контроллер цифрового преобразователя

Формула изобретения

1. Контроллер цифрового преобразователя для подачи 4-канального сигнала возбуждения для возбуждения четырех углов панели в ответ на сигнал управления возбуждением панели, пригодный для цифрового преобразователя перьевого типа и сенсорного панельного типа, и для вывода координатных данных посредством определения местоположения контакта пера или пальца, причем указанный контроллер цифрового преобразователя содержит генератор сигнала возбуждения панели для приема тактового сигнала, имеющего заранее заданную первую частоту, и генерации сигнала возбуждения панели, имеющего заранее заданную вторую частоту, который необходим в перьевом и пальцевом сенсорном режимах, 4-канальный блок возбуждения для приема указанного сигнала возбуждения панели, подаваемого из указанного генератора сигнала возбуждения панели и генерации сигнала возбуждения канала, который подается в каждый угол указанной панели в ответ на указанный сигнал управления возбуждением панели в соответствии с рабочим режимом, преобразователь ток-напряжение для выявления изменения тока, втекающего в или вытекающего из каждого угла указанной панели, дифференциальный усилитель для генерации дифференциального сигнала четырех каналов, соответствующего дифференциальной составляющей между выходным сигналом указанного преобразователя ток-напряжение и сигналом возбуждения канала, подаваемым из указанного 4-канального блока возбуждения в указанном пальцевом сенсорном режиме, второй мультиплексор для последовательного выбора четырехканального дифференциального сигнала, выводимого из указанного дифференциального усилителя, для вывода выбранного сигнала в качестве пальцевого сенсорного сигнала, третий мультиплексор для селективного вывода либо пальцевого сенсорного сигнала, выводимого из указанного второго мультиплексора, либо от перьевого сигнала, выводимого от пера, в ответ на сигнал выбора режима, указывающий либо на перьевой, либо на пальцевой сенсорный режим, четвертый мультиплексор для селективного вывода либо заранее заданного второго опорного напряжения, либо сенсорного панельного сигнала, выводимого из указанной панели в ответ на сигнал выбора режима, полосовой фильтр для фильтрации частотной составляющей сигнала возбуждения панели из выходного сигнала указанного третьего мультиплексора, выпрямитель для выпрямления выходного сигнала указанного полосового фильтра, пятый мультиплексор для селективного вывода выходного сигнала либо указанного выпрямителя, либо указанного четвертого мультиплексора в ответ на сигнал выбора режима, низкочастотный фильтр для выделения, по существу, составляющей постоянного тока из выходного сигнала указанного пятого мультиплексора, аналого-цифровой преобразователь для преобразования выходного сигнала указанного низкочастотного фильтра в цифровой сигнал синхронно с сигналом управления возбуждением панели для вывода в качестве координатного сигнала, и интерфейс для приема управляющих команд, подаваемых от микропроцессора, генерации сигнала выбора режима, указывающего на перьевой, пальцевой сенсорный или сенсорный панельный режим, путем интерпретации принятой управляющей команды, и сигнала управления возбуждением панели, соответствующего выбранному режиму, и передачи координатного сигнала, подаваемого от указанного аналого-цифрового преобразователя, в микропроцессор.

2. Контроллер цифрового преобразователя по п.1, в котором в указанном дифференциальном усилителе предусмотрено четыре блока возбуждения каналов, каждый из которых усиливает разность одного из сигналов возбуждения каналов и одного из сигналов возбуждения каналов, прошедших преобразование ток-напряжение.

3. Контроллер цифрового преобразователя по п.1, кроме того, содержащий предусилитель для усиления пальцевого сенсорного и перьевого сигналов с заранее заданным соответствующим коэффициентом усиления для подачи на указанный третий мультиплексор.

4. Контроллер цифрового преобразователя по п.1, кроме того, содержащий усилитель постоянного тока, имеющий, по меньшей мере, два усилителя постоянного тока, для усиления выходного сигнала указанного низкочастотного фильтра с отдельным коэффициентом усиления в соответствии с рабочим режимом, и шестой мультиплексор для выбора одного из выходных сигналов указанных усилителей постоянного тока в ответ на сигнал выбора режима для подачи выбранного выходного сигнала в указанный аналого-цифровой преобразователь.

