一种信号坐标处理方法、电路及电磁书写设备的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种信号坐标处理方法、电路及电磁书写设备，该电路包括：电磁信号接收电路，接收电磁笔发射的电磁信号；旋转电容滤波器，利用与所述电磁信号的频率相同的PWM信号控制旋转电容滤波器，对所述电磁信号进行过滤，以滤除与电磁信号的频率不相同的无效信号；电磁信号处理电路，对过滤后的电磁信号进行处理，得到信号坐标位置。本发明通过用与电磁笔发射的电磁信号频率相同的PWM信号控制旋转电容滤波器来对电磁书写设备接收到的电磁信号进行滤波，在所述PWM信号控制下的旋转电容滤波器，其工作频率带宽较窄，滤波准确，能够有效的滤除无效信号，提高电磁信号处理电路对电磁笔书写过程电磁信号坐标的识别精度。
【专利说明】
_种信号坐标处理方法、电路及电磁书写设备
技术领域
[0001]本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种信号坐标处理方法、电路及电磁书写设备。
【背景技术】
[0002]各种电磁笔的技术，无论是有源的或者是无源的技术，都会采用滤波电路来处理外界的干扰，以提高对电磁笔书写坐标位置的识别，如果不对干扰电磁笔工作的干扰信号进行处理，则会对电磁笔书写坐标位置的识别产生影响，严重的话会丧失功能。目前电磁书写的滤波方式常用的有3种:1.软件滤波，但需要有较强的可以支持傅立叶变化的处理器，电磁笔的工作频率范围为50HZ-1MHZ频率，通常支持500HZ-1M傅立叶变化的处理器都非常贵，这种滤波方式成本高;2.陶瓷滤波器，陶瓷滤波器频率固定，供应环境差，滤波频率选择性差;3.用运放搭建的有源滤波器，包括低通滤波器，高通滤波器，带通滤波器，这些滤波器都需要外围的电阻、电容组成一个特定频率的滤波器，对电阻值、电容值的要求较高，容易出现频率偏移的现象，不能有效的滤出特定频率。滤波不好会影响后端对书写坐标位置的识别，降低识别精度。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种信号坐标处理方法、电路及电磁书写设备，能够提高滤波效果，从而提高电磁书写过程电磁信号的坐标识别精度。
[0004]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0005]第一方面，一种信号坐标处理方法，包括:
[0006]接收电磁笔发射的电磁信号；
[0007]利用与所述电磁信号的频率相同的PWM信号控制旋转电容滤波器，对所述电磁信号进行过滤，以滤除与电磁信号的频率不相同的无效信号；
[0008]对过滤后的电磁信号进行处理，得到信号坐标位置。
[0009]其中，所述接收电磁笔发射的电磁信号，包括:
[0010]检测电磁笔发射的电磁信号；
[0011]将所述电磁信号进行小信号放大，得到放大信号。
[0012]其中，所述接收电磁笔发射的电磁信号之前，还包括，扫描电磁书写板的循环线圈，得到扫描结果；
[0013]所述对过滤后的电磁信号进行处理，得到信号坐标位置，包括:
[0014]对滤波后的电磁信号进行交流放大，得到交流放大信号；
[0015]将交流放大信号转为直流信号；
[0016]对所述直流信号进行放大，得到直流放大信号；
[0017]对所述直流放大信号进行ADC采样，得到数字信号；
[0018]对所述数字信号和扫描结果进行处理，得到信号坐标位置。
[0019]第二方面，一种信号坐标处理电路，包括:
[0020]电磁信号接收电路，接收电磁笔发射的电磁信号；
[0021]旋转电容滤波器，利用与所述电磁信号的频率相同的PWM信号控制旋转电容滤波器，对所述电磁信号进行过滤，以滤除与电磁信号的频率不相同的无效信号；
[0022]电磁信号处理电路，对过滤后的电磁信号进行处理，得到信号坐标位置。
[0023]其中，所述电磁信号接收电路，包括:
[0024]电磁信号检测电路，检测电磁笔发射的电磁信号；
[0025]小信号放大电路，将所述电磁信号进行小信号放大，得到放大信号。
[0026]其中，所述信号坐标处理电路还包括扫描电路，扫描电磁书写板的循环线圈，得到扫描结果；
