本发明涉及电磁触控技术领域，具体涉及一种电磁信号的处理方法、装置及系统。
背景技术：
目前基于电磁感应技术的人机交互设备应用很广泛，这种设备必须是由电磁触控笔(简称电磁笔)和电磁触控板(简称电磁板)配合工作，电磁笔和电磁板共同组成电磁组件，检测精度较高。
现有技术中，通常将电磁信号进行分流后，分别检测电磁信号的相位角变化和幅度值，以确定电磁笔的压力值和电磁笔的实际位置。
但是，由于接收的电磁信号强度比较弱，容易受到杂波的影响，对电磁信号进行分流会存在以下问题：
1、进一步削弱信号强度，带来信噪比(signal-noiseratio，snr)的损失。
2、各分支之间容易受到串扰。
3、由于前级运放的驱动能力有限，所以电磁信号受辅助检测信号的影响加大，容易出现较大的过冲噪声。
因此，现有技术中在对电磁笔进行定位时，降低了电磁笔的检测精度。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种电磁信号的处理方法、装置及系统，能够提高电磁笔的检测精度。
为实现上述目的，本发明提供一种电磁信号的处理方法，目标电磁信号的处理过程包括n个处理时段，所述n为大于1的整数，所述方法包括：
在第一处理时段至第n-1处理时段之间，根据辅助信号的第一周期，对目标电磁信号和辅助信号进行积分处理，得到所述目标电磁信号的幅度值；
选取最大幅度值对应的信号通道，作为相位值的检测通道；
在第n处理时段内，根据所述辅助信号的第二周期，对所述目标电磁信号和所述辅助信号进行积分处理，得到所述目标电磁信号的相位值；
根据预设的幅度值与相位值的关联关系，对所述幅度值和所述相位值进行分析，得到所述目标电磁信号的相位变化值；
其中，所述第一周期与所述第二周期不同。
进一步地，上述所述的方法中，根据所述辅助信号的第二周期，对所述目标电磁信号和所述辅助信号进行积分处理，得到所述目标电磁信号的相位值之前，还包括：
获取所述目标电磁信号的周期；
根据所述目标电磁信号的周期，设置所述第二周期。
进一步地，上述所述的方法中，根据所述目标电磁信号的周期，设置所述第二周期，包括：
将所述第二周期设置为与所述目标电磁信号的相位相差为π，且与所述目标电磁信号周期相同的周期。
进一步地，上述所述的方法中，在第一处理时段至第n-1处理时段之间，根据辅助信号的第一周期，对目标电磁信号和辅助信号进行积分处理，得到所述目标电磁信号的幅度值之前，还包括：
根据发射的电磁信号和接收的电磁信号的时间间隔，设置所述第一周期。
进一步地，上述所述的方法中，在第一处理时段至第n-1处理时段之间，根据辅助信号的第一周期，对目标电磁信号和辅助信号进行积分处理，得到所述目标电磁信号的幅度值之前，还包括：
对所述接收的电磁信号进行滤波处理，得到滤波后的电磁信号；
对所述滤波后的电磁信号进行整流处理，得到整流后的电磁信号，作为所述目标电磁信号。
本发明还提供一种电磁信号的处理装置，目标电磁信号的处理过程包括n个处理时段，所述n为大于1的整数，所述装置包括相位幅值检测模块和处理器；
所述相位幅值检测模块用于在第一处理时段至第n-1处理时段之间，根据辅助信号的第一周期，对目标电磁信号和辅助信号进行积分处理，得到所述目标电磁信号的幅度值；选取最大幅度值对应的信号通道，作为相位值的检测通道；在第n处理时段内，根据所述辅助信号的第二周期，对所述目标电磁信号和所述辅助信号进行积分处理，得到所述目标电磁信号的相位值；
所述处理器用于根据预设的幅度值与相位值的关联关系，对所述幅度值和所述相位值进行分析，得到所述目标电磁信号的相位变化值；
其中，所述第一周期与所述第二周期不同。
进一步地，上述所述的装置中，所述处理器还用于获取所述目标电磁信号的周期，根据所述目标电磁信号的周期，设置所述第二周期。
进一步地，上述所述的装置中，所述处理器还用于根据发射的电磁信号和接收的电磁信号的时间间隔，设置所述第一周期。
进一步地，上述所述的装置，还包括：
