KR20220052821A - 신호 처리 회로 및 위치 검출 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신호 처리 회로를 제공하고, 순서대로 연결된 제어 유닛, 송신 구동 유닛, 아날로그 스위치 어레이, 신호 증폭 유닛, 적분 검파 유닛, 상기 아날로그 스위치 어레이와 연결되는 송수신 안테나를 포함한다. 송수신 안테나는 Y방향 송수신 안테나와 X방향 송수신 안테나를 포함하고, 아날로그 스위치 어레이는 Y방향 송수신 안테나와 연결되는 Y방향 아날로그 스위치 어레이, X방향 송수신 안테나와 연결되는 X방향 아날로그 스위치 어레이를 포함한다. 제어 유닛에는 두개의 아날로그디지털 변환기가 내장되어 각각 상기 송수신 안테나에 수신되는 신호를 처리하고, 상기 신호 처리 회로는 상기 아날로그디지털 변환기와 상기 신호 증폭 유닛 사이에 설치되는 레벨 시프터 유닛을 더 포함하고, 상기 레벨 시프터 유닛이 각각 Y방향 송수신 안테나와 X방향 송수신 안테나에 수신되는 신호를 선형 변환한다. 본 발명에서 제공되는 신호 처리 회로는 원가가 낮고, 필기 속도가 빠르며 커서의 흔들림이 적다.

Description

신호 처리 회로 및 위치 검출 장치 {SIGNAL PROCESSING CIRCUIT AND POSITION DETECTION DEVICE}
본 발명은 전자기 감응 기술 분야에 관련된 것으로, 특히 신호 처리 회로 및 위치 검출 장치에 관한 것이다.
종래의 전자기 패시브형 필기 시스템의 시스템 블록도는 도 1과 같다. 이는 MCU 제어 유닛을 통해 펄스 신호가 송신 회로까지 출력되므로, 필기면에 강도가 일정한 전자기 송신 신호가 생성될 수 있고, 필기펜의 LC 공진 회로가 상기 전자기 송신 신호에 감응되고 에너지를 집합한다. 상기 전자기 송신 신호가 중지된 후, LC 공진 회로는 고유한 공진 주파수의 폭이 점차 줄어드는 전자기 신호를 생성시킬 수 있다. 송수신 안테나가 필기펜에서 발생된 전자기 신호를 수신한 후, 먼저 신호 증폭 회로를 통해 증폭시킨 뒤 적분 검파를 거쳐 고주파의 기본파 신호를 제거하고, 획득한 저주파 포락 신호가 상기 MCU 제어 유닛까지 발송되어 처리되므로 위치 고정과 감압 기능이 완성될 수 있다.
상기 기술은 디지털 판 또는 작은 디지털 스크린을 간섭하는 데 자주 응용되었다. 하지만, 액정 모듈에 응용될 때, 액정 구동 신호가 강한 이유로 전자기 간섭이 커서 디지털 스크린의 커서가 흔들리게 된다. 이 문제를 해결하기 위해, 오늘날은 송신 신호의 폭을 높이거나 송신 신호 대 잡음비를 높이는 방법을 보편적으로 사용한다. 이 방법은 승압 회로를 증가시켜야 하고, 송신 부분에는 내압성이 높은 소자가 사용되어, 전자기 패시브형 필기 시스템의 원가가 증가하는 문제점을 초래하였다. 또한, 고출력으로 송신되어 기계의 공률 손실이 증대되므로 에너지를 절약하기가 어렵다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 신호 처리 회로 및 위치 검출 장치를 제공할 필요가 있다.
현재 종래 기술의 전자기 패시브형 필기 시스템의 원가가 높고 에너지를 절약하기가 어렵기 때문에, 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 신호 처리 회로와 위치 검출 장치를 제공한다.