[0027]所述电磁信号处理电路包括:
[0028]交流放大器，对滤波后的电磁信号进行交流放大，得到交流放大信号；
[0029]整流电路，将交流放大信号转为直流信号；
[0030]直流放大器，对所述直流信号进行放大，得到直流放大信号；
[0031]ADC采样电路，对所述直流放大信号进行ADC采样，得到数字信号；
[0032]CPU处理器，对所述数字信号和扫描结果进行处理，得到信号坐标位置。
[0033]其中，所述CPU处理器包括PffM控制器，产生所述PffM信号。
[0034]其中，所述旋转电容滤波器包括运放器U、双路模拟开关、电阻Rl、R2、R3、电容Cl、C2、C3，所述双路模拟开关的型号为SGM3158，Cl的一端接地，Cl的另一端与Rl的一端连接，Rl的另一端与运放器U的正向输入端连接，C2的一端与R2的一端连接，C2的另一端为信号输入端，R2的另一端与运放器U的反向输入端、双路模拟开关的I端子连接，运放器U的输出端为信号输出端，与双路模拟开关的4端子连接，C3的一端与R3的一端、双路模拟开关的2端子、双路模拟开关的8端子连接，C3的另一端与R3的另一端、双路模拟开关的5端子、双路模拟开关的11端子连接，双路模拟开关的3端子和6端子接地，双路模拟开关的9端子和12端子与电源Vcc连接，双路模拟开关的10端子和7端子为PffM信号的输入端，PWM信号控制所述双路模拟开关的开关导通方向。
[0035]其中，所述Cl的值为100PF，所述C2的值为100PF，所述C3的值为1000PF，所述Rl的值为1K Ω，所述R2的值为10ΚΩ，所述R3的值为10ΚΩ。
[0036]第三方面，一种具有上述信号坐标处理电路的电磁书写设备。
[0037]本发明提供的一种信号坐标处理方法、电路及电磁书写设备，该电路包括:电磁信号接收电路，接收电磁笔发射的电磁信号;旋转电容滤波器，利用与所述电磁信号的频率相同的PWM信号控制旋转电容滤波器，对所述电磁信号进行过滤，以滤除与电磁信号的频率不相同的无效信号；电磁信号处理电路，对过滤后的电磁信号进行处理，得到信号坐标位置。本发明通过用与电磁笔发射的电磁信号频率相同的PWM信号控制旋转电容滤波器来对电磁书写设备接收到的电磁信号进行滤波，在所述PWM信号控制下的旋转电容滤波器，其工作频率带宽较窄，滤波准确，能够有效的滤除无效信号，提高电磁信号处理电路对电磁笔书写过程电磁信号坐标的识别精度。
【附图说明】
[0038]图1是本发明实施例提供的一种信号坐标处理方法的方法流程图。
[0039]图2是本发明实施例提供的一种信号坐标处理方法的一种优选方式的方法流程图。
[0040]图3是本发明实施例提供的一种信号坐标处理方法的另一种优选方式的方法流程图。
[0041 ]图4是本发明实施例提供的一种信号坐标处理电路的结构方框图。
[0042]图5是本发明实施例提供的一种信号坐标处理电路的一种优选方式结构方框图。
[0043]图6是本发明实施例提供的旋转电容滤波器的电路图。
【具体实施方式】
[0044]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0045]如图1所示，一种信号坐标处理方法，包括以下步骤:
[0046]SlOl、接收电磁笔发射的电磁信号。
[0047]S102、利用与所述电磁信号的频率相同的PffM信号控制旋转电容滤波器，对所述电磁信号进行过滤，以滤除与电磁信号的频率不相同的无效信号。
[0048]S103、对过滤后的电磁信号进行处理，得到信号坐标位置。
[0049]在电磁笔书写过程，电磁笔发射电磁信号，电磁感应屏的电磁信号接收电路接收到电磁信号后，需要通过滤波器对电磁信号进行滤波，滤波对后端的信号处理非常重要，滤波不好会直接影响对信号坐标位置的识别。
[0050]pmi信号的频率与电磁信号的频率相同，旋转电容滤波器的工作频率范围为电磁信号的频率，即在该P丽信号的控制下，只有与该P丽信号的频率相同，即所述电磁信号，才能够通过所述旋转电容滤波器，其他与电磁信号不同的无效信号则能被有效地过滤掉，滤波准确，提高后端对电磁信号坐标的识别精度。
[0051]旋转电容滤波器对外围的电子元器件的公差要求低，不会产生频率漂移，滤波准确、效果好，外围的电子元器件可以为常见的规格。