5. Контроллер цифрового преобразователя по п.1, кроме того содержащий цифроаналоговый преобразователь для цифроаналогового преобразования сигнала управления, подаваемого от указанного микропроцессора, для подачи преобразованного сигнала управления в качестве сигнала управления частотной характеристикой указанного полосового фильтра.

6. Контроллер цифрового преобразователя по п.1, в котором указанный генератор сигнала возбуждения панели, кроме того, генерирует пилот-сигнал, имеющий, по существу, ту же частоту, что и сигнал возбуждения панели, который подается в указанный полосовой фильтр во время автоматического управления частотной характеристикой.

7. Контроллер цифрового преобразователя по п.1, в котором указанный преобразователь ток-напряжение построен на переменных резисторах, так что можно регулировать чувствительность преобразования ток-напряжение.

8. Контроллер цифрового преобразователя по п.1, в котором в указанном низкочастотном фильтре достигается устранение шумовых составляющих и преобразование в постоянный ток, поскольку полоса его пропускания узкая.

9. Контроллер цифрового преобразователя по п.1, в котором указанный интерфейс содержит защелку данных для фиксации управляющей команды, подаваемой из указанного микропроцессора, буфер данных для ввода преобразованного в цифровую форму значения координат, подаваемого из указанного аналого-цифрового преобразователя, и вывода введенного значения координат в указанный микропроцессор, декодер команд для приема управляющей команды, подаваемой из указанной защелки данных, и генерации сигнала выбора режима и сигнала управления частотной характеристикой, необходимых для управления указанным контроллером цифрового преобразователя, и адресный декодер для приема адресного сигнала, подаваемого из указанного микропроцессора, и генерации сигналов для активации указанной защелки данных и буфера данных.

10. Контроллер цифрового преобразователя по п.1, в котором указанный генератор сигнала возбуждения панели содержит D-триггер для приема тактового сигнала и генерации n-1 сигналов с делением частоты на n, где n - целое число, причем каждый сигнал синхронизируется сигналом в диапазоне от первого тактового сигнала до (n-1)-го тактового сигнала, многозвенный блок для генерации псевдосинусоидального сигнала путем суммирования упомянутых n-1 сигналов с делением частоты на n в соответствии с заранее заданным значением сопротивления, и полосовой фильтр для генерации сигнала возбуждения панели, который является, по существу, синусоидальным, посредством полосовой фильтрации псевдосинусоидального сигнала, подаваемого из указанного многозвенного блока.

11. Контроллер цифрового преобразователя по п.1, в котором указанный генератор сигнала управления возбуждением панели содержит первый счетчик для генерации первого счетного сигнала путем подсчета тактового сигнала с заранее заданным первым коэффициентом счета, второй счетчик для двоичного счета первого счетного сигнала, подаваемого из указанного первого счетчика, для вывода подсчитанного в двоичной системе сигнала в качестве второго счетного сигнала, блок инвертирования, имеющий два инвертора для инвертирования соответственно первого и второго счетных сигналов, выводимых соответственно из указанных первого и второго счетчиков, логический элемент ИЛИ для выполнения логической операции ИЛИ с первым и вторым счетными сигналами, инвертированным первым счетным сигналом и инвертированным вторым счетным сигналом, блок селекции сигналов для приема первого и второго счетных сигналов, инвертированных первого и второго счетных сигналов, подаваемых из указанного блока инвертирования, и сигнала, выводимого из указанного логического элемента ИЛИ, и генерации сигналов управления возбуждения панели в соответствии с каждым режимом в ответ на сигнал выбора режима, в котором указанный блок селекции сигналов выводит первый и второй счетные сигналы, подаваемые соответственно из указанных первого и второго счетчиков, и инвертированные первый и второй счетные сигналы, подаваемые соответственно из указанного блока инвертирования в перьевом режиме, или сигнал, подаваемый из указанного логического элемента ИЛИ в пальцевом сенсорном режиме.

