CN86101784A

CN86101784A - 静电花式耦合数字转换器

Info

Publication number: CN86101784A
Application number: CN86101784.6A
Authority: CN
Inventors: 萨蒂殊·K·达旺
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-02-21
Filing date: 1986-02-21
Publication date: 1986-11-19
Also published as: GB8604020D0; JPH0352090B2; GB2171524B; SE463179B; KR860006729A; CA1276257C; SE8600576L; NL8600356A; GB2171524A; KR920003177B1; HK100789A; CN1008488B; CH672377A5; IT8647667A0; BR8600719A; JPS61228525A; US4705919A; FR2577705A1; DE3605698A1; FR2577705B1

Abstract

数字转换器，其中自由移动的游标或触针在数字表面上位置由埋于数字平台内的具有三个共平面电极与游标的静电耦合所确定，电极由确定沿一坐标轴的位置的重复锯齿花式电极和确定沿另一坐标轴的位置的依次变宽的重复条纹电极组成，而锯齿电极同条纹电极交插在一起。第三电极覆盖共平面表面面积的剩余部分。只要对三电极信号进行电子学处理就能利用比例测量法确定游标在数字平台上方绝对的垂直和水平位置。电极的信号被同步处理，以抑制噪声。

Description

本发明涉及一种数字转换器，其中数字转换器平台上的花式电极和能够在平台上移动的游标或触针之间的静电耦合产生指示该游标在平台上位置的信号。

属于本发明总科目的一类器件通常称为“数字转换器”。最早的数字转换器是具有限制臂的机械装置。后来数字转换器具有自由移动的游标，并且在游标和数字平台之间利用各种形式的耦合现象，如电磁的、静电的、以至于声音的耦合。平台中的信号用磁致伸缩原理，电阻表面，或其它导体的方法进行处理，但一般说来这些器件取决于监视多个X和Y导体或者电阻薄膜中所感应的信号。因为每个导体中的信号需要单独处理，或者电阻层周边若干点的信号需要单独处理，所以这类数字转换器，包括其电子装置部分在内，既很复杂，成本又很高。因此，需要对数字转换器改进。

根据本发明，数字转换器包括一个对于二维坐标系的每一个坐标具有一个花式电极的数字平台和一个具有可在平台上移动的耦合电极的游标，其中电场耦合用来确定游标在数字平台上的位置。该坐标系是典型的X-Y坐标系。游标包括一个能够在数字平台上移动的小盒，小盒具有加有输入信号的耦合电极。耦合电极同埋于数字平台内的锯齿花式电极和条纹花式电极进行电场耦合。一个锯齿花式电极或条纹花式电极用来确定游标的X轴位置，而另一个则用来确定游标的Y轴位置。锯齿花式电极和条纹花式电极在印刷电路板上可以很容易地做在同一个平面内，并用一层介电材料复盖，以提供光滑的平台表面。处理花式电极上的信号，以确定游标的位置。

按照本发明更具体的一些方面，数字转换器平台具有产生X轴信号，Y轴信号和平衡信号的三个耦合电极。X轴耦合电极包含多个导电矩形条纹，垂直分布并且从平台的一侧到平台的另一侧按宽度增加的次序排列，例如由平台左侧到右侧宽度增加。Y轴耦合电极包含多个导电锯齿，也是垂直排列，并且Y轴锯齿同X轴条纹交错在一起。游标沿X轴的移动对于同Y轴电极耦合的影响可以忽略不计，游标沿Y轴的移动对于同X轴电极耦合的影响也可以忽略不计。平衡电极复盖了数字转换器平台未被X和Y电极复盖的面积。一个周边屏蔽电极围绕着X、Y和平衡电极，在它们的下面还配备有一个平面形的底部屏蔽电极，用于屏蔽之目的。

处于游标小盒内并且能够在数字平台表面上移动的游标电极接到一个振荡器上，该振荡器典型的频率范围为10kHz到1MHz。游标电极把电信号耦合到X轴、Y轴和平衡电极。在耦合电极上方，可在游标内配备一个屏蔽电极。

