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CN114063819B - 一种触控系统重心信号处理电路及含有该电路的电子装置 - Google Patents

一种触控系统重心信号处理电路及含有该电路的电子装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种触控系统重心信号处理电路及电子装置，其中处理电路包括依次连接的信号采集单元、运算放大单元、叠加放大单元以及计算单元。上述触控系统重心信号处理电路，当用户触摸控制系统的面板时，通过信号采集单元采集触控区域中心点及中心点周边的信号值，再通过运算放大单元放大中心点及中心点周边的信号值，以得到中心放大信号值及多个周边放大信号值，然后通过多个叠加放大单元将中心放大信号值及多个周边放大信号值叠加放大，以得到中心点增强信号值，最后通过计算单元运用计算算法计算中心点增强信号值，以得到精确的中心点坐标。

Description

一种触控系统重心信号处理电路及含有该电路的电子装置
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种触控系统重心信号处理电路及含有该电路的电子装置。
背景技术
再多通道感测器装置，如行动装置上的触控感测器，影像感测，或多通道人机界面等，一般设有触控系统，以实现触控控制设备，进而提高用户的操作便利性。
现有的触控系统在识别重心信号时，通过感应器感应触摸位置的信号变化值，再通过算法根据信号变化值计算出触摸位置中心点的坐标，然后根据中心点的坐标实现相应位置的功能即可实现触控功能。
上述控制系统重心信号处理方式，当触控力度较为弱时，信号变化值小，导致算法无法准确的计算出中心点的坐标，计算误差大。
发明内容
本发明的目的是提供一种触控系统重心信号处理电路及含有该电路的电子装置，以解决现有的触控系统的中心点坐标计算误差大的问题。
本发明提供了一种触控系统重心信号处理电路，包括依次连接的信号采集单元、运算放大单元、叠加放大单元以及计算单元，其中
信号采集单元，用于采集触控区域中心点及所述中心点周边的信号值；
运算放大单元，用于放大中心点及所述中心点周边的信号值，以得到中心放大信号值及多个周边放大信号值；
多个叠加放大单元，用于将所述中心放大信号值及多个所述周边放大信号值叠加放大，以得到中心点增强信号值；
计算单元，用于计算所述中心点增强信号值，以得到中心点坐标。
上述触控系统重心信号处理电路，当用户触摸控制系统的面板时，通过信号采集单元采集触控区域中心点及中心点周边的信号值，再通过运算放大单元放大中心点及中心点周边的信号值，以得到中心放大信号值及多个周边放大信号值，然后通过多个叠加放大单元将中心放大信号值及多个周边放大信号值叠加放大，以得到中心点增强信号值，最后通过计算单元运用计算算法计算中心点增强信号值，以得到精确的中心点坐标。
进一步地，所信号采集单元包括多个信号采集电路。
进一步地，所述信号采集电路包括触控芯片和与所述触控芯片串联的触控电容，其中
触控电容，用于获取触控区域中心点及所述中心点周边的电压变化；
触控芯片，用于根据所述中心点及所述中心点周边的电压变化得到所述中心点及所述中心点周边的信号值。
进一步地，所述运算放大单元包括多个电荷放大电路，所述电荷放大电路与对应的所述信号采集电路串联。
进一步地，所述电荷放大电路包括偏移补偿器和与所述偏移补偿器串联的反馈电容。
进一步地，所述叠加放大单元包括三个并联的叠加电路，所述叠加电路包括第一开关、第二开关、第一电容、第二电容、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关及第八开关，其中
所述第一开关一端连接至所述运算放大单元和所述第二开关，另一端与所述第三开关和第一电容的一端串联，所述第三开关的另一端接地，所述第一电容的另一端与第五开关和第七开关的一端连接，所述第五开关的另一端接地，所述第七开关的另一端与另一所述叠加电路的所述第七开关连接；
所述第二开关一端接至所述运算放大单元和所述第一开关连接，另一端与第四开关和第二电容的一端连接，所述第四开关的另一端接地，所述第二电容的另一端与第六开关和所述第八开关的一端连接，所述第六开关的另一端接地，所述第八开关的另一端与另一所述叠加电路的第八开关连接；
中心位置的所述叠加放大单元内的三个所述叠加电路分别与相邻所述叠加放大单元内的两个所述叠加电路连接，中心位置的所述叠加放大单元一端与对应的运算放大单元连接，另一端与所述计算单元连接。
进一步地，所述计算单元与所述叠加放大单元之间设有保持单元。
进一步地，所述保持单元包括：
第一放大器、第一保持电容及第二保持电容，所述第一放大器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端及第二输出端，所述第一输入端连接至对应的所述第七开关的另一端，所述第二输入端连接至对应的所述第八开关的另一端，所述第一保持电容的两端分别电连接至所述第一输入端及所述第一输出端，所述第二保持电容的两端分别电连接至所述第二输入端与所述第二输出端。
进一步地，所述保持单元还包括第一重置开关及第二重置开关，用以分别控制所述第一保持电容及所述第二保持电容放电。