본 발명의 신호 처리 회로는 순서대로 연결된 제어 유닛, 송신 구동 유닛, 아날로그 스위치 어레이, 신호 증폭 유닛, 적분 검파 유닛, 상기 아날로그 스위치 어레이와 연결되는 송수신 안테나를 포함하고, 상기 송수신 안테나는 Y방향 송수신 안테나와 X방향 송수신 안테나를 포함하고, 상기 아날로그 스위치 어레이는 상기 Y방향 송수신 안테나와 연결되는 Y방향 아날로그 스위치 어레이, X방향 송수신 안테나와 연결되는 X방향 아날로그 스위치 어레이를 포함하고, 상기 제어 유닛에는 두개의 아날로그디지털 변환기가 내장되어 각각 상기 송수신 안테나에 수신되는 신호를 처리하고, 상기 신호 처리 회로는 상기 아날로그디지털 변환기와 상기 신호 증폭 유닛 사이에 설치되는 레벨 시프터 유닛을 더 포함하고, 상기 레벨 시프터 유닛이 각각 상기 Y방향 송수신 안테나 및 상기 X방향 송수신 안테나에 수신되는 신호를 선형 변환하고, 상기 송수신 안테나에 수신되는 신호가 상기 레벨 시프터 유닛을 거쳐 상기 아날로그디지털 변환기에 발송되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 신호 처리 회로를 포함하는 위치 검출 장치를 더 제공한다.
종래 기술과 비교하여, 본 발명에서 제공되는 신호 처리 회로 및 위치 검출 장치는 다음과 같은 유익한 효과를 갖는다.
（1）디지털 처리를 사용하고, 소프트웨어 프로그래밍업이 유연하면서 데이터 처리 진행도가 높다. 또한 디지털 대역 통과 필터의 성능이 우수하고 간섭을 방지하는 성능이 뛰어나다.
（2）신호 처리 회로는 간단하며 저내압 소자를 선택하여 원가를 절감 할 수 있다.
（3）수평 및 수직 좌표가 각각 동시에 처리되어 신호 처리 시간이 단축되면, 동일한 시간 내에 더 많은 좌표와 감압 데이터를 보고할 수 있고, 보고율의 증가로 더 빠른 필기 속도를 얻을 수 있으므로 디지털 스크린의 커서가 흔들리는 것을 감소시킬 수 있다.
본 발명에서 실시예의 기술 방안을 더 명확하게 설명하기 위해서, 아래는 실시예 서술에 사용할 도면에 대하여 간단하게 소개하였고, 아래 서술에서 도면은 본 발명의 일부 실시예일 뿐인 것을 파악할 수 있다. 통상의 기술자는 창의적인 노동을 하지 않았다는 전제 하에 제시된 도면에 근거하여 기타 도면을 획득할 수 있다.
도 1은 종래 기술에서 도시된 전자기 패시브형 필기 시스템의 시스템 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에서 나타내는 신호 처리 회로의 시스템 블록도이다.
아래는 본 발명에서 실시예의 도면을 결합하여 본 발명의 실시예의 기술 방안을 명확하고 완전하게 서술하였다. 서술된 실시예는 본 발명의 일부분 실시예일 뿐, 전체 실시예에 해당되지 않는다. 본 발명의 실시예를 바탕으로, 통상의 기술자는 창의적인 노동을 하지 않았다는 전제 하에 획득한 모든 기타 실시예는 본 발명의 보호 범위에 속한다.
도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 일실시예에서 나타내는 신호 처리 회로의 시스템 블록도이다. 본 발명은 신호 처리 회로(100)를 제공하고, 순서대로 연결된 제어 유닛(10), 송신 구동 유닛(20), 아날로그 스위치 어레이(30), 신호 증폭 유닛(40), 적분 검파 유닛(50), 상기 아날로그 스위치 어레이(30)와 연결되는 송수신 안테나(60), 상기 제어 유닛(10)과 연결되는 레벨 시프터 유닛(70)을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 제어 유닛(10)이 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)이다.
