频率选择模块及相关的运算装置与频率选择方法与流程

本发明涉及一种用于触控系统的频率选择模块及相关的运算装置与频率选择方法，尤其涉及一种用来选择触控系统中多个传感信道工作频率的频率选择模块及相关的运算装置与频率选择方法。

背景技术：

消费性电子产品大多以轻、薄、短、小为设计方向，因此，产品上已无空间容纳如鼠标、键盘等传统输入装置。随着触控技术的进步，在各种消费性电子产品中，例如平板计算机、移动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、一体机(All in One)等电子产品已广泛地使用触控系统作为其输入装置。当触控系统运作时，电子产品中其他电路同时进行运作可能会在触控系统的多个传感信道上产生杂讯干扰，可能会造成触控系统不正常工作。因此，如何避免触控系统的运作受到杂讯影响，便成为业界亟欲探讨的议题。

技术实现要素：

为了解决上述的问题，本发明提供一种用来选择触控系统中多个传感信道工作频率的频率选择模块及相关的运算装置与频率选择方法。

本发明公开一种用于一触控系统的频率选择模块，包括一储存单元，用来储存该触控系统中多个传感信道的多个传感信号其中至少一者的总和；一频谱计算单元，用来转换储存于该储存单元的该多个传感信号其中至少一者的总和，以产生一频谱数据，并将该频谱数据储存至该储存单元；以及一选择单元，用来根据该频谱数据，产生一调整信号，以将选择多个运作频率其中之一作为该多个传感信号的一工作频率。

本发明还公开一种运算装置，用于一触控系统，该运算装置包括一处理模块，用来接收该触控系统中多个传感信道的多个传感信号及产生用于驱动该多个传感信道的多个驱动信号；以及一频率选择模块，包括：一储存单元，用来储存该多个传感信号其中至少一者的总和；一频谱计算单元，用来转换储存于该储存单元的该多个传感信号其中至少一者的总和，以产生一频谱数据，并将该频谱数据储存至该储存单元；以及一选择单元，用来根据该频谱数据，产生一调整信号，以选择多个运作频率其中之一作为该多个传感信号的一工作频率。

本发明还公开一种频率选择方法，用于一触控系统，该频率选择方法包括转换该触控面板中该多个传感信道的多个传感信号其中至少一者的总和，以取得频谱数据；以及根据该频谱数据，选择多个运作频率其中之一作为该多个传感信号的一工作频率。

附图说明

图1为本发明实施例一触控系统的示意图。

图2为本发明实施例一频率选择模块的示意图。

图3为本发明实施例一频率选择方法的流程图。

其中，附图标记说明如下：

10 触控系统

100 触控装置

102 运算装置

104 处理模块

106 转换模块

108 频率选择模块

110 储存单元

112 频谱计算单元

114 选择单元

20 频率选择模块

200 处理单元

210 储存单元

214 程序代码

220 通信接口单元

30 频率选择方法

300～306 步骤

ADJ 调整信号

D_1～D_A 驱动信号

FREQD 频谱数据

T_1～T_B 传感信号

TS 传感信号

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明实施例一触控系统10的示意图。触控系统10可为智能移动电话、平板计算机、数字相机等具有一触控面板的电子产品。为求方便说明，图1仅绘示有触控装置100及运算装置102，其它未与发明概念直接相关的元件(如壳体)则略而未示。触控装置100用来根据驱动信号D_1～D_A，感应来自于外界物体的触控动作，以产生传感信号T_1～T_B。举例来说，触控装置100可为一触控面板，且传感信号T_1～T_B可为触控面板中横向及纵向传感信道所产生的传感信号。运算装置102包括处理模块104、转换模块106以及频率选择模块108。处理模块104耦接于触控装置100，用来产生驱动信号D_1～D_A，及根据传感信号T_1～T_B，判断触控装置 100被触碰的位置。转换模块106用来选择传感信号T_1～T_B其中之一作为传感信号TS。根据传感信号TS，频率选择模块108可计算对应于杂讯的频谱数据FREQD。接下来，频率选择模块108会根据计算所得的频谱数据FREQD，选择多个运作频率FO_1～FO_C其中之一作为工作频率FW，并通过调整信号ADJ，将驱动信号D_1～D_A及传感信号T_1～T_B的频率调整为工作频率FW。据此，触控系统10可避免触控装置100的运作遭受环境中杂讯影响。