滤波器，用于对所述接收的电磁信号进行滤波处理，得到滤波后的电磁信号；
整流器，用于对所述滤波后的电磁信号进行整流处理，得到整流后的电磁信号，作为所述目标电磁信号。
本发明还提供一种电磁信号的处理系统，包括电磁笔和如上所述的电磁信号的处理装置；
所述电磁信号的处理装置设置有天线阵列；
所述电磁笔与所述天线阵列之间进行信号交互。
本发明的电磁信号的处理方法、装置及系统，通过利用分时原理，在第一处理时段至第n-1处理时段之间，根据辅助信号的第一周期，对目标电磁信号和辅助信号进行积分处理，得到目标电磁信号的幅度值，在第n处理时段内，根据辅助信号的第二周期，对目标电磁信号和辅助信号进行积分处理，得到目标电磁信号的相位值，并根据预设的幅度值与相位值的关联关系，对幅度值和相位值进行分析，得到目标电磁信号的相位变化值，实现了在不对目标电磁信号进行分流处理的情况下，即可检测出目标电磁信号的相位值和幅度值，以确定电磁笔的压力和位置。采用本发明的技术方案，能够提高电磁笔的检测精度。
附图说明
图1为本发明的电磁信号的处理方法实施例一的流程图。
图2为本发明的电磁信号的处理方法实施例二的流程图。
图3为本发明中电磁信号的时序图。
图4为本发明的整流放大电路图。
图5为本发明的相位/幅度检测电路图。
图6为应用本发明电磁信号的处理方法得到的验证结果示意图。
图7为本发明的电磁信号的处理装置实施例一的结构示意图。
图8为本发明的电磁信号的处理装置实施例二的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明实施例技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。
说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的部分，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示的以外的顺序实施。
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
图1为本发明的电磁信号的处理方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的电磁信号的处理方法具体可以包括如下步骤：
100、在第一处理时段至第n-1处理时段之间，根据辅助信号的第一周期，对目标电磁信号和辅助信号进行积分处理，得到目标电磁信号的幅度值。
在一个具体实现过程中，本实施例的电磁信号的处理方法在对目标电磁信号的处理时，其处理过程可以包括n个处理时段，可以利用分时原理，在设定的时段，按照辅助信号的周期对目标电磁信号进行处理，以检测目标电磁信号的幅度值和相位值。其中，n为大于1的整数。
具体地，在幅度检测时，可以在第一处理时段至第n-1处理时段之间，根据辅助信号的第一周期，对目标电磁信号和辅助信号进行积分处理，得到目标电磁信号的幅度值，以确定电磁笔的实际位置。
101、选取最大幅度值对应的信号通道，作为相位值的检测通道。
当电磁笔临近的通道被检测完之后，可以选取最大幅度值对应的信号通道，作为相位值的检测通道。
例如，电磁笔临近通道包括x方向的3个通道x1、x2和x3，y方向的3个通道y1、y2和y3，若确定x1方向的幅度值最大，此时，可以选择x1方向的通道作为相位值的检测通道。
102、在第n处理时段内，根据辅助信号的第二周期，对目标电磁信号和辅助信号进行积分处理，得到目标电磁信号的相位值。
在相位检测时，当确定相位值的检测通道后，可以在最后一个处理时段检测目标电磁信号的相位值。即在第n处理时段内，根据辅助信号的第二周期，对目标电磁信号和辅助信号进行积分处理，得到目标电磁信号的相位值。其中，第一周期与第二周期不同。
