一种触摸屏抗噪声方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种抑制噪声的触摸屏数据处理方法及应用该方法的触摸屏控制装置，该方法包括如下步骤：(1)接收触摸屏的模拟信号，对触摸屏的模拟信号进行采样得到数字信号；(2)根据采样值计算该采样点对应的参考值；(3)比较采样值和对应参考值的偏差，并将该偏差与预设阈值比较；(4)如果偏差小于阈值，则保留该采样值，如果偏差大于阈值，则放弃该采样值，并用计算得到的对应的参考值代替该采样值；(5)将步骤(4)得到的数据用于触摸信息处理，计算触摸位置。该方法可以有效的抑制共模噪声，提高触摸位置检测精度。相对于现有的噪声消除方法，具有以下突出的优点：计算方法简单，在触控芯片实现时的硬件资源占用小，处理速度快，不受扫描信号长度影响，可以完成任意长度信号的计算。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及触摸屏领域，尤其涉及一种用于抗噪声的触摸屏数据处理方法及触摸屏控制装置。
技术介绍
触摸屏在便携式设备中得到了广泛的应用，例如手机，平板电脑等。触摸屏控制装置在工作时，容易受到各种噪声源的干扰，典型的噪声包括来源于充电设备或显示设备的共模噪声。在触摸屏数据处理系统中，共模噪声是影响系统性能的一个重要因素。随着充电设备的小型化和轻便化，其噪声干扰也越来越严重。较强的共模噪声，会明显影响系统对触摸控制的响应速度及精度，严重时会导致位置误报，使得触控失效，严重影响触摸屏的正常工作。如图1所示，在一个典型的互电容触摸屏数据处理系统中，触摸屏控制电路通常包括如下单元：触摸屏驱动电路、触摸屏感应电路、模拟/数字转换单元(ADC)、时钟模块以及控制单元等。控制单元实时监测由模拟/数字转换单元(ADC，Analog-to-DigitalConverter)采集到的信号(如电容信号，在电阻式触摸屏中为电阻信号)，并转化为以数字信号形式存储的原始采样数据信息，并通过处理将原始数据转换为人体在触摸屏上触摸位置的信息并上报给系统主机。该控制电路的硬件实现可通过集成电路芯片实现。当施加一正弦或余弦扫描信号作为激励施加到触摸屏传感器的驱动层时，在触摸屏的感应层收集到感应信号，并传送给触控屏数据处理系统进行处理，通过模数转换单元ADC完成采样保持，并得到一经过幅度调制的有利于处理或传输的正弦或余弦调制信号，如图2a所示。该信号经过解调，就可以还原出待检测的触摸信息，并用于触摸位置的计算。当受到共模噪声干扰时，在触摸屏的感应层得到的信号不再是单一正弦或余弦信号，而是一段包含了抖动的采样信号，如图2b所示，该信号经过解调后无法准确还原待检测的触摸信息。现有的噪声消除方案包括设置硬件电路实现的数字滤波器来处理坐标数据，其滤波原理为传统的加权平均、取中间值算法、取算数平均值算法等，通过简单的数字滤波并不能较好的抑制共模噪声引起的干扰。此外，中国公开专利CN1503118A还提出了一种利用时钟电路来控制接收数据以减低噪声的方法，该方法实现成本高，结构复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种能够有效抑制共模噪声的触摸屏数据处理方法及应用该方法的触摸屏控制装置，其能够消除或有效减小共模噪声对触摸屏位置检测的影响。本专利技术提出了一种抑制噪声的触摸屏数据处理方法，其包括如下步骤：(1)向触摸屏施加一正弦或余弦驱动信号，接收触摸屏的模拟信号，对触摸屏的模拟信号进行采样得到数字信号；(2)根据采样值计算该采样点对应的参考值；(3)比较采样值和对应参考值的偏差，并将该偏差与预设阈值比较；(4)如果偏差小于阈值，则保留该采样值，如果偏差大于阈值，则放弃该采样值，并用计算得到的对应的参考值代替该采样值；(5)将步骤(4)得到的数据用于触摸信息处理，计算触摸位置。本专利技术提出了一种应用上述数据处理方法的触摸屏控制装置，其包括触摸屏、模拟/数字转换单元(ADC)以及一个控制单元，模拟/数字转换单元(ADC)接收触摸屏的模拟信号并转换为数字信号，控制单元与模拟/数字转换单元(ADC)连接并将该数字信号用于触摸信息处理，计算得到触摸位置。本专利技术提出的触摸屏数据处理方法及触摸屏控制装置，可以有效的抑制共模噪声，相对于现有的噪声消除方法，具有以下突出的优点，计算方法简单，在触控芯片实现时的硬件资源占用小，处理速度快，不受扫描信号长度影响，可以完成任意长度信号的计算。附图说明图1为现有的触摸屏数据处理系统的典型示意图。图2为未受噪声干扰与受到噪声干扰的触摸屏扫描信号的波形比较示意图。其中图2a是未受噪声干扰的触摸屏扫描信号示意图，图2b是受到噪声干扰的触摸屏扫描信号示意图。