本发明还提供了一种电子设备，包括设备本体和设于所述设备本体内的触控系统，所述触控系统包括如上述中任一项所述的触控系统重心信号处理电路。
附图说明
图1为本发明第一实施例中的触控系统重心信号处理电路的模块图；
图2为本发明第二实施例中的触控系统重心信号处理电路的电路图；
图3为图2中的触控系统重心信号处理电路中的运算放大单元的电路图；
图4为图2中的触控系统重心信号处理电路中的叠加放大单元的电路图
图5为图2中的触控系统重心信号处理电路中的保持单元的电路图。
主要元件符号说明：
信号采集单元 10 第二开关 312 第一放大器 51
信号采集电路 11 第一电容 313 第一输入端 511
触控芯片 111 第二电容 314 第二输入端 512
触控电容 112 第三开关 315 第一输出端 513
运算放大单元 20 第四开关 316 第二输出端 514
电荷放大电路 21 第五开关 317 第一保持电容 52
偏移补偿器 211 第六开关 318 第二保持电容 53
反馈电容 212 第七开关 319 第一重置开关 54
叠加放大单元 30 第八开关 320 第二重置开关 55
叠加电路 31 计算单元 40
第一开关 311 保持单元 50
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干个实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本发明第一实施例提供的一种触控系统重心信号处理电路，包括依次连接的信号采集单元10、运算放大单元20、叠加放大单元30以及计算单元40，其中
信号采集单元10，用于采集触控区域中心点及所述中心点周边的信号值；
运算放大单元20，用于放大中心点及所述中心点周边的信号值，以得到中心放大信号值及多个周边放大信号值；
三个叠加放大单元30，用于将所述中心放大信号值及多个所述周边放大信号值叠加放大，以得到中心点增强信号值；
计算单元40，用于计算所述中心点增强信号值，以得到中心点坐标。
上述触控系统重心信号处理电路，当用户触摸控制系统的面板时，通过信号采集单元10采集触控区域中心点及中心点周边的信号值，再通过运算放大单元20放大中心点及中心点周边的信号值，以得到中心放大信号值及多个周边放大信号值，然后通过三个叠加放大单元30将中心放大信号值及多个周边放大信号值叠加放大，以得到中心点增强信号值，最后通过计算单元40运用计算算法计算中心点增强信号值，以得到精确的中心点坐标。
请参阅图2至图5，本发明第二实施例提供的触控系统重心信号处理电路，所述第二实施例与所述第一实施例的区别在于，所述第二实施例中，所信号采集单元10包括三个信号采集电路11。每一所述信号采集电路11包括触控芯片111和与所述触控芯片111串联的触控电容112，其中，触控电容112，用于获取触控区域中心点及所述中心点周边的电压变化；触控芯片111，用于根据所述中心点及所述中心点周边的电压变化得到所述中心点及所述中心点周边的信号值。
可以理解的，在本发明实施例中信号采集电路11的个数为三个，在本发明的其他实施例中，信号采集电路11的个数可以为三个或三个以上，每一信号采集电路11均对应触控面板的一个触控点，以采集用户触控区域的电压变化。
具体的，在本实施例中，所述运算放大单元20包括三个电荷放大电路21，所述电荷放大电路21与对应的所述信号采集电路11串联。具体的，所述电荷放大电路21包括偏移补偿器211和与所述偏移补偿器211串联的反馈电容212，其中，通过偏移补偿器211减小信号采集电路11采集到的信号值的误差，反馈电容212放大信号采集电路11采集到的信号值。
可以理解的，在本发明的其他实施例中，运算放大单元20还可以设置三个以上的电荷放大电路21，具体的，电荷放大电路21的数量与信号采集电路11的数量一致，且一一对应设置。
具体的，在本实施例中，所述叠加放大单元30包括三个并联的叠加电路31，所述叠加电路31包括第一开关311、第二开关312、第一电容313、第二电容314、第三开关315、第四开关316、第五开关317、第六开关318、第七开关319及第八开关320，其中，所述第一开关311一端连接至所述运算放大单元20和所述第二开关312，另一端与所述第三开关315和第一电容313的一端串联，所述第三开关315的另一端接地，所述第一电容313的另一端与第五开关317和第七开关319的一端连接，所述第五开关317的另一端接地，所述第七开关319的另一端与另一所述叠加电路31的所述第七开关319连接；所述第二开关312一端接至所述运算放大单元20和所述第一开关311连接，另一端与第四开关316和第二电容314的一端连接，所述第四开关316的另一端接地，所述第二电容314的另一端与第六开关318和所述第八开关320的一端连接，所述第六开关318的另一端接地，所述第八开关320的另一端与另一所述叠加电路31的第八开关320连接；且在本实施例中，中心位置的所述叠加放大单元30内的三个所述叠加电路31分别与相邻所述叠加放大单元30内的两个所述叠加电路31连接，中心位置的所述叠加放大单元30一端与对应的运算放大单元20连接，另一端与所述计算单元40连接，以通过叠加电路31将中心位置周围的信号采集单元10采集到的信号值汇集至中间位置的叠加放大单元30，进而增大中心位置的触控点的信号值，使得计算单元40的计算结果更准确。
