用于无线无源电磁天线板布线系统的控制电路模块的制作方法

1.本实用新型属于电子信息输入设备技术领域，具体涉及一种用于无线无源电磁天线板布线系统的控制电路模块。


背景技术：

2.随着人们环保意识的增强，各行各业对办公模式的不断升级，以及现代化、信息化建设步伐的加快，无纸化办公已由概念转向产业化，逐渐应用到许多领域。尤其在电子设备领域，越来越多的电子设备采用手写屏，例如会议教学用电子白板、签字屏、手绘屏、智能手机、平板电脑等，这些采用手写技术的电子设备，已不再使用传统的硬件设备(如键盘)来输入信息，而是采用相配对的电磁笔进行输入。电磁手写屏系统通常包括显示屏、电磁天线模组和用于在电磁手写屏上书写或绘画的电磁笔。电磁手写屏利用电磁感应技术，通过电磁手写笔和显示屏下方电磁天线板无线交互信息，实现书写或者绘画。
3.现有手写笔有两种类型，电容型和电感型，电容型适用于电容屏，其缺点是无压感，不能悬浮操作。电感型电磁笔，又细分为有源电感笔和无源电感笔，目前市场上的有源电磁笔多采用模拟电路，由于元件参数本身存在偏差，以及使用环境改变也会导致元器件的参数变化，从而导致电磁笔的谐振频率一致性差，影响电磁笔的发射频率及谐振幅度，故可能导致电磁笔无法匹配电磁天线板(电磁手写板)，导致电磁笔的书写坐标定位精度低和笔压检测误差大。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种用于无线无源电磁天线板布线系统的控制电路模块，以主充电电路为升降压电路、副充电电路为稳压电路向电磁笔提供电能；所述接收信号处理单元设置为对电磁笔的频率信号进行处理和数据转换；所述mcu单元设置为接收发射信号控制单元、接收信号处理单元、协作扩展信号处理单元的数据和发送相应的调控信号，从而实现电磁笔信号的无源无线传输和供能控制。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于无线无源电磁天线板布线系统的控制电路模块，包括：连接器单元和mcu单元，以及分别与所述mcu单元相连的发射信号控制单元、接收信号处理单元、协作扩展信号处理单元；其中所述连接器单元分别连接电磁笔、发射信号控制单元、接收信号处理单元；所述发射信号控制单元设置为向电磁笔提供电能；所述接收信号处理单元设置为对电磁笔的频率信号进行处理和数据转换；所述mcu单元设置为接收发射信号控制单元、接收信号处理单元、协作扩展信号处理单元的数据和发送相应的调控信号。
6.进一步，所述发射信号控制单元包括主充电电路和副充电电路；其中所述主充电电路设置为升降压电路，先通过sbus串联电阻r1、电感l1、二极管d1，再并联电容c1、电容c2、电容c10、电源ic u1、电阻r2、电阻r3、电容c3、电容c4、电阻r5，以实现对输入电源的升降压控制并输出vdd_charge，为副充电电路提供电能；所述副充电电路设置为稳压电路，先
串联电源ic u2，再并联由电阻r16、电阻r7、电容c11、电容c12、电阻r6、电阻r13组成的第一副电路，然后并联由电容c19、电容c20、电容c21组成的第二副电路，以输出稳定的chgo电能，为所述电磁笔提供电能。
7.进一步，所述连接器单元包括ant_gnd地、chg0至chg2、io_00至io_58；其中chg0至chg2设置为与电磁笔通过发射线圈连接；io_00至io_58设置为与电磁笔通过接收线圈连接。
8.进一步，所述mcu单元包括vdd5v、vdd、vddo3v、vddo33、gpio_0至gpio_8、ch0至ch59；设置sbus向由电容c26和电容c27并联组成的电路给mcu单元中的vdd5v供电，以向mcu单元提供电能；先设置mcu单元中的vdd串联由电容c35、电容c36、电容c37并联组成的电路，再串联电阻r26给gpio供电，以向协作扩展信息处理单元提供电能；设置mcu单元中的vddo3v串联由电容c28和电容c29并联的电路作为电源的输出备用；设置mcu单元中的vdd33串联电容c18的电路与地相连，以使mcu单元低功率稳定运行；设置连接器单元中的chg0至chg2分别与mcu单元中的gpio_0至gpio_8的通道对接，实现对发射线圈中每个线圈的单独控制；设置连接器单元中的io_00至io_58与mcu单元中的ch0至ch59的通道对接，以实现对接收线圈中各个线圈信号的单独接收及数据转换；所述mcu单元设置为发射信号控制单元的调控，即由所述第一副电路串联至与gpio_0至gpio_8中的任意gpio角连接，如此重复连接多个副充电电路，以调控提供至电磁笔的的电能。
