增益時變聲波接觸板系統(tǒng)及其控制方法技術方案

本發(fā)明專利技術公開一種聲波接觸板系統(tǒng)及其控制方法，特別是一種涉及到接觸位置坐標的增益時變的聲波接觸板系統(tǒng)及其控制方法。其采用增益控制在一個接收周期內實時改變放大器的放大增益來滿足一個接收周期內不同時間的接收換能器輸出的信號對放大增益的要求，使檢波后輸出的信號達到相對比較平整。本發(fā)明專利技術通過實時改變放大器的放大增益來實現(xiàn)輸出檢波信號的近似平整，其制作成本低，實現(xiàn)簡單，而且還降低了聲波接觸板裝置機械設計的要求，還可方便的應用在大尺寸聲波接觸板裝置上。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
所屬
本專利技術公開一種聲波接觸板系統(tǒng)及其控制方法，特別是一種涉及到接觸位置坐標的增益時變的聲波接觸板系統(tǒng)及其控制方法。
技術介紹
聲波接觸板裝置可以應用在很多領域，較常見的應用是在計算機、電視機、游戲機和各種專用設備上，作為一種人對機器的輸入界面，可以對機器輸入類似按鍵、線、圖形、文字等信息，在專利號CN86102275A文獻中，介紹了現(xiàn)有觸摸板的主要技術。聲波接觸板裝置具體的實現(xiàn)也有很多方法，請參看附圖1，圖1是其中一種比較常見的聲波接觸板裝置，一般安裝在計算機的顯示屏幕的表面，可以用作坐標、文字、圖形等內容的輸入。其中包括接觸板120和控制板108，接觸板120包括透明材料的基板100，X軸發(fā)射換能器104，X軸接收換能器103，Y軸發(fā)射換能器101，Y軸接收換能器102，X軸第一反射聲柵110，X軸第二反射聲柵112，Y軸第一反射聲柵111，Y軸第二反射聲柵113。每個反射聲柵均是由許多反射單元115構成，并且反射單元115的排列必須為近換能器端疏，遠換能器端密。控制板108包括接收電路、掃描信號發(fā)生電路和微控制器，微控制器負責控制掃描時序、接收時序、計算坐標并和計算機通訊等。在專利號CN86102275A文獻中已敘述了，在每一軸的檢測中，近換能器端聲波要走的路徑短，遠換能器端聲波要走的路徑長，而聲波在接觸板上的傳播過程中會不斷衰減，導致近換能器端和遠換能器端之間的信號強度有數十dB的差別。為了得到檢波后接收周期401期間內有如圖4A所展示的幅度比較平整的波形，現(xiàn)有技術采用了反射聲柵反射量變化的技術，即近換能器端反射量小，遠換能器端反射量大，以平衡因傳輸距離而造成的衰減損失。X軸和Y軸的檢測一般是分時檢測，同一時間只有一軸的信號，一般每一軸每秒鐘測量數十次，其過程為：由相應的發(fā)射換能器發(fā)送聲波，聲波經過反射聲柵擴散到基板，再由相應的反射聲柵反射到接收換能器上，轉換出電信號?？刂瓢蹇刂坡暡ǖ陌l(fā)送，放大接收到的信號，并檢測有沒有被接觸及接觸點位置的坐標。圖1所描述的裝置，其中的控制板，一般都有圖2結構的信號接收放大電路部分，X軸接收換能器輸出的信號201，由X軸前置放大器203放大，Y軸接收換能器輸出的信號202，由Y軸前置放大器204放大，X、Y兩軸經放大的信號合成后輸入分時共用的主放大器205，信號被主放-->大器205放大后進入檢波電路206，然后輸出檢波后的信號207?，F(xiàn)有技術中，X軸前置放大器203和Y軸前置放大器204的放大增益是固定的，而主放大器205是可變放大增益的，這是因為X軸和Y軸需要的放大增益不同?，F(xiàn)有技術中，主放大器增益控制的結構如圖3，前置放大器輸出的信號301連接到主放大器306，放大后輸出信號302，由一微控制器303輸出控制信號給一個數字電位器304，數字電位器304輸出一個增益控制電壓305，該電壓直接控制主放大器的放大增益。圖1所描述的反射聲柵均采用了反射量變化的技術，具體為反射單元115之間的間隔一端寬，一端窄，間隔寬的反射聲柵反射的聲波少，信號能量小；間隔窄的反射聲柵反射的聲波多，信號能量大。經上述處理后X軸接收換能器輸出的信號201或Y軸接收換能器輸出的信號202強度相對平整，如圖4B，最后得到的檢波信號如圖4A。如果反射聲柵的反射量是均勻的，即對路徑遠的聲波不進行補償，則接收X軸換能器輸出的信號201或X軸換能器輸出的信號202將如有如圖4C所示，信號強度有隨時間衰減的特征，最后將導致信號檢波后大部分觀察不到，檢波后將得到如圖4D的信號波形，接收周期401里的大部分信號過小，不能使用。現(xiàn)時的工藝技術，檢波后的信號不能做到完全平整，靠后期微控制器算法處理來補救，一般要求能達到在接收周期里未被觸摸時，檢波出來的信號在最小值大于1.2伏最大值小于2.3伏之間即可。需要強調的是，現(xiàn)有的信號接收放大電路，在每一個接收周期401之前，需要預先設定增益控制電壓305，整個接收周期401期間都不變化。因此接收放大器的放大增益，接收周期401期間是固定的，如圖4E所示。而接收周期外的時間是可以調整放大增益的。在專利號02221458.5文獻中，介紹了級連增大有效觸摸區(qū)的技術，雖然發(fā)射換能器和接收換能器組數增加了，但每一組的工作過程還是一樣?？傮w而言，為了實現(xiàn)信號最終檢波出來信號比較平整，現(xiàn)有技術的特點是：反射聲柵反射量變化技術，使的進入控制板的信號已經是比較平整的，接收放大器在接收周期401里放大增益是固定的。采用現(xiàn)有技術做成的15寸聲波觸摸板，反射聲柵反射量遠端比近端的反射量大9倍，但隨著聲波觸摸板尺寸的增加，上述比值必須要增加，這在實際生產中不容易實現(xiàn)。