12. Контроллер цифрового преобразователя по п.1, который, кроме того, содержит счетный блок для подсчета тактового сигнала, имеющего заранее заданный период, с заранее заданным первым коэффициентом счета для вывода первого импульсного сигнала, и счетчик для подсчета первого импульсного сигнала, выводимого из указанного счетного блока, с заранее заданным вторым коэффициентом счета посредством запуска операции счета в соответствии с сигналом кончика пера и генератор сигнала сброса питания для определения того, продолжается ли состояние простоя пера свыше заранее заданного интервала времени, с помощью выполнения логической операции И со вторым импульсным сигналом, выводимым из указанного счетчика сигналом кончика пера, и генерации сигнала сброса питания для управления энергопотреблением, если состояние простоя продолжается сверх заранее заданного интервала времени, причем указанный интерфейс вводит режим энергосбережения в ответ на сигнал сброса питания, подаваемый от указанного генератора сигнала сброса питания.

13. Контроллер цифрового преобразователя по п.1, который выполнен в виде интегральной полупроводниковой схемы.

14. Контроллер цифрового преобразователя, который подает 4-канальный сигнал возбуждения для возбуждения четырех углов панели в ответ на сигнал управления возбуждением панели, пригодный для цифрового преобразователя перьевого типа, сенсорного панельного типа и пальцевого сенсорного типа, и для вывода координатных данных посредством определения местоположения контакта пера, (пишущей) ручки или пальца, причем указанный контроллер цифрового преобразователя содержит генератор сигнала возбуждения панели для приема тактового сигнала, имеющего заранее заданную первую частоту, и генерации сигнала возбуждения панели, имеющего заранее заданную вторую частоту, который необходим в перьевом и пальцевом сенсорном режимах, генератор опорного напряжения для генерации сигнала опорного напряжения, имеющего заранее заданный опорный уровень, необходимого в сенсорном панельном режиме, первый мультиплексор для селективного вывода либо сигнала опорного напряжения, подаваемого из указанного генератора опорного напряжения, либо сигнала возбуждения панели, подаваемого от указанного генератора сигнала возбуждения панели, в ответ на сигнал выбора режима, указывающий на перьевой, пальцевой сенсорный или сенсорный панельный режим, 4-канальный блок возбуждения для приема выходного сигнала указанного первого мультиплексора и генерации сигнала возбуждения канала, который подается в каждый угол указанной панели в ответ на указанный сигнал управления возбуждением панели в соответствии с рабочим режимом, преобразователь ток-напряжение для выявления изменения тока, втекающего в или вытекающего из каждого угла указанной панели, дифференциальный усилитель для генерации дифференциального сигнала четырех каналов, соответствующего дифференциальной составляющей между выходным сигналом указанного преобразователя ток-напряжение и сигналом возбуждения канала, подаваемым из указанного 4-канального блока возбуждения в указанном пальцевом сенсорном режиме, второй мультиплексор для последовательной селекции четырехканального дифференциального сигнала, выводимого из указанного дифференциального усилителя, для вывода выбранного сигнала в качестве пальцевого сенсорного сигнала, третий мультиплексор для селективного вывода либо пальцевого сенсорного сигнала, выводимого из указанного второго мультиплексора, либо перьевого сигнала, выводимого из пера, в ответ на сигнал выбора режима, четвертый мультиплексор для селективного вывода либо заранее заданного опорного напряжения, либо сенсорного панельного сигнала, выводимого из указанной панели, в ответ на сигнал выбора режима, полосовой фильтр для фильтрации частотной составляющей сигнала возбуждения панели из выходного сигнала указанного третьего мультиплексора, выпрямитель для выпрямления выходного сигнала указанного полосового фильтра, пятый мультиплексор для селективного вывода выходного сигнала либо указанного выпрямителя, либо указанного четвертого мультиплексора, в ответ на сигнал выбора режима, низкочастотный фильтр для выделения практически постоянной составляющей из выходного сигнала указанного пятого мультиплексора, аналого-цифровой преобразователь для преобразования выходного сигнала указанного низкочастотного фильтра в цифровой сигнал синхронно с сигналом управления возбуждением панели, для вывода в качестве координатного сигнала, и интерфейс для приема управляющей команды, подаваемой от микропроцессора, генерации сигнала выбора режима, указывающего на перьевой, пальцевой сенсорный либо сенсорный панельный режим, путем интерпретации принятой управляющей команды и сигнала управления возбуждением панели, соответствующего выбранному режиму, и передачи координатного сигнала, подаваемого от указанного аналого-цифрового преобразователя, в микропроцессор.