9.进一步，所述协作扩展信息处理单元包括：gpio1至gpio26、k1至k26、vdd_charge和gnd_power；其中gnd_power为接地电源；vdd_charge通过串联电阻r1与mcu单元相连，以获取电能；gpio1至gpio26与mcu单元连接，k1至k26与外置协作设备连接，以使mcu单元对外置协作设备的数据进行转换和交互。
10.本实用新型的有益效果是，本实用新型的用于无线无源电磁天线板布线系统的控制电路模块，以主充电电路为升降压电路、副充电电路为稳压电路向电磁笔提供电能；所述接收信号处理单元设置为对电磁笔的频率信号进行处理和数据转换；所述mcu单元设置为接收发射信号控制单元、接收信号处理单元、协作扩展信号处理单元的数据和发送相应的调控信号，从而实现电磁笔信号的无源无线传输和供能控制。
11.本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
12.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1是控制电路模块的原理框图；
15.图2是主充电电路的电路图；
16.图3a是副充电电路的第一种设计的电路图；
17.图3b是副充电电路的第二种设计的电路图；
18.图4是mcu单元与连接器单元的连接关系图；
19.图5是协作扩展信号处理单元的连接关系图；
20.图中：
21.控制电路模块-2，连接器单元-21，mcu单元-22，发射信号控制单元-23，接收信号处理单元-24，协作扩展信号处理单元-25。
具体实施方式
22.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
23.见图1-图5，本实施例提供了一种用于无线无源电磁天线板布线系统的控制电路模块2，包括：连接器单元21和mcu单元22，以及分别与所述mcu单元22相连的发射信号控制单元23、接收信号处理单元24、协作扩展信号处理单元25；所述连接器单元21分别连接发射信号控制单元23、接收信号处理单元24。控制电路模块2可以通过接收线圈接收电磁笔的信号并进行信号处理和数据信息的转换，也可以通过发射线圈对电磁笔发射能量，以供电并控制发射能量的大小和时间。控制电路模块2通过无线方式(如线圈)与电磁笔耦合连接，包括接收、发送信号，传输能量等，属于现有技术，以及对于发射线圈和接收线圈的具体结构，也属于常规技术，本案不再赘述。本案的改进点在于电路中各部分的作用和连接关系，其中：
24.(1)控制电路模块2中各部件的连接关系和作用例如但不限于以下方式：
25.见图1，所述发射信号控制单元23设置为对电磁笔提供电能，可以调节对电磁笔发射的信号和能量的大小；所述接收信号处理单元24设置为接收所述电磁笔的频率信号并进行处理和数据转换；所述mcu单元22设置为接收发射信号控制单元23、接收信号处理单元24、协作扩展信号处理单元25的数据和发送相应的调控信号。具体的，mcu单元22可以有多种封装方式，如qfn88，lqfp128和lqfp128三种不同的封装，亦可互相组合搭配。
26.(2)发射信号控制单元23的具体结构和电路连接关系例如但不限于以下方式：
27.所述发射信号控制单元23包括主充电电路和副充电电路。
28.见图2，所述主充电电路设置为升降压电路，先通过sbus串联0r电阻r1、10uh电感l1、7930二极管d1，再并联0.1uf/16v电容c1、10uf/16v电容c2、33nf/16v电容c10、6730电源ic u1、100k电阻r2、8.2k电阻r3、0.1uf/16v电容c3、10uf/16v电容c4、0r电阻r5，以实现对输入电源的升降压控制并输出vdd_charge，为副充电电路提供充足的电能。