详细来说，频率选择模块108包括储存单元110、频谱计算单元112及选择单元114。储存单元110用来储存转换模块106所产生的传感信号TS。在一实施例中，传感信号TS为驱动信号D_1～D_A未驱动触控面板时传感信号T_1～T_B其中任意一者。需注意的是，若储存单元110具有选择传感信号T_1～T_B其中之一进行储存的功能，则转换模块106可被省略。根据储存在储存单元110的传感信号TS，频谱计算单元112可计算对应于杂讯的频谱数据FREQD，频谱计算单元112并将计算所得的频谱数据FREQD储存至储存单元110。举例来说，频谱计算单元112可利用快速傅立叶转换(Fast Fourier Transform，FFT)，转换传感信号TS，以取得传感信号TS在多个取样点的振幅作为频谱数据FREQD。

接下来，选择单元114根据储存在储存单元110的频谱数据FREQD，计算对应于运作频率FO_1～FO_C的杂讯等级NL_1～NL_C。举例来说，选择单元114可计算频谱数据FREQD中位于运作频率FO_1周围多个取样点振幅的总和作为运作频率FO_1的杂讯等级NL_1；计算频谱数据FREQD中位于运作频率FO_2周围多个取样点振幅的总和作为运作频率FO_2的杂讯等级NL_2，以此类推。在取得杂讯等级NL_1～NL_C。选择单元114选择对应于杂讯等级NL_1～NL_C中最小杂讯等级的运作频率作为工作频率FW，并通过调整信号ADJ，将驱动信号D_1～D_A及传感信号T_1～T_B的频率调整为工作频率FW。据此，触控装置100及处理模块104的运作可避免遭受环境中杂讯影响。

此外，为了避免窄频大杂讯造成触控装置100不正常工作，选择单元114可限制工作频率FW与对应于频谱数据FREQD中一最大杂讯振幅的主频频率Fnoise间的差距必须大于一预设频率FTH(即|FW-Fnoise|≤FTH)。

关于频率选择模块108详细运作过程，举例说明如下。在一实施例中，储存单元110在驱动信号D_1～D_A未驱动触控面板时，储存传感信号TS。接下来，频谱计算单元112利用快速傅立叶转换来转换传感信号TS，以取得传感信号TS在频率领域上多个取样点的振幅作为频谱数据FREQD。在此实施例中，快速傅立叶转换的解析度为25千赫兹(kHz)。也就是说，频谱数据FREQD可包括传感信号TS在25千赫兹的振幅A25、50千赫兹的振幅A50、75千赫兹的振幅A75，以此类推。需注意的是，快速傅立叶转换的解析度可依据不同应用及设计理念来更动，而不限于此。

在取得频谱数据FREQD后，选择单元114分别计算运作频率FO_100K(也就是代表100千赫兹)及FO_200K(也就是代表200千赫兹)的杂讯等级NL_100K及NL_200K。在此实施例中，选择单元114计算频谱数据FREQD中位于运作频率100千赫兹周围5个取样点的振幅总和(即振幅A50、A75、A100、A125及A150的总和)作为杂讯等级NL_100K，并计算频谱数据FREQD中位于运作频率FO_200K周围5个取样点的振幅总和(即振幅A150、A175、A200、A225及A250的总和)作为杂讯等级NL_200K。接下来，选择单元114比较杂讯等级NL_100K、NL200K的大小，以选择运作频率FO_100K或FO_200K作为工作频率FW。在一实施例中，杂讯等级NL_100K小于NL200K，选择单元114选择运作频率FO_100K作为工作频率FW，也就是工作频率FW为100千赫兹。在另一实施例中，频谱数据FREQD中最大振幅为振幅A50(即杂讯主频Fnoise为50千赫兹)，预设频率FTH为25KHz，且杂讯等级NL_100K小于NL200K。由于运作频率FO_100K与杂讯主频Fnoise的差距大于预设频率FTH，选择单元114仍选择运作频率FO_100K作为工作频率FW。在又一实施例中，频谱数据FREQD中最大振幅为振幅A75(即杂讯主频Fnoise为75千赫兹)，预设频率FTH为50KHz，且杂讯等级NL_100K小于NL200K。在此状况下，由于运作频率FO_100K与杂讯主频 Fnoise的差距小于预设频率FTH，选择单元114改为选择运作频率FO_200K作为工作频率FW，也就是工作频率FW为200千赫兹。

需注意的是，多个运作频率FO_1～FO_C可能不为快速傅立叶转换解析度整数倍。在此状况下，在计算杂讯等级NL_1～NL_C时，选择单元114会计算频谱数据FREQD中距离运作频率FO_1～FO_C每一者最近的取样点周围的多个取样点振幅的总和。举例来说，当多个运作频率FO_1～FO_C其中之一为333.3千赫兹且快速傅立叶转换的解析度为25千赫兹时，选择单元114计算与运作频率333.3千赫兹最近的取样点325千赫兹周围的5个取样点的振幅总和(即振幅A275、A300、A325、A350、A375的总和)，作为运作频率333.3千赫兹的杂讯等级。