本实施例的电磁信号的处理方法中，由于幅度检测和相位检测时，目标电磁信号未做分流处理，其信号强度相对较强，snr的损失较少，受辅助信号的影响较小，不容易出现较大的过冲噪声，且由于目标电磁信号无分流，其不存在分支，也就不存在各分支之间容易受到串扰的现象。
103、根据预设的幅度值与相位值的关联关系，对幅度值和相位值进行分析，得到目标电磁信号的相位变化值。
本实施例中，可以预先设置幅度值与相位值的关联关系，例如，该幅度值与相位值的关联关系可以为但不限制于幅度值与相位值的函数关系，并利用幅度值与相位值的函数关系，对幅度值和相位值进行分析，得到目标电磁信号的相位变化值，以确定电磁笔的压力值。
本实施例的电磁信号的处理方法中，由于幅度检测和相位检测之间的时间间隔比较短暂，其对检测结果的影响是比较小的，所以得到的检测结果相对精确。
本发明实施例的电磁信号的处理方法的执行主体可以为电磁信号的处理装置，该电磁信号的处理装置具体可以通过软件和/或硬件来集成，本发明对此不进行特别限定。
本实施例的电磁信号的处理方法，通过利用分时原理，在第一处理时段至第n-1处理时段之间，根据辅助信号的第一周期，对目标电磁信号和辅助信号进行积分处理，得到目标电磁信号的幅度值，在第n处理时段内，根据辅助信号的第二周期，对目标电磁信号和辅助信号进行积分处理，得到目标电磁信号的相位值，并根据预设的幅度值与相位值的关联关系，对幅度值和相位值进行分析，得到目标电磁信号的相位变化值，实现了在不对目标电磁信号进行分流处理的情况下，即可检测出目标电磁信号的相位值和幅度值，以确定电磁笔的压力和位置。采用本发明的技术方案，能够提高电磁笔的检测精度。
实施例2
图2为本发明的电磁信号的处理方法实施例二的流程图，如图2所示，本实施例的电磁信号的处理方法在图1所示实施例的基础上，进一步更加详细地对本发明的技术方案进行描述。
如图2所示，本实施例的电磁信号的处理方法具体可以包括如下步骤：
200、向电磁笔发射电磁信号。
201、接收电磁笔发射的电磁信号。
在一个具体实现过程中，可以根据预设的信号收发的时间间隔通过天线阵列向电磁笔发射电磁信号以及接收电磁笔发射的电磁信号，例如，在某一时刻可以通过天线阵列向电磁笔发射电磁信号，电磁笔接收到电磁信号后，会产生谐振，电磁笔内产生电磁信号，到达预设的时间间隔时，可以通过天线阵列接收电磁笔发射的电磁信号。
202、对接收的电磁信号进行滤波处理，得到滤波后的电磁信号。
例如，在接收到电磁笔发射的电磁信号后，可以利用滤波放大器对接收的电磁信号进行滤波处理，得到滤波后的电磁信号。
203、对滤波后的电磁信号进行整流处理，得到整流后的电磁信号，作为目标电磁信号。
例如，可以通过整流放大器对滤波后的电磁信号进行整流放大处理，得到整流后的电磁信号，作为目标电磁信号。
204、根据发射的电磁信号和接收的电磁信号的时间间隔，设置第一周期。
例如，本实施例中可以根据发射的电磁信号和接收的电磁信号的时间间隔，设置辅助信号第一周期，使辅助信号第一周期与天线阵列发射电磁信号和接收电磁信号的时间间隔一致。
需要说明的是，步骤202-步骤203与步骤204之间不存在先后顺序关系。
205、在第一处理时段至第n-1处理时段之间，根据辅助信号的第一周期，对目标电磁信号和辅助信号进行积分处理，得到目标电磁信号的幅度值。
206、选取最大幅度值对应的信号通道，作为相位值的检测通道。
207、在第n处理时段内，获取目标电磁信号的周期。
208、根据目标电磁信号的周期，设置第二周期。
在第n处理时段内，若确定出相位值的检测通道，可以获取目标电磁信号的周期，以根据目标电磁信号的周期，设置辅助信号的第二周期。
例如，可以将辅助信号的第二周期设置为与目标电磁信号的相位相差为π，且与目标电磁信号周期相同的周期。
需要说明的是，本实施例中可以根据实际需求设置辅助信号与目标电磁信号的相位差。
209、根据辅助信号的第二周期，对目标电磁信号和辅助信号进行积分处理，得到目标电磁信号的相位值。