15. Контроллер цифрового преобразователя по п.14, в котором в указанном дифференциальном усилителе предусмотрено множество блоков возбуждения каналов, соответствующее количеству сигналов возбуждения каналов, каждый из которых усиливает разность одного из сигналов возбуждения каналов и одного из сигналов возбуждения каналов, прошедших преобразование ток-напряжение.

16. Контроллер цифрового преобразователя по п.14, кроме того, содержащий предусилитель для усиления пальцевого сенсорного сигнала, перьевого сигнала и сенсорного панельного сигнала с заранее заданным соответствующим коэффициентом усиления для подачи либо на указанный третий мультиплексор, либо на указанный четвертый мультиплексор.

17. Контроллер цифрового преобразователя по п.14, кроме того, содержащий усилитель постоянного тока, имеющий три усилителя постоянного тока для усиления выходного сигнала указанного низкочастотного фильтра со своими отдельными коэффициентами усиления в соответствии с рабочим режимом, и шестой мультиплексор для выбора одного из выходных сигналов указанных усилителей постоянного тока в ответ на сигнал выбора режима для подачи выбранного выходного сигнала в указанный аналого-цифровой преобразователь.

18. Контроллер цифрового преобразователя по п.14, кроме того, содержащий цифроаналоговый преобразователь для преобразования цифрового сигнала управления, подаваемого от указанного микропроцессора, в аналоговый сигнал для использования преобразованного сигнала управления в качестве сигнала управления частотной характеристикой указанного полосового фильтра.

19. Контроллер цифрового преобразователя по п.14, в котором указанный генератор сигнала возбуждения панели, кроме того, генерирует пилот-сигнал, имеющий, по существу, ту же частоту, что сигнал возбуждения панели, который подается в указанный полосовой фильтр во время автоматического управления частотной характеристикой.

20. Контроллер цифрового преобразователя по п.14, в котором указанный преобразователь ток-напряжение построен на переменных резисторах, так что можно регулировать чувствительность преобразования ток-напряжение.

21. Контроллер цифрового преобразователя по п.14, в котором в указанном низкочастотном фильтре достигается устранение шумовых составляющих и преобразование в постоянный ток, поскольку полоса его пропускания узкая.

22. Контроллер цифрового преобразователя по п.14, в котором указанный генератор сигнала возбуждения панели содержит D-триггер для приема тактового сигнала и генерации n-1 сигналов с делением частоты на n, где n - целое число, причем каждый сигнал синхронизируется сигналом в диапазоне от первого тактового сигнала до (n-1)-го тактового сигнала, многозвенный блок для генерации псевдосинусоидального сигнала путем суммирования упомянутых n-1 сигналов с делением частоты в соответствии с заранее заданным значением сопротивления, и полосовой фильтр для генерации сигнала возбуждения панели, который является практически синусоидальным, посредством полосовой фильтрации псевдосинусоидального сигнала, подаваемого из указанного многозвенного блока.

23. Контроллер цифрового преобразователя по п.14, который выполнен в виде интегральной полупроводниковой схемы.

24. Способ возбуждения панели, пригодный для цифрового преобразователя пальцевого сенсорного типа, содержащий следующие шаги: подача сигналов возбуждения каналов, имеющих один и тот же потенциал, на каждый угол указанной панели, выявление изменения тока, генерируемого посредством контакта пальца с указанной панелью, втекающего в или вытекающего из каждого угла указанной панели, и преобразования обнаруженного изменения тока в изменение напряжения, определение дифференциальных сигналов, соответствующих разности сигнала, прошедшего преобразование ток-напряжение, и сигнала возбуждения канала, последовательный выбор дифференциальных сигналов с заранее заданным периодом и мультиплексирование с временным уплотнением выбранных дифференциальных сигналов и определение местоположения контакта пальца в соответствии с величиной мультиплексного дифференциального сигнала.