当游标向平台的右边移动或者放置时，同游标耦合的X轴电极的表面积增加，这里条纹变宽，因此更大的电信号耦合到X轴电极。同样，当游标在平台上向下移动时，同游标耦合的Y轴电极的表面积增加，这里锯齿变厚，因此更大的电信号耦合到Y轴电极。因为除了小的分开间隔外X、Y和平衡电极完全复盖了平台面积，因此可以得知，X轴、Y轴和平衡电极上信号之和同游标位置无关。这个和信号主要取决于振荡器信号的幅度，游标电极同X轴、Y轴和平衡电极的靠近程度以及在游标电极与X轴、Y轴和平衡电极之间的材料的介电常数。

游标的X轴坐标正比于X轴、Y轴和平衡电极信号之和除X轴信号之商。同样，游标的Y轴坐标正比于X轴、Y轴和平衡电极信号之和除Y轴电极信号之商。这种比例测量方法能够准确地测量游标位置，并且同游标对数字转换器平台的靠近程度及其间的介电性质无关。

因为数字转换器工作于单频，这三个电极信号的电子学处理过程可用同步检测的方法来实现，结果导致极佳的信噪比;甚至很高的外噪声电平也能去掉。并且，因为仅仅采用三个信号，所以电子学部分相对简单，花钱也少。

游标功能的反相应用也属于本发明的范围。输入信号可依次加到X轴、Y轴和平衡电极上，而输出信号可从游标被同步检测。

其结果是能够以低成本制造精确的数字转换器。

因此，本发明的首要目的是提供精确的数字转换器。

本发明的另一主要目的是提供能抑制噪声的数字转换器。

本发明的另一个主要目的是提供低复杂程度和低成本的数字器。

本发明的其它一些和更具体的特点和目的是明显的，而这部分将由下面结合附图对优选实施方案和权利要求书的描述中看出来。

图1是本发明用于计算机系统的数字转换器的部分示意图;

图2是图1所示数字转换器的游标和部分平台的剖面图，剖面是沿图1的线2-2取的;

图3是图1所示数字转换器的平台的剖面图，剖面是沿图1的线3-3取的;

图4是图3的局部放大图，表示平台的细节;

图5是图1所示数字转换器的示意线路图;

图6是表明图5线路工作的波形图。

各图中相同的参考数码指的是相同的元件。

根据本发明提出的数字转换器总的说来包括相对于二维坐标系的每一坐标具有分立花式电极的一个数字转换器平台和能在数字转换器平台表面上移动的一个游标，该游标包括用以确定同数字转换器平台花式电极的电场耦合的一个耦合电极。信号加到耦合电极上，并静电耦合到花式电极，花式电极上所形成的信号被用来计算游标位置的坐标。

在图1-6中说明的数字转换器10是本发明的一个优选实施方案，该数字转换器10通常包括游标20，平台40，和用来对游标提供输入信号并处理平台输出信号的电子设备100。

如图1所示，数字转换器10一般用做计算机2的输入装置。计算机2一般具有与之相连的监示器3，而监视器3可以显示表示游标20在平台40上位置的坐标数值，如监示器显示屏上的4和5所示。监示器也可用来显示游标点，如6所示，监示器屏上游标点的位置为平台40上游标的位置所控制。因此，如果需要的话，数字转换器10可以执行游标导向之功能。

图2是游标20和平台40一部分的剖面图。游标20一般包括一个小盒21，该小盒具有在数字转换器平台40的表面上滑动的一个悬挂周壁。小盒21装有一个大体上同数字转换器平台40平行的耦合电极30。耦合电极用金属或其它导电材料制成。游标20也装有地电极或者屏蔽电极32，介电隔离层31把这个电极同耦合电极分开。屏蔽电极32最好比耦合电极30大一点儿，并在其边缘附近悬挂着耦合电极。

连线25把游标20同数字转换器电子设备部分100连接起来，连线25包括在27接向耦合电极的输入信号线26和在29接向屏蔽电极32的同轴外包导体28。信号通过信号线26提供给耦合电极30，这一点下面将进行更充分的讨论。

耦合电极30，介电间隔层31和地电极32可以做成环形的，并同盖21一起确定一个装有十字细丝35的中心开口34（并参照图5）。十字细丝有助于确定游标在特定点上方的位置，而十字细丝对于耦合电极是对准中心的。无论如何耦合电极最好做成园形的，这样游标的指向不会影响它的耦合。