技術實現(xiàn)思路
針對上述提到的現(xiàn)有技術中的聲波接觸板裝置的放大增益值固定不變，使用不方便，且不適合做成大尺寸結構缺點，本專利技術提供一種新的聲波接觸板系統(tǒng)，其采用增益控制在一個接收周期內實時改變放大器的放大增益來滿足一個-->接收周期內不同時間的接收換能器輸出的信號對放大增益的要求，使檢波后輸出的信號達到相對比較平整。本專利技術解決其技術問題采用的技術方案是：一種增益時變的聲波接觸板系統(tǒng)的控制方法，該方法為：將接收換能器輸出的信號輸入與之對應的前置放大器放大，經前置放大器放大后的信號輸入主放大器放大，主放大器放大后的信號經檢波電路檢波后輸出，如果接收換能器采用多路，多路接收換能器輸出的信號經與之對應的前置放大器放大后信號再，分時輸入主放大器進行放大，或多路接收換能器輸出的信號先分時接入共用的前置放大器放大后，信號輸入給主放大器進行放大，增益控制電路控制放大器的放大增益在一個接收周期內隨接收換能器輸入信號的變化而變化，以保持檢波后的信號平整。一種增益時變聲波接觸板系統(tǒng)，聲波接觸板系統(tǒng)包括接觸板和控制板，所述的接觸板包括基板、發(fā)射換能器、接收換能器和反射聲柵，基板上排列有一個或一個以上的反射聲柵，接收換能器安裝在反射聲柵一端，發(fā)射換能器安裝在反射聲柵的一端；所述的控制板為包括一個或多個前置放大器、主放大器、檢波電路、增益控制電路、微控制器、聲波產生電路，各個接收換能器輸出信號分別與其相對應的前置放大器輸入端連接，各個前置放大器輸出端連接在一起輸入給主放大器，或多路接收換能器輸出的信號先分時接入共用的前置放大器放大后，信號輸入給主放大器進行放大，主放大器輸出端與檢波電路輸入端連接，增益控制電路輸出端與放大器的增益控制端連接。本專利技術解決其技術問題采用的技術方案進一步還包括：所述的增益控制電路控制主放大本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種增益時變的聲波接觸板系統(tǒng)的控制方法，其特征是：所述的該方法為：將接收換能器輸出的信號輸入與之對應的前置放大器放大，經前置放大器放大后的信號輸入主放大器放大，主放大器放大后的信號經檢波電路檢波后輸出，如果接收換能器采用多路，多路接收換能器輸出的信號經與之對應的前置放大器放大后信號再分時輸入主放大器進行放大，或多路接收換能器輸出的信號先分時接入共用的前置放大器放大后，信號輸入給主放大器進行放大，增益控制電路控制放大器的放大增益在一個接收周期內隨接收換能器輸入信號的變化而變化，以保持檢波后的信號平整。

【技術特征摘要】
1、一種增益時變的聲波接觸板系統(tǒng)的控制方法，其特征是：所述的該方法為：
將接收換能器輸出的信號輸入與之對應的前置放大器放大，經前置放大器
放大后的信號輸入主放大器放大，主放大器放大后的信號經檢波電路檢波
后輸出，如果接收換能器采用多路，多路接收換能器輸出的信號經與之對
應的前置放大器放大后信號再分時輸入主放大器進行放大，或多路接收換
能器輸出的信號先分時接入共用的前置放大器放大后，信號輸入給主放大
器進行放大，增益控制電路控制放大器的放大增益在一個接收周期內隨接
收換能器輸入信號的變化而變化，以保持檢波后的信號平整。
2、根據權利要求要求1所述的增益時變的聲波接觸板系統(tǒng)的控制方法，其特
征是：所述的增益控制電路控制主放大器的放大增益在一個接收周期內隨
接收換能器輸入信號的變化而變化，以保持檢波后的信號平整。
3、根據權利要求要求1所述的增益時變的聲波接觸板系統(tǒng)的控制方法，其特
征是：所述的增益控制電路分別控制各個前置放大器的放大增益在一個接
收周期內隨接收換能器輸入信號的變化而變化，以保持檢波后的信號平
整。
4、根據權利要求要求1所述的增益時變的聲波接觸板系統(tǒng)的控制方法，其特
征是：所述的增益控制電路同時控制各個前置放大器和主放大器的放大增
益在一個接收周期內隨接收換能器輸入信號的變化而變化，以保持檢波后
的信號平整。
5、根據權利要求1至4中任意一項所述的增益時變的聲波接觸板系統(tǒng)的控制
方法，其特征是：所述的增益控制電路為微控制器。
6、根據權利要求5所述的增益時變的聲波接觸板系統(tǒng)的控制方法，其特征是：
所述的微控制器控制數模轉換器輸出電壓的變化，控制數模轉換器輸出電
壓控制放大器的放大增益變化。
7、實現(xiàn)如權利要求1所述的增益時變的聲波接觸板系統(tǒng)的控制方法的增益時
變聲波接觸板系統(tǒng)，其特征是：所述的聲波接觸板系統(tǒng)包括接觸板和控制
板，所述的接觸板包括基板、發(fā)射換能器、接收換能器和反...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：駱航，
申請(專利權)人：陳松，駱航，伍穎超，
類型：發(fā)明
國別省市：94[中國|深圳]