[0052]旋转电容滤波器对运放器的要求也低，通常的带通滤波器需要选择的运放器的增益带宽积在200M以上，而本发明的旋转电容滤波器采用的运放器的增益带宽积只需要1M左右，此类运放器的成本较低，从而降低旋转电容滤波器的成本。
[0053]可选的，如图2所示，步骤SlOl包括:
[0054]SlOla、检测电磁笔发射的电磁信号。
[0055]SlOlb、将所述电磁信号进行小信号放大，得到放大信号。
[0056]电磁感应屏的电磁信号接收电路包括电磁信号检测电路和小信号放大电路，电磁信号检测电路检测电磁信号的输入，小信号放大电路对输入的电磁信号进行小信号放大。
[0057]可选的，所述接收电磁笔发射的电磁信号之前，还包括，扫描电磁书写板的循环线圈，得到扫描结果。
[0058]当所述电磁信号输出到电磁感应屏的电路时，电磁感应屏不同位置的循环线圈接收到的电磁信号的电压幅值不同，扫描电路400通过对循环线圈进行扫描发现电磁信号的输入，并得到电磁信号的大致坐标位置。
[0059]当扫描电路400扫描到有电磁信号输入时，控制电磁信号检测电路101检测循环线圈接收到的电磁信号，小信号放大电路102对电磁信号检测电路101检测到的电磁信号进行小信号放大。
[0060] 可选的，如图3所示，步骤S103，包括:
[0061 ] S103a、对滤波后的电磁信号进行交流放大，得到交流放大信号。
[0062 ]电磁感应屏的交流放大对对滤波后的电磁信号进行交流放大。
[0063]S103b、将交流放大信号转为直流信号。
[0064]整流电路将交流放大信号转为直流信号。
[0065]S103c、对所述直流信号进行放大，得到直流放大信号。
[0066]直流放大电路对所述直流信号进行放大。
[0067]S103d、对所述直流放大信号进行ADC采样，得到数字信号。
[0068]ADC采样将直流放大信号转为数字信号。
[0069]S103e、对所述数字信号和扫描结果进行处理，得到信号坐标位置。
[0070]不同位置的循环线圈接收到的电磁信号经交流放大、整流、直流放大和ADC采样后得到不同ADC值，即不同的数字信号，最后CPU处理器通过扫描电路的扫描结果和所述ADC值便能准确确定电磁信号的坐标位置。
[0071]可选的，cpu处理器包括Pmi控制器和坐标处理电路，坐标处理电路处理数字信号和扫描结果，得到信号坐标位置;所述P丽信号由P丽控制器产生，P丽信号不仅频率与所述电磁信号的频率相同，其在相位和时间上也与所述电磁信号同步，则旋转电容滤波器的工作频率的带宽非常窄，可以达到lkHz-2kHz，滤波效果非常好，滤波非常准确。另外，PffM控制器产生的PffM信号可以随电磁笔发射的电磁信号的频率变化进行调整，改变滤波频率，滤波频率调试简单。
[0072]本发明提供的一种信号坐标处理方法，通过用与电磁笔发射的电磁信号频率相同的PffM信号控制旋转电容滤波器来对电磁书写设备接收到的电磁信号进行滤波，在所述PWM信号控制下的旋转电容滤波器，其工作频率带宽较窄，滤波准确，能够有效的滤除无效信号，提高后端对电磁笔书写过程电磁信号坐标的识别精度;并且滤波成本低、调试方便。
[0073]为了实现上述方法，本发明提供了一种信号坐标处理电路，如图4所示，包括:
[0074]电磁信号接收电路100，接收电磁笔发射的电磁信号；
[0075]旋转电容滤波器200，利用与所述电磁信号的频率相同的PWM信号控制旋转电容滤波器，对所述电磁信号进行过滤，以滤除与电磁信号的频率不相同的无效信号；
[0076]电磁信号处理电路300，对过滤后的电磁信号进行处理，得到信号坐标位置。
[0077]PWM信号的频率与电磁信号的频率相同，旋转电容滤波器的工作频率范围为电磁信号的频率，即在该P丽信号的控制下，只有与该P丽信号的频率相同，即所述电磁信号，才能够通过所述旋转电容滤波器，其他与电磁信号不同的无效信号则能被有效地过滤掉，滤波准确，提高后端对电磁信号坐标的识别精度。
[0078]可选的，如图5所示，所述电磁信号接收电路100，包括:
[0079]电磁信号检测电路101，检测电磁笔发射的电磁信号;小信号放大电路102，将所述电磁信号进行小信号放大，得到放大信号。