由图1可以看出，游标小盒可取一种形状，这种形状能适合使用者手的要求，并且可以配置一系列的按钮开关37，以便同使用数字转换器10的计算机2进行通讯。

数字转换器平台40一般是矩形的，并且具有游标可以在上面移动的平面式的顶表面41。顶表面41上的位置可以用二维坐标系中坐标值来表示，本优选实施方案所采用的坐标系是正交的X-Y坐标系。数字转换器平台40包括分别同游标进行耦合并且提供表明游标在数字转换器平台40上位置的信号的花式电极50和60。具体参照图2，数字转换器平台包括图层A，层A则包括数字转换器平台的导电电极，这些电极在图3和图4中有更充分的说明和解释。数字转换器平台40包括采用诸如聚氯乙烯，ABS塑料，聚脂薄膜（Mylar

）或特氟隆（Teflon

）之类的介电材料的顶层42，这个顶层把电极复盖起来并且提供光滑的数字转换器平台上表面。另外一层介电材料43在电极层A的下面，并把电极层和导电的地板44分开，地板44并不是不可缺少的，但最好还是配备，以屏蔽外噪声。数字转换器平台40还包括塑料底盖45。数字转换器平台40由电缆48接到数字转换器电子设备部分，电缆的地屏蔽接到地板44（图中未表明），而电缆其它导体的接法如下所述。

数字转换器平台40的电极层A的一小部分在图1中可以看出，该电极层最清楚地表示在图3和图4中。数字转换器平台40，特别是其电极层A，包括用于X轴的花式电极50，用于Y轴的花式电极60，以及提供平衡信号的电极70。上述电极安放成基本上是矩形的整体构型，并且最好围绕它们设置周边屏蔽电极80。

X轴电极50包括多个条纹，例如条纹51、52、53和54，这些条纹由X轴总线58沿平台40的一个上边缘连在一起。这些条纹由总线58向下延伸，穿过平台之大部分。这些条纹是互相平行的，并且具有均匀间隔的中心线，但各个条纹的宽度从平台的一侧到另一侧依次增加。因此，条纹52比相邻条纹51要宽，而条纹53比相邻条纹52要宽。条纹上累积的电信号通过总线50引导至数字转换器平台电缆48的一个导体的X轴信号线59。

Y轴电极60具有锯齿式样，各个锯齿同X轴电极的条纹式样相互交错在一起。继续参看图3，Y轴电极包括延伸到基本上穿过数字转换器平台40的多个锯齿61，锯齿61由Y轴总线68在平台的边上被连接在一起。各个锯齿61均包括Y轴电极60的一个被拉长的、窄的面积，该面积具有边缘62和63，当锯齿由总线部分68延伸到与X轴总线导体58邻近的一个窄的、终止的端点64时边缘62和63逐渐收敛。锯齿61是均匀间隔的，而同中间相邻条纹是隔开的。Y轴电极60的总线68通过作为电缆48一部分的导体69接到数字转换器电子设备部分。

数字转换器平台40的电极层A进而包括平衡电极70，平衡电极70复盖了处于X轴和Y轴花式电极的条纹和锯齿之间的那部分电极层的表面。再次参看图3，平衡电极70采用长腿的形式，例如腿71、72和73，其中腿71和72在X轴条纹51的两侧，而腿72和73在下一个相邻的锯齿61的两侧。平衡电极的腿在邻近X轴总线50和Y轴总线68处被连接起来，例如，腿71和72在74，即在条纹51和Y轴总线68之间，被连接起来。平衡电极具有导体75，该导体为电缆48的一部分，以把平衡电极接到数字转换器电子设备部分100。

电极层A进而包括屏蔽电极80，这个电极设置于X轴，Y轴和平衡电极的周围。屏蔽电极80可以接到电缆80的屏蔽层上，如图3所示。

当然，数字转换器平台的有用表面分别限于X轴电极和Y轴电极的条纹和锯齿的面积，而有用的数字表面既不包括X轴和Y轴总线，也不包括周边屏蔽电极。

电极之间存在间隔，所以电极是分开导电的。这个间隔在图4中说明得最清楚，图4是图3所示电极层A的局部放大图。更详细地参照图4，图中表示了Y轴电极60的锯齿61，X轴电极50的条纹51和52，以及平衡电极70的腿71、72和73。在所有相邻电极的边缘之间有小量的间隔，如字母S所示。