图3为本专利技术提出的有效抑制噪声的触摸屏数据处理方法的流程示意图。图4为采用本专利技术提出的方法消除噪声后的信号波形示意图。具体实施方式下面结合附图通过具体的实施例对本专利技术进行详细说明。如图3所示，本专利技术提出的触摸屏数据处理方法包括如下步骤，下面对每个步骤的实现进行详细说明；(1)向触摸屏施加一正弦或余弦驱动信号，接收触摸屏的模拟信号，对触摸屏的模拟信号进行采样；在一个触摸屏数据处理系统中，用一组经过幅度调制的正弦或余弦信号作为激励施加到触摸屏传感器的驱动层，幅度调制可在触摸屏上实现，在触摸屏的感应层得到感应信号，该模拟形式的感应信号为包含触摸信息的信号，可以是电容值，也可以是电阻值，该感应信号由触摸屏数据处理系统接收并进行模拟/数字转换采样。例如在一个互电容触摸传感设备中，触控芯片通过触摸屏驱动电路将驱动信号传输至触摸屏的驱动层，并通过触摸屏感应电路接收来自触摸屏的感应信号；(2)根据采样值计算该采样点对应的参考值；(3)比较采样值和对应参考值的偏差，并将该偏差与预设阈值Th比较；(4)如果偏差小于阈值Th，则保留该采样值，如果偏差大于阈值Th，则放弃该采样值，并用计算得到的对应的参考值代替该采样值；(5)将步骤(4)得到的数据用于触摸信息处理，计算触摸位置。下面对步骤(2)中的参考值的计算原理进行详细说明。在无触摸状态下，由触控屏数据处理系统中的模数转换单元ADC采样得到的一组正弦采样信号为asinωt0+C，asinωt1+C，...，asinωtn+C，...，n为自然数，nε[0，+∞]，tn为采样时刻。其中a是正弦波的幅度，C是模数转换单元ADC引入的直流失调值。由于模数转换单元ADC的每个采样点的采样时间间隔相等，因此对任意相邻两点，ψ＝ωtn+1-ωtn为定值，并且其值由模数转换单元ADC设定的采样时钟确定，因此在一个具体的触控屏控制系统中，该值为系统已知的预设值。因此可以对任意三个相邻的采样点作如下表示：χ[n-1]＝asin(ωtn-ψ)+C(1)χ[n]＝asin(ωtn)+C(2)χ[n+1]＝asin(ωtn+ψ)+C(3)由公式(1)-(3)，可以得出：χ[n+1]＝2χ[n]cosψ-χ[n-1]+2C(1-cosψ)(4)在式(4)中，参数C为模数转换单元ADC确定的直流失调值，参数C可以在触摸屏控制模组的量产测试中，通过ADC性能测试得到。首先测试在正常状态下，ADC输出正弦波的波峰、波谷，然后取平均值获得直流失调值C，并写入触控芯片的闪存(flash)中。cosψ是相邻采样点相位差的余弦值，在触摸屏控制装置中，ψ值也由模数转换单元ADC的采样周期T确定，ψ＝ωtn+1-ωtn＝2πfT，其中f是扫描正弦波信号的频率。由此可见，在模数转换单元ADC的直流失调值和相邻两点相位差已知的情况下，只要得到任意相邻两点参考值χ[n-1]，χ[n]，就可以由公式(4)计算出相邻第三点χ[n+1]的参考值。即只要得到序列的前两个初始参考值χ[0]，χ[1]，则可以由递推公式(4)递推计算出所有采样点的参考值χ[n]，初本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于抑制噪声的触摸屏数据处理方法，其包括如下步骤：(1)向触摸屏施加一正弦或余弦驱动信号，接收触摸屏的模拟信号，对触摸屏的模拟信号进行采样得到数字信号；(2)根据采样值计算该采样点对应的参考值；(3)比较采样值和对应参考值的偏差，并将该偏差与预设阈值Th比较；(4)如果偏差小于阈值Th，则保留该采样值，如果偏差大于阈值Th，则放弃该采样值，并用计算得到的对应参考值代替该采样值；(5)将步骤(4)得到的数据用于触摸信息处理，计算触摸位置。

【技术特征摘要】
1.一种用于抑制噪声的触摸屏数据处理方法，其包括如下步骤：
(1)向触摸屏施加一正弦或余弦驱动信号，接收触摸屏的模拟信号，对触摸屏的模拟信号进行采样得到
数字信号；
(2)根据采样值计算该采样点对应的参考值；
(3)比较采样值和对应参考值的偏差，并将该偏差与预设阈值Th比较；
(4)如果偏差小于阈值Th，则保留该采样值，如果偏差大于阈值Th，则放弃该采样值，并用计算得到的
对应参考值代替该采样值；
(5)将步骤(4)得到的数据用于触摸信息处理，计算触摸位置。
2.如权利要求1所述的触摸屏数据处理方法，所述参考值通过以下公式计算：
χ[n+1]＝2χ[n]cosψ-χ[n-1]+2C(1-cosψ)；
其中参考值χ[0]，χ[1]为初始...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利达，
申请(专利权)人：北京集创北方科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11