CN112260661A - 信号处理电路及位置检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种信号处理电路，其包括依次连接的控制单元、发射驱动单元、模拟开关阵列、信号放大单元、检波积分单元以及与所述模拟开关阵列连接的发射接收天线。发射接收天线包括Y向发射接收天线和X向发射接收天线，模拟开关阵列包括与Y向发射接收天线连接的Y向模拟开关阵列和与X向发射接收天线连接的X向模拟开关阵列。控制单元内置两路模拟数字转换器分别处理所述发射接收天线接收的信号，所述信号处理电路还包括设置在所述模拟数字转换器和所述信号放大单元之间的电平转换单元，所述电平转换单元分别将Y向发射接收天线和X向发射接收天线接收的信号进行线性转换。本发明提供的信号处理电路成本低、手写速度快、光标抖动少。

Description

信号处理电路及位置检测装置
【技术领域】
本发明涉及电磁感应技术领域，尤其涉及一种信号处理电路及位置检测装置。
【背景技术】
现有的电磁式无源手写系统的系统框图见图1，其通过MCU控制单元(微控制单元)输出脉冲信号至发射电路，使得在书写面产生强度一定的电磁发射信号，手写笔中的LC谐振回路感应所述电磁发射信号并集聚能量，当所述电磁发射信号停止后，LC谐振回路以其固有谐振频率产生幅度逐渐衰减的电磁信号。当发射接收天线接收手写笔发出的电磁信号后，先经信号放大电路放大，再经检波积分，去除高频基波信号，将得到的低频包络信号发送至所述MCU控制单元进行处理，完成定位和压感功能。
上述技术经常应用在数位板或者干扰很小的数位屏上，但是当其应用于液晶模组时，由于液晶驱动信号强，产生的电磁干扰大，会引起数位屏光标抖动。为解决这个问题，目前普遍采用通过提高发射信号幅度或提高系统信噪比的方法。该方法需要增加升压电路，发射部分要采用耐压高的元器件，导致电磁式无源手写系统的成本增加；同时，大功率发射会增加整机功耗，不利于节能。
因此，有必要提供一种信号处理电路及位置检测装置用于解决以上问题。
【发明内容】
目前现有技术的电磁式无源手写系统的成本较高，且不利于节能，因此，本发明提供一种用于解决上述问题的信号处理电路和位置检测装置。
一种信号处理电路，其包括依次连接的控制单元、发射驱动单元、模拟开关阵列、信号放大单元、检波积分单元以及与所述模拟开关阵列连接的发射接收天线，其特征在于，所述发射接收天线包括Y向发射接收天线和X向发射接收天线，所述模拟开关阵列包括与所述Y向发射接收天线连接的Y向模拟开关阵列和与所述X向发射接收天线连接的X向模拟开关阵列，所述控制单元内置两路模拟数字转换器分别处理所述发射接收天线接收的信号，所述信号处理电路还包括设置在所述模拟数字转换器和所述信号放大单元之间的电平转换单元，所述电平转换单元分别将Y向发射接收天线和X向发射接收天线接收的信号进行线性转换，所述发射接收天线接收的信号经过所述电平转换单元发送至所述模拟数字转换器。
优选的，每一所述模拟数字转换器至少包括两个通道。
优选的，所述检波积分单元和所述电平转换单元分别与所述模拟数字转换器连接，所述发射接收天线接收的信号分别经过所述检波积分单元和所述电平转换单元通过所述通道同时发送至所述模拟数字转换器，所述模拟数字转换器选择其中一种方式处理。
优选的，所述模拟数字转换器通过数字带滤波处理后再经过波形拟合算法处理。
优选的，所述数字带通滤波器包括FIR带通滤波器或巴特沃斯滤波器。
优选的，所述波形拟合算法包括最小二乘法曲线拟合算法或正弦曲线拟合算法。
优选的，所述控制单元的时钟频率不低于150MHz。
优选的，所述模拟数字转换器的采样率不低于5MSPS。
本发明还提供一种位置检测装置，其包括前所述的信号处理电路。
与现有技术相比，本发明提供的信号处理电路及位置检测装置具有以下有益效果：
(1)采用数字处理，软件编程灵活、数据处理进度高，数字滤波器性能好，抗干扰性能强；
(2)信号处理电路简单，可以选用低耐压元器件，实现降低成本；
(3)水平和垂直坐标分别同时处理，缩短信号处理时间，就有机会在同样的时间内，上报更多坐标和压感数据，报点率的提高会得到更快的手写速度，减少数位屏的光标抖动。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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它的附图，其中：
图1为现有技术所示的信号处理电路的系统框图；
图2为本发明所示的信号处理电路的系统框图。
【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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种信号处理电路100，其包括依次连接的控制单元10、发射驱动单元20、模拟开关阵列30、信号放大单元40、检波积分单元50、与所述模拟开关阵列30连接的发射接收天线60以及与所述控制单元10连接的电平转换单元70。在本实施例中，所述控制单元10为MCU微控制单元。