应该明确，即使图3已是放大了的，而只是为了说明之目的的一种示意表示，而实际的条纹、锯齿及其间隔比该图所示要精细的多。在优选的实施方案中，每英吋可以有大约5个X轴花式条纹和5个Y轴花式锯齿。从一个X轴条纹到相邻X轴条纹宽度增加量约可为.001英吋。

应该进一步明确，游标20的耦合电极30的尺寸及其离开平台的距离应这样选择，以使其电场能够复盖多个条纹和锯齿，最好至少5个。因此，在任意给定时刻花式电极的若干单元被耦合到游标，以至于游标关于任何个别单元的位置对于总的信号并不是单一的影响因素。

这时也应该明确，在笔形指针的周围，包括环形或其它适当形状的电极的这类触针可以用来代替游标，如果是所希望的话，只要触针电极离开平台电极有足够的间隔，能扩展触针和平台电极之间的电场耦合，从而就任何特定的条纹或锯齿单元达到平均效应。

X轴电极50、Y轴电极60、平衡电极70和屏蔽电极80可以由沉积在印刷电路板材料上的铜、银、导电墨水或任何其它导体构成，其中印刷电路板材料包括数字转换器平台40的介电层43。其它制造方法也是有用的，包括把导电印剂的电极印刷到聚脂薄膜或类似材料的薄膜上，再把上面印有电极的薄膜或者附至数字转换器平台40的介电层43，或者附到顶介电层42。

根据本发明的数字转换器的一个优点是它不依赖于导体元素的准确电阻，这时导电电极厚度的一定范围内的变化在数字转换器的输出中并不产生误差。这样在制备数字转换器平台时可以采用花钱少的制造方法。

数字转换器10是通过游标20的耦合电极30和数字转换器平台40的X轴花式电极50，Y轴花式电极60以及平衡电极70之间的静电耦合而工作的。在本优选实施方案中，输入信号是提供给游标的，这个信号耦合到平台的电极，而平台电极上形成的信号被处理，以确定游标在平台上位置的X轴坐标和Y轴坐标。参考图5和图6，图中说明了数字转换器10的电子设备工作原理。首先参考图5，所示游标20是位于图左数字转换器平台40之上的。游标20和平台40只是示意的表示，特别是平台一般说来不会拉得那么长，而游标就平台说来要更小。图5的右手部分一般说来包括数字转换器10的电子部件。

从游标耦合到变化宽度条纹花式的X轴电极的信号给出X坐标。游标耦合到锯齿花式的Y轴电极的信号给出Y轴坐标。平衡电极提供第三个信号，下面称为“B”信号。来自X轴、Y轴和平衡电极的信号之和给出从游标所耦合的总信号的强度或者幅度。绝对X轴和Y轴坐标由下式给出：

X坐标正比于X/X+Y+B;

Y坐标正比于Y/X+Y+B;

其中“X”等于X轴信号，“Y”等于Y轴信号，而“B”等于平衡信号。这种比例测量方法消除了由于游标和数字平台之间距离变化所引起的误差。

再参考图5，进行比例测量的电子设备部分100，包括提供固定频率方波输出信号110（图6）的方波振荡器105，频率最好位于10kH_Z到1MH_Z的范围。方波振荡器105驱动由电感106和电容107组成的调谐LC电路，方波振荡器的输出信号经过电阻108，以限制对振荡器的负载。调谐电路元件106和107提供多电压增益，通过电缆25的导体26驱动耦合电极30。图6的115是游标信号，该信号通过采用LC电路比振荡器的输出相移90°。

耦合电极30的信号把电场耦合到数字转换器平台40的X轴、Y轴和平衡电极，耦合到X轴和Y轴电极的信号的强度取决于游标在平台40上的位置。说得更详细一些，根据所示电极的安排方式，当游标越接近平台的较低边缘时所提供的Y轴信号就越大，因为这时Y轴花式电极的锯齿变宽了。同样，当游标位置向平台的右侧移动时X轴信号就越大，因为这时X轴花式电极的条纹变宽了。