25. Устройство возбуждения цифрового преобразователя пальцевого сенсорного типа, содержащее генератор сигнала возбуждения панели для генерации сигнала возбуждения панели, необходимого в пальцевом сенсорном режиме, 4-канальный блок возбуждения для приема сигнала возбуждения панели и генерации четырехканального сигнала возбуждения, по существу, с тем же самым электрическим потенциалом, который подается на четыре угла панели, преобразователь ток-напряжение, располагаемый между указанным 4-канальным блоком возбуждения панели и указанной панелью, для выявления изменения тока, втекающего в или вытекающего из каждого угла указанной панели, когда палец контактирует с указанной панелью, дифференциальный усилитель для генерации разности 4-канального сигнала возбуждения и значения преобразования ток-напряжение от указанного преобразователя ток-напряжение, мультиплексор для последовательного выбора четырехканального дифференциального сигнала, выводимого из указанного дифференциального усилителя с заранее заданным периодом, для вывода выбранного сигнала, полосовой фильтр для выделения частотной составляющей сигнала возбуждения панели из выходного сигнала указанного мультиплексора, низкочастотный фильтр для выделения, по существу, постоянной составляющей из выходного сигнала указанного полосового фильтра, и аналого-цифровой преобразователь для преобразования выходного сигнала указанного низкочастотного фильтра в сигнал цифрового преобразователя синхронно с выбранным периодом указанного мультиплексора.

26. Способ регулировки частотной характеристики полосового фильтра для полосовой фильтрации частотной составляющей сигнала возбуждения панели из пальцевого сенсорного сигнала, подаваемого из панели, или перьевого сигнала, подаваемого от пера, в контроллере цифрового преобразователя, пригодном для цифрового преобразователя перьевого типа и пальцевого сенсорного типа, причем указанный способ содержит следующие шаги: ввод пилот-сигнала, имеющего, по существу, ту же самую частоту, что и сигнал возбуждения панели, в указанный полосовой фильтр и непрерывное преобразование в границах заранее заданного диапазона сигнала регулировки для регулировки частотной характеристики указанного полосового фильтра, сравнение значений сигнала от указанного полосового фильтра и определение значения сигнала регулировки, дающего максимальную амплитуду детектируемого сигнала, и настройка частотной характеристики указанного полосового фильтра в соответствии с определенным сигналом регулировки.

27. Устройство для регулировки частотной характеристики полосового фильтра для полосовой фильтрации частотной составляющей сигнала возбуждения панели из пальцевого сенсорного сигнала, подаваемого от панели, или перьевого сигнала, подаваемого от пера, в контроллере цифрового преобразователя, пригодном для цифрового преобразователя перьевого типа и пальцевого сенсорного типа, причем указанное устройство содержит генератор сигнала возбуждения панели для генерации пилот-сигнала, имеющего, по существу, ту же самую частоту, что и сигнал возбуждения панели, для подачи в указанный полосовой фильтр, цифроаналоговый преобразователь для преобразования сигнала регулировки, подаваемого из микропроцессора, в аналоговый сигнал цифрового преобразователя и подачи преобразованного сигнала в качестве сигнала регулировки частотной характеристики указанного полосового фильтра, аналого-цифровой преобразователь для определения амплитуды сигнала от указанного полосового фильтра, микропроцессор для генерации сигнала регулировки, изменяющегося в границах заранее заданного диапазона для изменения частотной характеристики указанного полосового фильтра, для подачи сформированного сигнала регулировки в указанный цифроаналоговый преобразователь, определения, из изменяющегося в границах заранее заданного диапазона сигнала регулировки, того сигнала регулировки, который соответствует сигналу, имеющему максимальную амплитуду среди сигналов, прошедших полосовую фильтрацию, и использования определенного сигнала регулировки в качестве сигнала регулировки частотной характеристики указанного полосового фильтра.