210、根据预设的幅度值与相位值的关联关系，对幅度值和相位值进行分析，得到目标电磁信号的相位变化值。
例如，本实施例中幅度值与相位值的关联关系可以为以下函数关系式：
θ＝f(vphase/vamplitude)(1)
其中，θ为目标电磁信号的相位变化值，vphase为相位值，vamplitude为幅度值。
以最大幅度值为x方向通道为例，可以根据实际需求设置相位值与幅度值的比值关系对应的计算公式，本实施例中可以由如下计算公式为例对本发明的技术方案进行说明：
通过上述公式(2)和(3)即可得到目标电磁信号的相位变化值，进而确定电磁笔的压力值。
需要说明的是，上述公式(2)和(3)是在电磁笔未按压时，辅助信号与电磁信号相位相同；或者，电磁笔按压后，电感值减小或者电容值减小(从而谐振频率略大，相位发生移动)条件下建立的，如果辅助信号初始时与电磁信号相差π，或者，按压后电感或电容值增加等条件下，可以建立不同的计算公式，以进行分析，进而确定相位角的变化，在此不再一一举例说明。
本实施例的电磁信号的处理方法，由于对目标电磁信号未进行分流处理，其进行相位检测和幅值检测时，可以由同样的元器件完成，减少了元器件的数量，结构简单，成本较低。
下面以具体示例对本发明的技术方案进行描述。
图3为本发明中电磁信号的时序图，如图3所示，在t0时刻，处理器可以控制复用开关，选择电磁笔所在的通道，通过天线阵列向电磁笔发射电磁信号s0，电磁笔接收到电磁信号s0后，会产生谐振，生成电磁信号。在t1时刻，天线阵列停止发射电磁信号s0，转为接收电磁信号，并经过滤波放大器进行滤波放大后，得到滤波后的电磁信号s1，并经整流放大器对电磁信号s1进行整流放大处理后得到整流后的电磁信号s2。其中，处理器优选为微控制单元(microcontrollerunit，mcu)。
图4为本发明的整流放大电路图，其可以采用精密半波整流电路实现。如图4所示，本实施例电磁信号s1经由电阻r1、电阻r2、二极管d1、二极管d2和运算放大器op1形成的精密半波整流电路进行整流放大处理后可以输出电磁信号s2，并将电磁信号s2作为目标电磁信号输入相位/幅值检测电路中。
图5为本发明的相位/幅度检测电路图，如图5所示，本实施例的相位/幅度检测电路图由控制芯片u、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电容c、运算放大器op2和运算放大器op3形成。在得到电磁信号s2后，输入辅助信号s3，并在积分控制信号s4作用下，利用图5所示电路图，对电磁信号s2和辅助信号s3进行积分处理，得到积分后的电磁信号s5。
例如，本实施例中可以选择型号为74lvc2g66的控制芯片，其具有一个双路模拟开关，用来控制电磁信号s2和辅助信号s3进行逻辑与操作，以完成积分，得到相应的幅度值或相位值。其中，运算放大器op2的作用是将模拟开关出来的信号作反相，以便利用运算放大器op3进行反相积分，信号s4用于控制反相积分的打开和关闭。
如图3所示，在幅度检测时，根据发射的电磁信号和接收的电磁信号的时间间隔，设置辅助信号s3的第一周期，例如，在t1到t2时段、t3到t4时段……tn-3到tn-2时段，将辅助信号s3的设置为高电平，t2到t3时段、t4到t5时段……tn-2到tn-1时段，将辅助信号s3的设置为低电平，对电磁信号s2和辅助信号s3进行积分处理，得到对应的电磁信号s5，作为幅度值的信号。在相位检测时，可以将辅助信号s3的第二周期设置为与目标电磁信号的相位相差为π，且与目标电磁信号周期相同的周期，在tn-1到tn时段，对电磁信号s2和辅助信号s3进行积分处理，得到对应的电磁信号s5，作为相位值信号。处理器利用公式(2)和(3)，对幅度值的信号和相位值的信号进行模数转换，得到电磁信号s2的相位变化值，进而确定电磁笔的压力值。