具体的，在本发明实施例中，所述计算单元40与所述叠加放大单元30之间设有保持单元50，以保持被叠加放大单元30叠加后的信号值，进而提高了计算单元40的计算精度。
具体的，在本发明实施例中，所述保持单元50包括第一放大器51、第一保持电容52及第二保持电容53，所述第一放大器51包括第一输入端511、第二输入端512、第一输出端513及第二输出端514，所述第一输入端511连接至对应的所述第七开关319的另一端，所述第二输入端512连接至对应的所述第八开关320的另一端，所述第一保持电容52的两端分别电连接至所述第一输入端511及所述第一输出端513，所述第二保持电容53的两端分别电连接至所述第二输入端512与所述第二输出端514，以实现稳压功能，进而保持被叠加放大单元30叠加后的信号值。
具体的，在本实施例中，所述保持单元50还包括第一重置开关54及第二重置开关55，用以分别控制所述第一保持电容52及所述第二保持电容53放电。
本发明的一个实施例中，还提供了一种电子设备，包括设备本体(图未示出)和设于所述设备本体内的触控系统(图未示出)，所述触控系统包括如上述中任一项所述的触控系统重心信号处理电路。
上述电子设备，当用户触摸控制系统的面板时，通过信号采集单元10采集触控区域中心点及中心点周边的信号值，再通过运算放大单元20放大中心点及中心点周边的信号值，以得到中心放大信号值及多个周边放大信号值，然后通过多个叠加放大单元30将中心放大信号值及多个周边放大信号值叠加放大，以得到中心点增强信号值，最后通过计算单元40运用计算算法计算中心点增强信号值，以得到精确的中心点坐标。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种触控系统重心信号处理电路，其特征在于，包括依次连接的信号采集单元、运算放大单元、叠加放大单元以及计算单元，其中
信号采集单元，用于采集触控区域中心点及所述中心点周边的信号值；
运算放大单元，用于放大中心点及所述中心点周边的信号值，以得到中心放大信号值及多个周边放大信号值；
多个叠加放大单元，用于将所述中心放大信号值及多个所述周边放大信号值叠加放大，以得到中心点增强信号值；
计算单元，用于计算所述中心点增强信号值，以得到中心点坐标；
所述运算放大单元包括多个电荷放大电路，所述电荷放大电路与对应的所述信号采集电路串联；
所述电荷放大电路包括偏移补偿器和与所述偏移补偿器串联的反馈电容。
2.根据权利要求1所述的触控系统重心信号处理电路，其特征在于，所信号采集单元包括多个信号采集电路。
3.根据权利要求2所述的触控系统重心信号处理电路，其特征在于，所述信号采集电路包括触控芯片和与所述触控芯片串联的触控电容，其中
触控电容，用于获取触控区域中心点及所述中心点周边的电压变化；
触控芯片，用于根据所述中心点及所述中心点周边的电压变化得到所述中心点及所述中心点周边的信号值。
4.根据权利要求1所述的触控系统重心信号处理电路，其特征在于，所述叠加放大单元包括三个并联的叠加电路，所述叠加电路包括第一开关、第二开关、第一电容、第二电容、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关及第八开关，其中
所述第一开关一端连接至所述运算放大单元和所述第二开关，另一端与所述第三开关和第一电容的一端串联，所述第三开关的另一端接地，所述第一电容的另一端与第五开关和第七开关的一端连接，所述第五开关的另一端接地，所述第七开关的另一端与另一所述叠加电路的所述第七开关连接；
所述第二开关一端接至所述运算放大单元和所述第一开关连接，另一端与第四开关和第二电容的一端连接，所述第四开关的另一端接地，所述第二电容的另一端与第六开关和所述第八开关的一端连接，所述第六开关的另一端接地，所述第八开关的另一端与另一所述叠加电路的第八开关连接；
中心位置的所述叠加放大单元内的三个所述叠加电路分别与相邻所述叠加放大单元内的两个所述叠加电路连接，中心位置的所述叠加放大单元一端与对应的运算放大单元连接，另一端与所述计算单元连接。
5.根据权利要求4所述的触控系统重心信号处理电路，其特征在于，所述计算单元与所述叠加放大单元之间设有保持单元。
6.根据权利要求5所述的触控系统重心信号处理电路，其特征在于，所述保持单元包括：
第一放大器、第一保持电容及第二保持电容，所述第一放大器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端及第二输出端，所述第一输入端连接至对应的所述第七开关的另一端，所述第二输入端连接至对应的所述第八开关的另一端，所述第一保持电容的两端分别电连接至所述第一输入端及所述第一输出端，所述第二保持电容的两端分别电连接至所述第二输入端与所述第二输出端。
7.根据权利要求6所述的触控系统重心信号处理电路，其特征在于，所述保持单元还包括第一重置开关及第二重置开关，用以分别控制所述第一保持电容及所述第二保持电容放电。
8.一种电子设备，包括设备本体和设于所述设备本体内的触控系统，其特征在于，所述触控系统包括如权利要求1-7中任一项所述的触控系统重心信号处理电路。
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