信号接收通道(CH1～CH3)的输出端与第一放大电路201的输入端连接，第一放大电路201的输出端与模数转换器ADC的输入端连接，第一放大电路201将第一信号接收通道(CH1～CH3)接收的模拟信号放大后输入模数转换器ADC；

第二信号接收通道(CH4～CH8)的输出端与第二放大电路202的输入端连接，第二放大电路202的输出端与保持电路203的输入端连接，保持电路203的输出端与模数转换器ADC的输入端连接，第二放大电路202将第二信号接收通道(CH4～CH8)接收的模拟信号放大后输入保持电路203进行存储并等待模数转换器ADC读取。

现有技术中的多路采样电路，模拟信号进入信号接收通道后如果没有得到处理将会丢失，因此一个模数转换器ADC只能接受一路信号接收电路的采样，而本发明实施例通过将部分采集到的模拟信号放入保持电路203中进行存储，对于一个模数转换器ADC来说，可以在接收完第一放大电路201输出的放大后的模拟信号后再从保持电路203中读取第二放大电路202输出的放大后的模拟信号，从而一个模数转换器ADC可以同时接收多路信号接收电路的采样，而从保持电路203中读取信号所需的时间远小于依次接收采样的时间。

需要说明的是，本发明实施例中的第一信号接收通道(CH1～CH3)、第二信号接收通道(CH4～CH8)、第一放大电路201和第二放大电路202只是为了区分与模数转换器ADC直接连接的支路以及与模数转换器ADC通过保持电路203间接连接的支路，其具体实施方案可以相同，也可以不同。

在具体实施中，可以根据需要选择保持电路203的设计方案，如一个保持电路203对应多个第二放大电路202，或一个保持电路203对应一个第二放大电路202。如，保持电路203具体可以包括AD783芯片，AD783芯片与第二放大电路202一一对应。

对于一个模数转换器ADC，如果同时连接一路第一放大电路201和一路保持电路203，则可以处理采样时刻相同的两路模拟信号，而增加保持电路203的数量，则一个模数转换器ADC可以处理采样时刻相同的两路以上的模拟信号，即多个AD783芯片可以与一个模数转换器ADC连接，模数转换器ADC在处理器的控制下以此读取第一放大电路201输出的放大后的模拟信号和各AD783芯片中存储的第二放大电路202输出的放大后的模拟信号。

信号接收通道与放大电路的关系可以如图2所示，即第一信号接收通道(CH1～CH3)与第一放大电路201一一对应，第二信号接收通道(CH4～CH8)与第二放大电路202一一对应。由于常用的处理器的模数转换器ADC的数量为3个，通常接收8路模拟信号，则第一放大电路201的数量具体可以为三个，第二放大电路202的数量具体可以为五个。

本发明实施例提供的多路采样电路，包括第一信号接收通道、第二信号接收通道、第一放大电路、第二放大电路和保持电路；通过第一信号接收通道接收模拟信号经第一放大电路放大后输入模数转换器ADC，通过第二信号接收通道接收的模拟信号经第二放大电路放大后输入保持电路进行存储，由模数转换器ADC进行读取，即一个模数转换器ADC可以处理至少两路采样时刻相同的模拟信号，在不增加模数转换器ADC的数量的前提下大大提高了对模数转换信号处理的速度，从而无需增加处理器成本就能提高系统性能。

图3为本发明实施例提供的第二种多路采样电路的电路图。

在上述实施例提供的多路采样电路的构思的基础上，本发明实施例提供了另一种多路采样电路的具体设计方案，为了节约放大电路的数量，减少放大电路所占用的空间，在本发明实施例提供的多路采样电路中，一个第一放大电路201对应多个第一信号接收通道(CH1～CH3)，一个第二放大电路202对应多个第二信号接收通道(CH4～CH8)；

相应的，还包括设于各第一信号接收通道(CH1～CH3)与第一放大电路201之间的第一多路模拟开关301，用于切换与第一放大电路201连通的第一信号接收通道(CH1～CH3)；

还包括设于各第二信号接收通道(CH4～CH8)与第二放大电路202之间的第二多路模拟开关302，用于切换与第二放大电路202连通的第二信号接收通道(CH4～CH8)。

在具体实施中，以第一信号接收通道(CH1～CH3)的数量为三个，第二信号接收通道(CH4～CH8)的数量为五个为例，即三个第一信号接收通道(CH1～CH3)连接一个第一放大电路201，在其间设置一个三选一模拟开关，五个第二信号接收通道(CH4～CH8)连接一个第二放大电路202，在其间设置一个五选一模拟开关。第二放大电路202的输出端与保持电路203的输入端连接，第一放大电路201的输出端与保持电路203的输出端连接同一个模数转换器ADC。

本发明实施例提供的多路采样电路通过多路模拟开关加一个放大电路的方式，减少了所需放大电路的数量，从而节约了所需占用的空间，且有利于模拟信号通道数量的扩展，一个模数转换器ADC可以对应处理更多的模拟信号，进而一个处理器可以处理更多的模拟信号。

图4为本发明实施例提供的第三种多路采样电路的电路图。

在上述实施例提供的多路采样电路中，可以看到，对经过第一信号接收通道(CH1～CH3)和第一放大电路201的模拟信号总是优先处理，而经过第二信号接收通道(CH4～CH6)和第二放大电路202的模拟信号则需要等待一段时间。在系统硬件封装后，各信号接收通道连接的采样点往往固定，而信号处理的先后顺序可能需要调换。因此，本发明实施例提供的多路采样电路还包括设于第一放大电路201的输出端与第二放大电路202的输出端的第一切换开关401，用于切换与保持电路203连接的放大电路。