28. Интерфейс для передачи управляющих команд, генерируемых из микропроцессора, на периферийные устройства и управления передачей данных, подаваемых из периферийных устройств в указанный микропроцессор, причем указанный интерфейс содержит защелку данных для фиксации управляющей команды, подаваемой из указанного микропроцессора, буфер данных для ввода данных, подаваемых от указанных периферийных устройств, и вывода введенных данных в указанный микропроцессор, декодер команд для приема управляющей команды, подаваемой из указанной защелки данных, и генерации различных управляющих сигналов, необходимых для управления указанными периферийными устройствами, и адресный декодер для приема адресного сигнала, подаваемого из указанного микропроцессора, и генерации сигналов для активизации указанной защелки данных и буфера данных.

29. Устройство для генерации синусоидального сигнала, содержащее D-триггер для приема тактового сигнала и генерации n-1 сигналов с делением частоты на n, где n - целое число, причем каждый сигнал синхронизируется сигналом в диапазоне от первого тактового сигнала до (n-1)-го тактового сигнала, многозвенный блок для генерации псевдосинусоидального сигнала путем суммирования упомянутых n-1 сигналов с делением частоты на n в соответствии с заранее заданным значением сопротивления, и полосовой фильтр для генерации сигнала возбуждения панели, который является, по существу, синусоидальным, посредством полосовой фильтрации псевдосинусоидального сигнала, подаваемого из указанного многозвенного блока.

30. Генератор сигнала управления возбуждением панели для управления генерацией 4-канального сигнала возбуждения для возбуждения четырех углов панели, пригодный для цифровых преобразователей перьевого типа, сенсорного панельного типа и пальцевого сенсорного типа, причем указанный генератор содержит первый счетчик для генерации первого счетного сигнала путем подсчета тактового сигнала с заранее заданным первым коэффициентом счета, второй счетчик для двоичного подсчета первого счетного сигнала, подаваемого из указанного первого счетчика для вывода подсчитанного в двоичной системе сигнала в качестве второго счетного сигнала, блок инвертирования, имеющий два инвертора для инвертирования соответственно первого и второго счетных сигналов, выводимых соответственно из указанных первого и второго счетчиков, логический элемент ИЛИ для выполнения логической операции ИЛИ с первым и вторым счетными сигналами, инвертированным первым счетным сигналом и инвертированным вторым счетным сигналом, блок селекции сигналов для приема первого и второго счетных сигналов, инвертированных первого и второго счетных сигналов, подаваемых из указанного блока инвертирования, и сигнала, выводимого из указанного логического элемента ИЛИ, и генерации сигналов управления возбуждением панели в соответствии с каждым режимом в ответ на сигнал выбора режима, в котором указанный блок селекции сигналов выводит первый и второй счетные сигналы, подаваемые соответственно из указанных первого и второго счетчиков, и инвертированные первый и второй счетные сигналы, подаваемые соответственно из указанного блока инвертирования, и в перьевом и сенсорном панельном режимах, или сигнал, подаваемый из указанного логического элемента ИЛИ в пальцевом сенсорном режиме.

31. Устройство энергосбережения, которое предотвращает потребление мощности контроллером цифрового преобразователя в состоянии, когда в цифровом преобразователе перьевого типа перо не используется, причем указанное устройство содержит счетный блок для подсчета тактового сигнала, имеющего заранее заданный период, с заранее заданным первым коэффициентом счета для вывода первого импульсного сигнала, счетчик для подсчета первого импульсного сигнала, выводимого из указанного счетного блока, с заранее заданным вторым коэффициентом счета посредством запуска операции счета в соответствии с сигналом кончика пера, и генератор сигнала сброса питания для определения того, продолжается ли состояние простоя пера свыше заранее заданного интервала времени, с помощью выполнения логической операции И со вторым импульсным сигналом, выводимым из указанного счетчика, и сигналом кончика пера и генерации сигнала сброса питания для управления энергопотреблением, если состояние простоя продолжается сверх заранее заданного интервала времени, в котором указанный контроллер цифрового преобразователя вводит режим энергосбережения в ответ на сигнал сброса питания, подаваемый от указанного генератора сигнала сброса питания.