29.所述副充电电路设置为稳压电路，通过vdd_charge获取电能，可以有多种电路设计。
30.见图3a，例如，作为副充电电路的第一种电路设计，先串联4160电源ic u2，再并联由1k电阻r16、100r电阻r7、1uf电容c11、1uf电容c12、100r电阻r6、1k电阻r13组成的第一副电路，然后并联由100nf/50v电容c19、0uf电容c20、0uf电容c21组成的第二副电路，以输出
稳定的chgo电能，为所述发射线圈提供充足稳定的电能需求。
31.见图3b，再如，作为副充电电路的第二种电路设计，先串联4160电源ic u3，再并联由1k电阻r17、100r电阻r9、1uf电容c13、1uf电容c14、100r电阻r8、1k电阻r15组成的第一副电路，然后并联由100nf/50v电容c22、56nf/50v电容c23、0uf电容c24组成的第二副电路，以输出稳定的chgo电能，为所述发射线圈提供充足稳定的电能需求。
32.(3)连接器单元21的具体结构和电路连接关系例如但不限于以下方式：
33.见图4，所述连接器单元21可以采用一组68通道的连接器单元，包括：ant_gnd地、chg0至chg2、io_00至io_58；其中chg0至chg2设置为与发射线圈连接；io_00至io_58设置为与接收线圈连接。
34.(4)mcu单元22的具体结构和电路连接关系例如但不限于以下方式：
35.见图4，所述mcu单元22可以采用一组88通道的mcu单元，包括vdd5v、vdd、vddo3v、vddo33、gpio_0至gpio_8、ch0至ch59；设置sbus向由0.1uf/16v电容c26和10uf/16v电容c27并联组成的电路给mcu单元中的vdd5v供电，以向mcu单元提供电能，保证mcu单元工作所需的电能；先设置mcu单元22中的vdd串联由0.1uf/16v电容c35、0.1uf/16v电容c36、0.1uf/16v电容c37并联组成的电路，再串联1.5k电阻r26给gpio供电，以向协作扩展信息处理单元25提供电能，保证协作扩展信息处理单元工作所需的电能；设置mcu单元22中的vddo3v串联由0.1uf/16v电容c28和10uf/16v电容c29并联的电路作为电源的输出备用；设置mcu单元22中的vdd33串联0.1uf/16v电容c18的电路与地相连，以使mcu单元22低功率稳定运行；设置连接器单元21中的chg0至chg2分别与mcu单元22中的gpio_0至gpio_8的通道对接，实现对发射线圈中每个线圈的单独控制；设置连接器单元21中的io_00至io_58与mcu单元中的ch0至ch59的通道对接，作为接收信号处理单元24，以实现对接收线圈中各个线圈信号的单独接收及数据转换。
36.同时，见图2-图5，所述mcu单元22设置为发射信号控制单元23的调控，即由所述副充电电路的第一副电路(即由1k电阻r16、100r电阻r7、1uf电容c11、1uf电容c12、100r电阻r6、1k电阻r13组成的电路)串联至与gpio_0至gpio_8中的任意gpio角(即mcu单元22中的gpio_0至gpio_8的通道)连接，如此重复连接多个副充电电路(如图3a和图3b所示，副充电电路可以相同或不同)，以调控提供至发射线圈的电能。
37.(5)协作扩展信息处理单元25的具体结构和电路连接关系例如但不限于以下方式：
38.见图5，所述协作扩展信息处理单元25包括：gpio1至gpio26、k1至k26、vdd_charge和gnd_power；其中gnd_power为接地电源；vdd_charge通过串联0r电阻r1与mcu单元22相连，以获取电能；gpio1至gpio26与mcu单元连接，k1至k26与外置协作设备连接，以使mcu单元22对外置协作设备的数据进行转换和交互。
39.在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖
直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
42.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。