在具体实施中，第一切换开关401可以采用一个多刀双掷开关，也可以采用多个单刀双掷开关，可以采用由手动切换的机械开关，也可以采用由处理器控制的电子开关，如继电器。

图5为本发明实施例提供的第四种多路采样电路的电路图。

为了切换第一信号接收通道(CH1～CH3)接收的模拟信号与第二信号接收通道(CH4～CH6)接收的模拟信号的处理顺序，本发明实施例提供的多路采样电路还包括设于第一放大电路201的输入端与第二放大电路202的输入端的第二切换开关501，用于切换信号接收通道与放大电路的连接关系；

其中，信号接收通道包括第一信号接收通道(CH1～CH3)和第二信号接收通道(CH4～CH6)，放大电路包括第一放大电路201和第二放大电路202。

具体实施方式请参见图4对应的实施例的描述，在此不再赘述。

上文详述了多路采样电路对应的各个实施例，在此基础上，本发明还公开了与上述多路采样电路对应的红外触摸框。

本发明实施例提供的红外触摸框包括上述任意一项实施例所述的多路采样电路，还包括用于接收放大后的模拟信号的处理器，处理器包括模数转换器ADC。

由于红外触摸框部分的实施例与多路采样电路部分的实施例相互对应，因此红外触摸框部分的实施例请参见多路采样电路部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

上文详述了多路采样电路和红外触摸框对应的各个实施例，在此基础上，本发明还公开了与上述多路采样电路和红外触摸框对应的红外触摸框的多路采样方法。

本发明实施例提供的红外触摸框的多路采样方法，基于上述实施例提供的红外触摸框的处理器，包括：

接收完第一放大电路201传输的放大后的模拟信号后，读取保持电路203中存储的放大后的模拟信号。

若一个模数转换器ADC连接多路保持电路203，则处理器控制模数转换器ADC接收完第一放大电路201输出的放大后的模拟信号后，依次读取各路保持电路203中存储的第二放大电路202输出的放大后的模拟信号。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置、设备及方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。

以上对本发明所提供的一种多路采样电路、红外触摸框及红外触摸框的多路采样方法进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种多路采样电路，其特征在于，包括第一信号接收通道、第二信号接收通道、第一放大电路、第二放大电路和保持电路；

其中，所述第一信号接收通道的输出端与所述第一放大电路的输入端连接，所述第一放大电路的输出端与模数转换器ADC的输入端连接，所述第一放大电路将所述第一信号接收通道接收的模拟信号放大后输入所述模数转换器ADC；

所述第二信号接收通道的输出端与所述第二放大电路的输入端连接，所述第二放大电路的输出端与所述保持电路的输入端连接，所述保持电路的输出端与所述模数转换器ADC的输入端连接，所述第二放大电路将所述第二信号接收通道接收的模拟信号放大后输入所述保持电路进行存储并等待所述模数转换器ADC读取。

2.根据权利要求1所述的多路采样电路，其特征在于，所述保持电路具体包括AD783芯片，所述AD783芯片与所述第二放大电路一一对应。

3.根据权利要求2所述的多路采样电路，其特征在于，多个所述AD783芯片与一个所述模数转换器ADC连接。

4.根据权利要求1所述的多路采样电路，其特征在于，所述第一信号接收通道与所述第一放大电路一一对应，所述第二信号接收通道与所述第二放大电路一一对应。

5.根据权利要求4所述的多路采样电路，其特征在于，所述第一放大电路的数量具体为三个，所述第二放大电路的数量具体为五个。

6.根据权利要求1所述的多路采样电路，其特征在于，一个所述第一放大电路对应多个所述第一信号接收通道，一个所述第二放大电路对应多个所述第二信号接收通道；

相应的，还包括设于各所述第一信号接收通道与所述第一放大电路之间的第一多路模拟开关，用于切换与所述第一放大电路连通的第一信号接收通道；

还包括设于各所述第二信号接收通道与所述第二放大电路之间的第二多路模拟开关，用于切换与所述第二放大电路连通的第二信号接收通道。

7.根据权利要求1所述的多路采样电路，其特征在于，还包括设于所述第一放大电路的输出端与所述第二放大电路的输出端的第一切换开关，用于切换与所述保持电路连接的放大电路。

8.根据权利要求1所述的多路采样电路，其特征在于，还包括设于所述第一放大电路的输入端与所述第二放大电路的输入端的第二切换开关，用于切换信号接收通道与放大电路的连接关系；

其中，所述信号接收通道包括所述第一信号接收通道和所述第二信号接收通道，所述放大电路包括所述第一放大电路和所述第二放大电路。

9.一种红外触摸框，其特征在于，包括权利要求1至8任意一项所述的多路采样电路，还包括用于接收放大后的模拟信号的处理器，所述处理器包括权利要求1至8任意一项所述的模数转换器ADC。

10.一种红外触摸框的多路采样方法，其特征在于，应用于权利要求9所述的红外触摸框，基于所述红外触摸框的处理器，包括：

接收完第一放大电路传输的放大后的模拟信号后，读取保持电路中存储的放大后的模拟信号。

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