[0080]所述信号坐标处理电路还包括扫描电路400，扫描电磁书写板的循环线圈，得到扫描结果。
[0081]当所述电磁信号输出到电磁感应屏的电路时，电磁感应屏不同位置的循环线圈接收到的电磁信号的电压幅值不同，扫描电路400通过对循环线圈进行扫描发现电磁信号的输入，并得到电磁信号的大致坐标位置。
[0082]当扫描电路400扫描到有电磁信号输入时，控制电磁信号检测电路101检测循环线圈接收到的电磁信号，小信号放大电路102对电磁信号检测电路101检测到的电磁信号进行小信号放大。
[0083]电磁信号处理电路300包括:
[0084]交流放大器301，对滤波后的电磁信号进行交流放大，得到交流放大信号；
[0085]整流电路302，将交流放大信号转为直流信号；
[0086]直流放大器303，对所述直流信号进行放大，得到直流放大信号；
[0087]ADC米样电路304，对所述直流放大彳目号进行ADC米样，得到数字彳目号；
[0088]CPU处理器305，对所述数字信号和扫描结果进行处理，得到信号坐标位置。
[0089]不同位置的循环线圈接收到的电磁信号经后端的交流放大器301、整流电路302、直流放大器303和ADC采样电路304处理得到不同ADC值，即不同的数字信号，最后CPU处理器通过扫描电路的扫描结果和所述ADC值便能准确确定电磁信号的坐标位置。
[0090]可选的，CPU处理器305包括PffM控制器和坐标处理电路，坐标处理电路处理数字信号和扫描结果，得到信号坐标位置;所述PWM信号由PWM控制器产生，PWM信号不仅频率与所述电磁信号的频率相同，其在相位和时间上也与所述电磁信号同步，则旋转电容滤波器的工作频率的带宽非常窄，可以达到lkHz-2kHz，滤波效果非常好，滤波非常准确。另外，PffM控制器产生的PWM信号可以随电磁笔发射的电磁信号的频率变化进行调整，改变滤波频率，滤波频率调试简单。
[0091]可选的，如图6所示，所述旋转电容滤波器200包括运放器U、双路模拟开关、电阻Rl、R2、R3、电容Cl、C2、C3，所述双路模拟开关的型号为SGM3158，Cl的一端接地，Cl的另一端与Rl的一端连接，Rl的另一端与运放器U的正向输入端连接，C2的一端与R2的一端连接，C2的另一端为信号输入端，R2的另一端与运放器U的反向输入端、双路模拟开关的I端子连接，运放器U的输出端为信号输出端，与双路模拟开关的4端子连接，C3的一端与R3的一端、双路丰吴拟开关的2端子、双路t吴拟开关的8端子连接，C3的另一端与R3的另一端、双路t吴拟开关的5端子、双路模拟开关的11端子连接，双路模拟开关的3端子和6端子接地，双路模拟开关的9端子和12端子与电源Vcc连接，双路模拟开关的10端子和7端子为PffM信号的输入端。
[0092]双路模拟开关的10端子和7端子可以分别输入PffM信号，也可以连接在一起同时输入同一个PWM信号，PWM信号控制所述双路模拟开关的开关导通方向。如双路模拟开关的10端子和7端子输入的均为所述PffM控制器产生的PWM信号，当所述PWM信号为低电平，所述双路模拟开关的I端子与2端子连接，4端子与5端子连接，电流的方向是从A端到B端；当所述PWM信号为高电平，所述双路模拟开关的I端子与11端子连接，4端子与8端子连接，电流的方向是从B端到A端，实现对由C3和R3组成的RC电路的充电方向的控制。
[0093]其中，Cl的值为10PF，C2的值为10PF，C3的值为1000PF，Rl的值为1K Ω，R2的值为10ΚΩ，R3的值为10ΚΩ，Vcc可选为3.3V。
[0094]旋转电容滤波器200对外围的电子元器件的公差要求低，不会产生频率漂移，滤波准确、效果好，外围的电子元器件可以为常见的规格。
[0095]旋转电容滤波器对运放器的要求也低，通常的带通滤波器需要选择的运放器的增益带宽积在200M以上，而本发明的旋转电容滤波器采用的运放器的增益带宽积只需要1M左右，此类运放器的成本较低，从而降低旋转电容滤波器的成本。
[0096]本发明提供的一种信号坐标处理电路，通过用与电磁笔发射的电磁信号频率相同的PffM信号控制旋转电容滤波器来对电磁书写设备接收到的电磁信号进行滤波，滤波准确，提高电磁信号处理电路对电磁笔书写过程电磁信号坐标的识别精度;并且滤波成本低、调试方便。