상기 송수신 안테나(60)는 Y방향 송수신 안테나(61)와 X방향 송수신 안테나(62)를 포함하고, 상기 아날로그 스위치 어레이(30)는 상기 Y방향 송수신 안테나(61)와 연결되는 Y방향 아날로그 스위치 어레이(31), 상기 X방향 송수신 안테나(62)와 연결되는 X방향 아날로그 스위치 어레이(32)를 포함한다. 상기 송수신 안테나(60)는 상기 Y방향 송수신 안테나(61)와 X방향 송수신 안테나(62)를 통해 각각 수직 및 수평 방향인 좌표가 동시에 처리되고, 신호 수신과 처리 시간이 단축되므로, 동일한 시간 내에 더 많은 좌표와 감압 데이터를 처리할 수 있고, 보고율의 증가로 더 빠른 필기 속도를 얻을 수 있다.
상기 제어 유닛(10)에는 두개의 아날로그디지털 변환기(11)가 내장되고, 상기 아날로그디지털 변환기(11)는 상기 송수신 안테나(60)가 연결된 신호를 처리하는 데 사용되고, 상기 적분 검파 유닛(50)과 상기 레벨 시프터 유닛(70)의 수량은 각각 두개이고, 각 상기 아날로그디지털 변환기(11)는 하나의 상기 적분 검파 유닛(50)과 하나의 상기 레벨 시프터 유닛(70)에 대응된다. 구체적으로, 각 상기 아날로그디지털 변환기(11)는 하나의 상기 적분 검파 유닛(50)과 하나의 상기 레벨 시프터 유닛(70)에 동시에 연결되고, 하나의 상기 레벨 시프터 유닛(70)이 상기 Y방향 송수신 안테나(61)에 수신되는 신호를 선형 변환하고, 다른 하나의 상기 레벨 시프터 유닛(70)은 상기 X방향 송수신 안테나(62)에 수신되는 신호를 선형 변환한다.
각 상기 아날로그디지털 변환기(11)는 적어도 두개의 채널을 포함하고, 각 상기 아날로그디지털 변환기(11)의 두개의 채널은 각각 하나의 상기 적분 검파 유닛(50)과 하나의 상기 레벨 시프터 유닛(70)에 연결되고, 상기 송수신 안테나(60)에 수신되는 신호가 각각 상기 적분 검파 유닛(50)과 상기 레벨 시프터 유닛(70)을 거쳐 상기 채널을 통해 상기 아날로그디지털 변환기(11)로 동시에 발송되고, 상기 아날로그디지털 변환기(11)는 상기 적분 검파 유닛(50)이 발송한 신호를 선택하여 처리하거나, 또는 상기 레벨 시프터 유닛(70)이 발송한 신호를 선택하여 처리한다. 구체적으로, 상기 아날로그디지털 변환기(11)는 디지털 대역 통과 필터를 통해 필기 신호를 처리한 후, 파형 피팅 알고리즘을 통해 이상적인 전자기 필기 신호로 복원되어, 스크린 시퀀스 신호의 간섭을 없앤다. 특히, 상기 파형 피팅 알고리즘은 최소제곱법 곡선 피팅 알고리즘 또는 사인 곡선 피팅 알고리즘을 포함하고, 상기 디지털 대역 통과 필터가 FIR 대역 통과 필터 또는 버터워스 필터를 포함한다. 본 발명에서는, 디지털 신호 처리에 대한 고속 연산 조건을 충족시키기 위해, 상기 제어 유닛(10)의 시계 주파수가 150MHz보다 크다. 이 경우, 상기 아날로그디지털 변환기(11)의 표본 추출율이 5MSPS보다 크다.
상기 신호 처리 회로(100)의 작동 과정은 다음과 같다.
상기 송수신 안테나(60)는 각각 상기 Y방향 송수신 안테나(61)와 X방향 송수신 안테나(62)를 통해 X 기본파 신호와 Y기본파 신호를 상기 신호 증폭 유닛(40)을 거쳐 처리한 후, 상기 아날로그디지털 변환기(11)로 보내 이를 디지털 신호로 전환시킨다. 여기에서, 상기 필기 신호는 상기 신호 증폭 유닛(40)을 통해 처리된 후, 각각 상기 적분 검파 유닛(50)과 상기 레벨 시프터 유닛(70)을 거쳐 선형 변환되며, 간섭 신호를 제거하고 이상적인 전자기 필기 신호로 복원되어 이의 좌표 값과 감압 값을 얻을 수 있다.