来自X轴、Y轴和平衡电极的信号分别提供给导体59、69和75，而这些信号也如图5和图6所示的那样被处理。X轴信号处理一般表示在120;应该明确，Y轴信号处理140和平衡信号处理145是完全类似的，而如果要把它们表示出来将只是一种重复。

导体59上所提供的来自X轴电极的信号被电流对电压放大器122放大，以产生图6所示信号125。由于耦合，这个信号由振荡器相移另一个90°。放大的信号通过由电容123以及电阻126和127组成的高通滤波器，滤掉任何60周波电源线频率噪声。被过滤的交流信号由开关130在方波振荡器的频率上同步开关，被过滤的交流信号通过开关130做为输入加到运算放大器131上。

按照本发明的数字转换器10，其信号处理的一个重要特点是X轴、Y轴和平衡电极信号的同步处理。在所示X轴信号处理120中，X轴信号通过工作在方波振荡器105的频率上的开关130提供给运算放大器131，而方波振荡器也产生游标的输入信号。信号的这种同步处理可以排除所有其它频率的噪声或其它干扰，结果导致非常高的信噪比，并且提高了确定游标在数字转换器平台40上的坐标位置的准确度。

电容132和电阻133构成一滤波器，以减少运算放大器131输出的交流波纹，这样，在标记“XDC”的线134上产生指示游标的X轴位置的稳定电压信号。参考图6，点P的X轴信号表示在136，并包括被引向虚地的137处所示的一个正部分，当开关130闭合时则如138处所示。运算放大器131输入端的点Q，借助于通过电容132和电阻133的反馈，也保持在虚地。电压增益主要由电阻133的值对电阻126的值之比所决定，运算放大器131的输出则如上面所提到的那样，是一个直流信号，这个信号的值表示游标在平台40上的X轴位置。X轴信号处理电子设备部分120的输出表示在图6的135。

Y轴电极和平衡电极信号的处理是类似的。

X轴信号处理120、Y轴信号处理140和平衡信号处理145的输出，在微处理器150中被进一步处理。说得更详细些，通过模拟一数字转换器155，信号由模拟值转换成数字值，模拟一数字转换器155借助于也由微处理器控制的开关151、152和153依次对诸信号进行处理。采样率可以同微处理器对计算机2的报告率相符合，典型的是10到120H_Z。根据比例测量方法和上面所给出的公式，微处理器计算出游标的位置，并把位置提供给计算机2使用和/或显示。

或者，数字转换器平台也可以这样操作，即依次地把信号输入到X轴、Y轴和平衡电极，并利用游标电极做为输出电极。这种模式的操作也是同步进行的，既可以达到高信噪比又可以保持在所处理的三个信号之间所必需的区分。

这样，这里就描述了一种完全能达到本发明目的的、改进的数字转换器。本领域的技术人员会意识到，对上述优选实施方案可以在不偏离本发明的实质和范围的情况下做出各种改变，而本发明仅由下面的权利要求书所限定。

Claims

1、一种数字转换器，其特征在于包括下列部分：

A、一个具有两个电极的数字转换器平台，所述电极的第一电极具有二维坐标系中随第一坐标变化的花式，所述电极的第二电极具有该二维坐标系中随第二坐标变化的花式；

B、一个可在所述数字转换器平台上移动的游标，所述游标包括与所述数字转换器平台的第一和第二花式电极作静电场耦合的耦合电极；

C、将电信号输入到所述游标的耦合电极所需的信号发生装置，由此在所述第一和第二花式电极中每一个电极上建立起静电场耦合，并产生电信号，所述第一和第二花式电极上的电信号能够指示所述二维坐标系中所述游标的位置；以及