[0097]本发明还提供一种电磁书写设备，所述电磁书写设备包括上述信号坐标处理电路。
[0098]以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它【具体实施方式】，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种信号坐标处理方法，其特征在于，包括: 接收电磁笔发射的电磁信号； 利用与所述电磁信号的频率相同的PWM信号控制旋转电容滤波器，对所述电磁信号进行过滤，以滤除与电磁信号的频率不相同的无效信号； 对过滤后的电磁信号进行处理，得到信号坐标位置。2.如权利要求1所述的信号坐标处理方法，其特征在于，所述接收电磁笔发射的电磁信号，包括: 检测电磁笔发射的电磁信号； 将所述电磁信号进行小信号放大，得到放大信号。3.如权利要求1所述的信号坐标处理方法，其特征在于，所述接收电磁笔发射的电磁信号之前，还包括，扫描电磁书写板的循环线圈，得到扫描结果； 所述对过滤后的电磁信号进行处理，得到信号坐标位置，包括: 对滤波后的电磁信号进行交流放大，得到交流放大信号； 将交流放大信号转为直流信号； 对所述直流信号进行放大，得到直流放大信号； 对所述直流放大信号进行ADC采样，得到数字信号； 对所述数字信号和扫描结果进行处理，得到信号坐标位置。4.一种信号坐标处理电路，其特征在于，包括: 电磁信号接收电路，接收电磁笔发射的电磁信号； 旋转电容滤波器，利用与所述电磁信号的频率相同的PWM信号控制旋转电容滤波器，对所述电磁信号进行过滤，以滤除与电磁信号的频率不相同的无效信号； 电磁信号处理电路，对过滤后的电磁信号进行处理，得到信号坐标位置。5.如权利要求4所述的信号坐标处理电路，其特征在于，所述电磁信号接收电路，包括: 电磁信号检测电路，检测电磁笔发射的电磁信号； 小信号放大电路，将所述电磁信号进行小信号放大，得到放大信号。6.如权利要求4所述的信号坐标处理电路，其特征在于，还包括扫描电路，扫描电磁书写板的循环线圈，得到扫描结果； 所述电磁信号处理电路包括: 交流放大器，对滤波后的电磁信号进行交流放大，得到交流放大信号； 整流电路，将交流放大信号转为直流信号； 直流放大器，对所述直流信号进行放大，得到直流放大信号； ADC采样电路，对所述直流放大信号进行ADC采样，得到数字信号； CPU处理器，对所述数字信号和扫描结果进行处理，得到信号坐标位置。7.如权利要求6所述的信号坐标处理电路，其特征在于，所述CPU处理器包括PWM控制器，PffM控制器产生所述PffM信号。8.如权利要求4所述的信号坐标处理电路，其特征在于，所述旋转电容滤波器包括运放器U、双路模拟开关、电阻Rl、R2、R3、电容Cl、C2、C3，所述双路模拟开关的型号为SGM3158，Cl的一端接地，Cl的另一端与Rl的一端连接，Rl的另一端与运放器U的正向输入端连接，C2的一端与R2的一端连接，C2的另一端为信号输入端，R2的另一端与运放器U的反向输入端、双路模拟开关的I端子连接，运放器U的输出端为信号输出端，并与双路模拟开关的4端子连接，C3的一端与R3的一端、双路模拟开关的2端子、双路模拟开关的8端子连接，C3的另一端与R3的另一端、双路模拟开关的5端子、双路模拟开关的11端子连接，双路模拟开关的3端子和6端子接地，双路模拟开关的9端子和12端子与电源Vcc连接，双路模拟开关的10端子和7端子为PWM信号的输入端，PWM信号控制所述双路模拟开关的开关导通方向。9.如权利要求8所述的信号坐标处理电路，其特征在于，所述Cl的值为100PF，所述C2的值为100PF，所述C3的值为1000PF，所述Rl的值为1K Ω，所述R2的值为1K Ω，所述R3的值为1K Ω。10.—种具有如权利要求4-9任一项所述的信号坐标处理电路的电磁书写设备。
【文档编号】G06F3/041GK105843444SQ201610157475
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月18日
【发明人】简宪军
【申请人】广东小天才科技有限公司