Приоритет по пунктам:

12.06.1995 - по пп.10, 22 и 29;

20.07.1995 - по пп.1, 9, 14 и 28;

26.12.1995 - по пп.12 и 13;

30.12.1995 - по пп.1-13, 14-23, 24-27 и 30.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к контроллеру цифрового преобразователя, и в частности, к контроллеру устройства цифрового преобразователя, который может быть реализован в виде интегральной полупроводниковой схемы и использован для цифровых преобразователей перьевого типа, пальцевого сенсорного типа и сенсорного панельного типа.

Уровень техники

Персональные компьютеры, портативные передатчики, персональные информационные процессоры и т.п. обрабатывают текстовые и графические данные, используя такие устройства ввода, как клавиатура, мышь или цифровой преобразователь.

Цифровой преобразователь служит для определения в цифровой форме положения пера или пальца на плоской панели, специально изготовленной для вывода координат X и Y положения (пера или пальца), и имеет возможность более легкого и точного ввода как знаков, так и рисунков (чертежей) по сравнению с мышью, клавиатурой или сканером. В дальнейшем ожидается, что цифровой преобразователь заменит известные устройства ввода.

Цифровые преобразователи бывают трех типов: перьевого типа, где используется специально разработанное перо; пальцевого сенсорного типа, где используется палец; и сенсорного панельного типа, где используется обычная (пишущая) ручка или любой остроконечный предмет.

Перьевой тип широко используется при выполнении графических работ и в автоматизированном проектировании (CAD). Пальцевой сенсорный тип используется в устройствах, адаптированных к сенсорному экранному дисплею. Сенсорный панельный тип используется в "персональных цифровых помощниках" (PAD) и электронных органайзерах (электронных записных книжках).

Для реализации системы цифрового преобразователя необходим планшет для установления координатных данных, указательное устройство типа пера, ручки или пальца для указания местоположения в системе координат, представляемой планшетом, и контроллер цифрового преобразователя для управления вышеуказанными элементами.

На планшете имеется специально изготовленная прямоугольная панель. Панель покрыта резистивной пленкой - в цифровых преобразователях перьевого типа или пальцевого сенсорного типа, либо выполнена из двух листов резистивного материала, разделенных прокладкой, которые расположены так, что они могут соприкасаться при надавливании - в цифровом преобразователе сенсорного панельного типа.

Местоположение указательного устройства распознается по приращениям в обнаруживаемых сигналах, соответствующих месту нажатия, когда сигнал переменного тока (АС) (для перьевого и пальцевого сенсорного типов) или сигнал постоянного тока (DC) (для сенсорного панельного типа) подводится к четырем углам панели. Такая панель и контроллер раскрыты в патентах США NN 4.600.807, 4.649.232, 4.650.962 и 4.665.283, поэтому их описание не приводится.

Однако, поскольку известный контроллер цифрового преобразователя специально предназначен только для одного из трех вышеописанных типов, то возникает неудобство, связанное с необходимостью оборудования цифровых преобразователей каждого типа соответствующим контроллером. Также, поскольку контроллер цифрового преобразователя выполняется на дискретных схемных компонентах, то размеры устройства получаются большими, а энергопотребление высоким.

Сущность изобретения

Для разрешения вышеуказанных проблем целью настоящего изобретения является создание контроллера цифрового преобразователя, пригодного для цифровых преобразователей любого типа: перьевого, пальцевого сенсорного и сенсорного панельного.

Второй целью настоящего изобретения является создание улучшенного способа возбуждения для цифрового преобразователя сенсорного типа.

Третьей целью настоящего изобретения является создание устройства возбуждения цифрового преобразователя пальцевого сенсорного типа, подходящего для вышеуказанного способа возбуждения.

Четвертой целью настоящего изобретения является создание способа автоматической регулировки характеристик полосовой фильтрации, относящихся к контроллеру цифрового преобразователя.