图6为应用本发明电磁信号的处理方法得到的验证结果示意图。如图6所示，电磁信号s2'为电磁笔未按压情况下的波形，电磁信号s2”为电磁笔按压情况下的波形，由于按压后电磁笔中的可变电容或可变电感值发生变化，导致其谐振波的相位也发生变化，可以看出其相比电磁信号s2'产生了一个相位移动。对辅助信号s3和电磁信号s2'进行积分处理得到积分后的电磁信号s5'，对辅助信号s3和电磁信号s2”进行积分处理得到积分后的电磁信号s5”，可以看出s5'一直接近为0的积分波形，而由于相移出现，s5”呈向上的积分波形。
实施例3
图7为本发明的电磁信号的处理装置实施例一的结构示意图，如图7所示，本实施例的装置可以包括相位幅值检测模块10和处理器11，相位幅值检测模块10与处理器11电连接。
在一个具体实现过程中，在对目标电磁信号的处理时，其处理过程可以包括n个处理时段，利用分时原理，在设定的时段，按照辅助信号的周期对目标电磁信号进行处理，以检测目标电磁信号的幅度值和相位值。其中，n为大于1的整数。
具体地，相位幅值检测模块10用于在第一处理时段至第n-1处理时段之间，根据辅助信号的第一周期，对目标电磁信号和辅助信号进行积分处理，得到目标电磁信号的幅度值；选取最大幅度值对应的信号通道，作为相位值的检测通道；在第n处理时段内，根据辅助信号的第二周期，对目标电磁信号和辅助信号进行积分处理，得到目标电磁信号的相位值；
处理器11用于根据预设的幅度值与相位值的关联关系，对幅度值和相位值进行分析，得到目标电磁信号的相位变化值；其中，第一周期与第二周期不同。
本实施例的电磁信号的处理装置，通过采用上述结构实现检测目标电磁信号的相位变化值的实现机制与上述图1所示实施例的实现机制相同，详细可以参考上述图1所示实施例的记载，在此不再赘述。
本实施例的电磁信号的处理装置，通过采用上述结构并利用分时原理，在第一处理时段至第n-1处理时段之间，根据辅助信号的第一周期，对目标电磁信号和辅助信号进行积分处理，得到目标电磁信号的幅度值，在第n处理时段内，根据辅助信号的第二周期，对目标电磁信号和辅助信号进行积分处理，得到目标电磁信号的相位值，并根据预设的幅度值与相位值的关联关系，对幅度值和相位值进行分析，得到目标电磁信号的相位变化值，实现了在不对目标电磁信号进行分流处理的情况下，即可检测出目标电磁信号的相位值和幅度值，以确定电磁笔的压力和位置。采用本发明的技术方案，能够提高电磁笔的检测精度。
实施例4
图8为本发明的电磁信号的处理装置实施例二的结构示意图，如图7所示，本实施例的装置在图7所示实施例的基础上，进一步还可以包括依次电连接的天线阵列12、滤波器13和整流器14，整流器14与相位幅值检测模块10电连接。
天线阵列12用于向电磁笔发射电磁信号，或者，接收电磁笔发射的电磁信号；
滤波器13用于对接收的电磁信号进行滤波处理，得到滤波后的电磁信号；
整流器14，用于对滤波后的电磁信号进行整流处理，得到整流后的电磁信号，作为目标电磁信号。
处理器11还用于根据发射的电磁信号和接收的电磁信号的时间间隔，设置第一周期，以及，获取目标电磁信号的周期，根据目标电磁信号的周期，设置第二周期。例如，可以将第二周期设置为与目标电磁信号的相位相差为π，且与目标电磁信号周期相同的周期。
本实施例的电磁信号的处理装置，通过采用上述结构实现检测目标电磁信号的相位变化值的实现机制与上述图2所示实施例的实现机制相同，详细可以参考上述图2所示实施例的记载，在此不再赘述。
本发明还提供一种电磁信号的处理系统，该电磁信号的处理系统可以包括电磁笔和图7或图8所述的电磁信号的处理装置；
其中，电磁信号的处理装置设置有天线阵列，电磁笔与天线阵列之间进行信号交互。
本实施例的电磁信号的处理系统，通过采用上述结构实现检测目标电磁信号的相位变化值的实现机制与上述图1或图2所示实施例的实现机制相同，详细可以参考上述图1或图2所示实施例的记载，在此不再赘述。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。