上述实施例利用快速傅立叶转换取得触控系统中多个传感信道中任意一者产生的传感信号，以快速取得对应于杂讯的频谱数据。根据所得到的频谱数据，上述实施例可选择合适的运作频率作为触控系统感应触控位置的工作频率，以避免环境杂讯影响触控系统的运作。通过本发明，触控系统可以低成本且高效率的方式来选择触控系统中多个传感信道的工作频率。根据不同应用及设计理念，本领域技术人员应可据此实施合适的更动及修改。举例来说，储存在储存单元110的传感信号TS为驱动信号D_1～D_A未驱动触控面板时传感信号T_1～T_B其中任意多个的总和。在此状况下，频谱计算单元112计算所得的频谱数据FREQD可更贴近实际环境下的杂讯。

在一实施例中，频率选择模块108可以不同的方式来实现。请参考图2，图2为本发明实施例一频率选择模块20的示意图。频率选择模块20可用来实现图1中的频率选择模块108，包括一处理单元200、一储存单元210以及一通信接口单元220。处理单元200可为一微处理器或一特定应用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)。储存单元210可为任一数据储存装置，用来储存一程序代码214，处理单元200可通过储存单元210读取及执行程序代码214。举例来说，储存单元210可为用户识别模块(Subscriber Identity Module，SIM)、只读式存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)、光碟只读存储器(CD-ROM/DVD-ROM)、磁带(magnetic tape)、硬盘(hard disk)及光学数据储存装置(optical data storage device)等，而不限于此。通信接口单元220用来根据处理单元200的处理结果，传送及接收数据。

上述实施例中频率选择模块108计算杂讯的频谱数据FREQD及选择工作频率的流程可被归纳为一频率选择方法30，如图3所示。频率选择方法30可被应用于具有一触控面板的触控系统，用来选择触控面板中多个传感信道的一工作频率(如图1所示处理模块104接收的驱动信号D_1～D_A及传感信号T_1～T_B的频率)。频率选择方法30可被编译为程序代码214，且包括以下步骤：

步骤300：开始。

步骤302：转换该触控面板中该多个传感信道的多个传感信号其中至少一者的总和，以取得频谱数据。

步骤304：根据该频谱数据，选择多个运作频率其中之一作为该工作频率。

步骤306：结束。

根据频率选择方法30，触控系统首先转换触控面板中多个传感信道所产生的多个传感信号至少一者的总和，以取得对应于杂讯的频谱数据。在一实施例中，触控系统是根据多个传感信道未被驱动时所产生的多个传感信号其中之一，利用快速傅立叶转换来产生对应于杂讯的频谱数据。接下来，触控系统根据频谱数据，选择多个运作频率其中之一作为多个传感信道的工作频率。举例来说，触控系统计算频谱数据中多个运作频率的每一运作频率周围多个取样点振幅的总和，以取得多个杂讯等级。通过比较多个杂讯等级间的大小，触控系统选择对应于该多个杂讯等级中最小杂讯等级的运作频率作为触控面板中多个传感信道的工作频率。

需注意的是，为了避免窄频大杂讯造成触控系统不正常工作，触控系统可限制工作频率与一杂讯主频间的差距必须大于一预设频率，其中杂讯主频对应于频谱数据中的最大振幅。

本领域技术人员当可依本发明的精神加以结合、修饰或变化以上所述的实施例，而不限于此。前述的所有流程的步骤(包含建议步骤)可通过装置实现，装置可为硬件、固件(为硬件装置与计算机指令与数据的结合，且计算机指令与数据属于硬件装置上的只读软件)或电子系统。硬件可为模拟微计算机电路、数字微计算机电路、混合式微计算机电路、微计算机芯片或硅芯片。电子系统可为系统单芯片(system on chip，SOC)、系统级封装(system in package，SiP)、嵌入式计算机(computer on module，COM)及频率选择模块20。

上述实施例中的触控系统利用快速傅立叶转换取得触控系统中多个传感信道中至少一者产生的传感信号，来快速取得对应于杂讯的频谱数据。根据所得到的频谱数据，触控系统选择合适的运作频率作为触控系统中用来感应触控位置的工作频率，从而以低成本且高效率的方式来避免杂讯影响触控系统的运作。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。