D、根据所述第一和第二花式电极的电信号计算所述二维坐标系中游标坐标的电子装置。

2、根据权利要求1所述的数字转换器，其特征在于其中所述第一和第二花式电极是共平面的。

3、根据权利要求2所述的数字转换器，其特征在于其中所述的二维坐标系是X-Y轴正交坐标系，并且所述第一和第二花式电极中的一个电极包括多个沿一端连在一起的导电条纹，所述导电条纹从所述平台之一侧延向所述平台另一侧时其宽度不断增加，而另一个花式电极则包括多个拉长的、交插在所述导电条纹之间的锯齿，所述锯齿也在其一端连在一起，从而所述花式电极中的一个电极提供X轴指示信号，另一个电极提供Y轴指示信号。

4、根据权利要求3所述的数字转换器，其特征在于进而包括与所述条纹花式和锯齿花式电极共平面的一个平衡电极，并占有它们之间的空间，从而所述条纹、锯齿和平衡电极信号之和构成了所述数字转换器平台的总输出信号，并且所述游标的X轴坐标正比于所述条纹、锯齿和平衡电极信号的和除所述X轴信号后之商，Y轴坐标位置正比于所述条纹、锯齿和平衡电极信号的和除Y轴信号后之商。

5、根据权利要求4所述的数字转换器，其特征在于其中所述游标的耦合电极的场是园形的，并且至少复盖四条条纹和锯齿。

6、根据权利要求4所述的数字转换器，其特征在于其中所述游标的耦合电极中央有一个对所述平台表面透明的开口，该开口内有一个记号表示所述耦合电极的中心。

7、根据权利要求5所述的数字转换器，其特征在于其中所述的平台进而包括与所述条纹、锯齿和平衡电极共平面的，并包围这些电极的一个周边屏蔽电极，以将这些电极屏蔽，避免外来干扰。

8、根据权利要求5所述的数字转换器，其特征在于其中所述游标进而包括一个屏蔽电极，该屏蔽电极位于所述游标耦合电极远离所述数字转换器平台之一侧，并用介电间隔层与所述游标耦合电极隔开，以屏蔽游标耦合电极免受外来干扰。

9、根据权利要求8所述的数字转换器，其特征在于所述游标屏蔽电极大于所述游标耦合电极，并悬于所述游标耦合电极之上。

10、根据权利要求9所述的数字转换器，其特征在于其中所述数字转换器平台进而包括一个平面地电极，该平面地电极位于所述条纹、锯齿和平衡电极远离所述游标耦合电极之一侧，并用所述数字转换器平台的一个介电层与所述条纹、锯齿和平衡电极隔开。

11、根据权利要求4所述的数字转换器，其特征在于其中所述条纹花式电极之条纹是均匀间隔的，所述条纹电极之宽度依次增加约0.001吋，并且所述锯齿花式电极之锯齿也是均匀间隔的。

12、根据权利要求11所述的数字转换器，其特征在于每吋至少有4条条纹和锯齿电极。

13、根据权利要求4所述的数字转换器，其特征在于其中所述数字转换器平台包括第一和第二层介电材料，这两层之间夹有所述第一和第二花式电极以及平衡电极。

14、根据权利要求13所述的数字转换器，其特征在于其中所述第一和第二花式电极以及所述平衡电极具有一种导电材料，这种导电材料沉积在所述第一或第二介电材料层上。

15、根据权利要求13所述的数字转换器，其特征在于其中所述第一和第二花式电极和所述平衡电极的构成是印刷在介电材料薄膜上的一层导电印剂，并且所述薄膜展开于所述第一和第二介电材料层之间。

16、根据权利要求13所述的数字转换器，其特征在于进而包括一个包围所述第一和第二花式电极以及所述平衡电极的周边屏蔽电极，所述周边屏蔽电极位于所述第一和第二介电材料层之间。

17、根据权利要求13所述的数字转换器，其特征在于其中所述第一介电材料层包括使用所述游标的数字转换器平台之顶平面，并进而包括一个地平面电极，该地平面电极基本上覆盖着位于所述第一和第二花式电极以及所述平衡电极之相反一侧的第二介电材料层。

18、根据权利要求4所述的数字转换器，其特征在于其中所述游标耦合电极之输入信号是交流电流信号，所述条纹、锯齿和平衡电极输出的电信号也是同样频率的交流电信号，并且所述条纹、锯齿和平衡电极的输出信号与该输入信号同步进行检测，从而使干扰减至最小，并在所述数字转换器平台的输出中提供一个高信噪比。