所述发射接收天线60包括Y向发射接收天线61和X向发射接收天线62，所述模拟开关阵列30包括与所述Y向发射接收天线61连接的Y向模拟开关阵列31和与所述X向发射接收天线62连接的X向模拟开关阵列32。所述发射天线60通过Y向发射接收天线61和X向发射接收天线62分别对竖直和水平方向的坐标同时进行处理，缩短信号接收和处理的时间，能够缩短时间，在同样的时间内能够处理更多的坐标和压感数据，提高报点率，得到更快的手写速度。
所述控制单元10内置两路模拟数字转换器11，所述模拟数字转换器11用于处理所述发射接收天线60接收的信号。具体的，所述模拟数字转换器11分别连接所述检波积分单元50和所述电平转换单元70，所述电平转换单元70分别将Y向发射接收天线61和X向发射接收天线62接收的信号进行线性转换。
每一所述模拟数字转换器11至少包括两个通道，所述检波积分单元50和所述电平转换单元70分别与所述模拟数字转换器11连接，所述发射接收天线接收的信号分别经过所述检波积分单元50和所述电平转换单元70通过所述通道同时发送至所述模拟数字转换器11，所述模拟数字转换器11选择其中一种方式处理。具体的，所述模拟数据转换器11通过数字带滤波对手写信号进行处理，再经过波形拟合算法恢复为理想的电磁手写信号，实现消除屏时序信号的干扰。特别的，所述波形拟合算法包括最小二乘法曲线拟合算法或正弦曲线拟合算法，所述数字带通滤波器包括FIR带通滤波器或巴特沃斯滤波器。在本发明中，为了满足对数字信号处理的高速运算要求，所述控制单元10的时钟频率不低于150MHz。此时，所述模拟数字转换器11的采样率不低于5MSPS。
所述信号处理电路工作过程如下：
所述发射接收天线60分别通过所述Y向发射接收天线61和X向发射接收天线62分别将X基波信号和Y基波信号经过所述信号放大单元40处理后，送入所述模拟数字转换器11将其转换为数字信号。其中，所述手写信号经过所述信号放大单元40处理后，可以选择经过所述检波积分单元50或所述电平转换单元70进行线性转换，消除干扰信号，恢复理想的电磁手写信号，得到其坐标值和压感值。
本发明还提供一种位置检测装置，其包括前述的信号处理电路。
与现有技术相比，本发明提供的信号处理电路及位置检测装置具有以下有益效果：
(1)采用数字处理，软件编程灵活、数据处理进度高，数字滤波器性能好，抗干扰性能强；
(2)信号处理电路简单，可以选用低耐压元器件，实现降低成本；
(3)水平和垂直坐标分别同时处理，缩短信号时间，就有机会在同样的时间内，上报更多坐标和压感数据，报点率的提高会得到更快的手写速度，减少数位屏的光标抖动。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种信号处理电路，其包括依次连接的控制单元、发射驱动单元、模拟开关阵列、信号放大单元、检波积分单元以及与所述模拟开关阵列连接的发射接收天线，其特征在于，所述发射接收天线包括Y向发射接收天线和X向发射接收天线，所述模拟开关阵列包括与所述Y向发射接收天线连接的Y向模拟开关阵列和与所述X向发射接收天线连接的X向模拟开关阵列，所述控制单元内置两路模拟数字转换器分别处理所述发射接收天线接收的信号，所述信号处理电路还包括设置在所述模拟数字转换器和所述信号放大单元之间的电平转换单元，所述电平转换单元分别将Y向发射接收天线和X向发射接收天线接收的信号进行线性转换，所述发射接收天线接收的信号经过所述电平转换单元发送至所述模拟数字转换器。
2.根据权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，每一所述模拟数字转换器至少包括两个通道。
3.根据权利要求2所述的信号处理电路，其特征在于，所述检波积分单元和所述电平转换单元分别与所述模拟数字转换器连接，所述发射接收天线接收的信号分别经过所述检波积分单元和所述电平转换单元通过所述通道同时发送至所述模拟数字转换器，所述模拟数字转换器选择其中一种方式处理。
4.根据权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，所述模拟数字转换器通过数字带滤波处理后再经过波形拟合算法处理。
5.根据权利要求4所述的信号处理电路，其特征在于，所述数字带通滤波器包括FIR带通滤波器或巴特沃斯滤波器。
6.根据权利要求4所述的信号处理电路，其特征在于，所述波形拟合算法包括最小二乘法曲线拟合算法或正弦曲线拟合算法。
7.根据权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，所述控制单元的时钟频率不低于150MHz。
8.根据权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，所述模拟数字转换器的采样率不低于5MSPS。
9.一种位置检测装置，其特征在于，包括权利要求1-8所述的信号处理电路。
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