본 발명은 상기 신호 처리 회로를 포함하는 위치 검출 장치를 더 제공한다.
종래 기술과 비교하여, 본 발명에서 제공되는 신호 처리 회로 및 위치 검출 장치는 다음과 같은 유익한 효과를 갖는다.
(1) 디지털 처리를 사용하고, 소프트웨어 프로그래밍업이 유연하면서 데이터 처리 진행도가 높다. 또한 디지털 대역 통과 필터의 성능이 우수하고 간섭을 방지하는 성능이 뛰어나다.
(2) 신호 처리 회로는 간단하며 저내압 소자를 선택하여 원가를 절감 할 수 있다.
(3) 수평 및 수직 좌표가 각각 동시에 처리되어 신호 처리 시간이 단축되면, 동일한 시간 내에 더 많은 좌표와 감압 데이터를 보고할 수 있고, 보고율의 증가로 더 빠른 필기 속도를 얻을 수 있으므로 디지털 스크린의 커서가 흔들리는 것을 감소시킬 수 있다.
위와 같은 상기 내용은 본 발명의 실시예일 뿐이며, 통상의 기술자는 본 발명의 창의적인 구상을 벗어나지 않은 전제 하에 개선할 수 있지만, 이는 본 발명의 보호 범위에 속한다.

Claims (9)

  1. 신호 처리 회로에 있어서,
    순서대로 연결되는 제어 유닛, 송신 구동 유닛, 아날로그 스위치 어레이, 신호 증폭 유닛, 적분 검파 유닛 및 상기 아날로그 스위치 어레이와 연결되는 송수신 안테나를 포함하고,
    상기 송수신 안테나는 Y방향 송수신 안테나와 X방향 송수신 안테나를 포함하고, 상기 아날로그 스위치 어레이는 상기 Y방향 송수신 안테나와 연결된 Y방향 아날로그 스위치 어레이, 상기 X방향 송수신 안테나와 연결되는 X방향 아날로그 스위치 어레이를 포함하고, 상기 제어 유닛에는 두개의 아날로그디지털 변환기가 내장되어 각각 상기 송수신 안테나에 수신되는 신호를 처리하고, 상기 신호 처리 회로는 상기 아날로그디지털 변환기와 상기 신호 증폭 유닛 사이에 설치되는 레벨 시프터 유닛을 더 포함하고, 상기 레벨 시프터 유닛이 각각 상기 Y방향 송수신 안테나와 상기 X방향 송수신 안테나에 수신되는 신호를 선형 변환하고, 상기 송수신 안테나에 수신되는 신호가 상기 레벨 시프터 유닛을 거쳐 상기 아날로그디지털 변환기에 발송되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    각 상기 아날로그디지털 변환기가 적어도 두개의 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 아날로그디지털 변환기의 채널이 각각 상기 적분 검파 유닛과 상기 레벨 시프터 유닛에 연결되고, 상기 송수신 안테나에 수신되는 신호가 각각 상기 적분 검파 유닛과 상기 레벨 시프터 유닛을 거쳐 상기 채널을 통해 상기 아날로그디지털 변환기로 동시에 발송되고, 상기 아날로그디지털 변환기는 상기 적분 검파 유닛이 발송한 신호를 선택하여 처리하거나, 상기 레벨 시프터 유닛이 발송한 신호를 선택하여 처리하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아날로그디지털 변환기가 디지털 필터를 통해 상기 신호를 처리한 후, 파형 피팅 알고리즘을 통해 처리되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 디지털 필터가 FIR 대역 통과 필터 또는 버터워스 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 회로.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 파형 피팅 알고리즘은 최소제곱법 곡선 피팅 알고리즘 또는 사인 곡선 피팅 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 회로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛의 시계 주파수가 150MHz보다 큰 것을 특징으로 하는 신호 처리 회로.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 아날로그디지털 변환기의 표본 추출율이 5MSPS보다 큰 것을 특징으로 하는 신호 처리 회로.
  9. 위치 검출 장치에 있어서,
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 상기 신호 처리 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
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