19、根据权利要求18所述数字转换器，其特征在于其中所述输入信号的频率范围为10KH_Z到1MH_Z。

20、一种数字转换器，其特征在于包括下列部分：

A、一个具有两个电极的数字转换器平台，所述两个电极中的第一电极具有二维坐标系中随第一坐标变化的花式，第二电极则具有二维坐标系中随第二坐标变化的花式;

B、一个可在所述数字转换器平台上移动的游标，所述游标包括与所述数字转换器平台的第一和第二花式电极耦合的一个耦合电极;

C、将电信号交替地输入至所述数字转换器平台的所述第一和第二花式电极所需的信号发生装置，由此在所述游标的所述耦合电极上建立起静电场耦合和电信号，所述游标耦合电极上的所述电信号能交替地指示所述游标在所述二维坐标系每个坐标中的位置;以及

D、根据由所述第一和第二花式电极耦合到所述游标电极的信号计算所述二维坐标系中所述游标的坐标所需的电子设备。

21、根据权利要求20所述的数字转换器，其特征在于其中所述第一和第二花式电极是共平面的。

22、根据权利要求21所述的数字转换器，其特征在于其中所述二维坐标系是正交的X-Y轴坐标系，所述第一和第二花式电极中的一个电极包括沿一端连接在一起的多个导电条纹，所述导电条纹从所述平台之一侧开始延向所需平台之另一侧时宽度不断增加，而另一个花式电极是与所述导电条纹交插的多个被拉长的锯齿，所述锯齿也在其一端连接在一起，从而所述花式电极中的一个电极对所述游标耦合电极提供X轴指示信号，另一个花式电极则对所述游标耦合电极提供Y轴指示信号。

23、根据权利要求22所述的数字转换器，其特征在于进而包括与所述条纹和锯齿花式电极共平面并占有它们之间的空间的一个平衡电极，从而所述条纹、锯齿和平衡电极之和构成了所述数字转换器平台之总输出信号，并且所述游标之X轴坐标正比于所述条纹、锯齿和平衡电极信号的和除所述X轴信号后之商，而所述Y轴坐标位置正比于所述条纹、锯齿和平衡电极信号的和除所述Y轴信号后之商。

24、根据权利要求23所述的数字转换器，其特征在于其中所述第一和第二花式电极以及平衡电极之输入是一个交流电流信号，所述游标耦合电极的电输出信号也是相同频率的交流信号，并且所述游标耦合电极的输出信号与所述输入信号同步进行检测，从而使干扰减到最小，并在所述数字转换器平台的输出中提供一个高信噪比。

25、一种数字转换器，其特征在于包括下列部分：

A、一个具有两个电极的数字转换器平台，所述两个电极中的第一电极具有二维坐标系中随第一坐标变化的花式，第二电极具有二维坐标系中随第二坐标变化的花式;

B、一个可在数字转换器平台上移动的触针，所述触针包括与所述数字转换器平台的所述第一和第二花式电极进行静电耦合的一个耦合电极;

C、将电信号输入至所述触针的耦合电极所需的信号发生装置，由此在所述第一和第二电极的每一个电极上建立起静电耦合和电信号，所述第一和第二花式电极上的电信号能够指示触针在所述二维坐标系中的位置;以及

D、根据所述第一和第二花式电极上的电信号计算所述触针在所述二维坐标系中的坐标所需的电子设备。

26、一种数字转换器，其特征在于包括下列部分：

B、一个可在数字转换器平台上移动的触针，所述触针包括与所述数字转换器平台的所述第一和第二花式电极耦合的一个耦合电极;

C、将电信号交替地输入至所述数字转换器平台的所述第一和第二花式电极所需的信号发生装置，由此在所述触针的所述耦合电极上建立起静电场耦合和电信号，所述触针耦合电极上的电信号能交替地指示所述触针在所述二维坐标系的每个坐标中的位置;以及

D、根据由所述第一和第二花式电极耦合到所述触针电极的信号计算所述触针在所述二维坐标系中的坐标所需的电子装置。

27、根据权利要求26所述的数字转换器，其特征在于其中所述第一和第二花式电极是共平面的。