Пятой целью настоящего изобретения является создание устройства для автоматической регулировки характеристик полосовой фильтрации, относящихся к контроллеру цифрового преобразователя.

Шестой целью настоящего изобретения является создание блока интерфейса, подходящего для использования в контроллере цифрового преобразователя.

Седьмой целью настоящего изобретения является создание генератора сигнала возбуждения панели, подходящего для использования в контроллере цифрового преобразователя.

Восьмой целью настоящего изобретения является создание генератора сигнала управления возбуждением панели, подходящего для использования в контроллере цифрового преобразователя.

Девятой целью настоящего изобретения является создание схемы энергосбережения, подходящей для использования в контроллере цифрового преобразователя.

Соответственно для достижения первой цели предлагается контроллер цифрового преобразователя, содержащий: генератор сигнала возбуждения панели для приема тактового сигнала, имеющего заранее заданную первую частоту, и генерации сигнала возбуждения панели, имеющего заранее заданную вторую частоту, который требуется в перьевом и пальцевом сенсорном режимах; генератор опорного напряжения для генерирования сигнала опорного напряжения, имеющего заранее заданный эталонный уровень, необходимого в сенсорном панельном режиме; первый мультиплексор для селективного вывода либо сигнала опорного напряжения, подаваемого от генератора опорного напряжения, либо сигнала возбуждения панели, подаваемого от генератора сигнала возбуждения панели в ответ на сигнал выбора режима, указывающий на перьевой, пальцевой сенсорный или сенсорный панельный режим; 4-канальный блок возбуждения для приема выходного сигнала первого мультиплексора и генерирования сигнала возбуждения канала, который подается в каждый угол панели в ответ на сигнал управления возбуждением панели в соответствии с рабочим режимом; преобразователь ток-напряжение для обнаружения изменения тока, втекающего в или вытекающего из каждого угла панели; дифференциальный усилитель для генерирования дифференциального сигнала четырех каналов в соответствии с дифференциальной составляющей между выходным сигналом преобразователя ток-напряжение (18) и сигналом возбуждения канала, подаваемым от 4-канального блока возбуждения (16) в пальцевом сенсорном режиме; второй мультиплексор (22) для последовательной селекции четырехканального дифференциального выходного сигнала, выводимого из дифференциального усилителя (20), для вывода выбранного сигнала в качестве пальцевого сенсорного сигнала; третий мультиплексор (26) для селективного вывода либо пальцевого сенсорного выходного сигнала, выводимого из второго мультиплексора (22), либо перьевого сигнала, выводимого от пера в соответствии с сигналом выбора режима; четвертый мультиплексор (34) для селективного вывода либо заранее заданного опорного напряжения, либо сенсорного панельного сигнала, выводимого из панели (200), в соответствии с сигналом выбора режима; полосовой фильтр (28) для фильтрации частотной составляющей сигнала возбуждения панели из выходного сигнала третьего мультиплексора (26); выпрямитель (30) для выпрямления выходного сигнала полосового фильтра (28); пятый мультиплексор для селективного вывода либо выходного сигнала выпрямителя, либо четвертого мультиплексора, в соответствии с сигналом выбора режима; низкочастотный фильтр для выделения практически постоянной составляющей из выходного сигнала пятого мультиплексора; составляющей из выходного сигнала пятого мультиплексора; аналого- цифровой преобразователь для преобразования выходного сигнала низкочастотного фильтра в цифровой сигнал синхронно с сигналом управления возбуждением панели для вывода в качестве координатного сигнала; и интерфейс для приема управляющей команды, подаваемой из микропроцессора, генерирования сигнала выбора режима, указывающего перьевой, пальцевой сенсорный или сенсорный панельный режим, путем интерпретации принятой управляющей команды и сигнала управления возбуждением панели в соответствии с выбранным режимом, и передачи координатного сигнала, подаваемого от аналого-цифрового преобразователя, в микропроцессор.

Согласно настоящему изобретению предпочтительно, чтобы дифференциальный усилитель имел множество блоков возбуждения каналов, соответствующее количеству сигналов возбуждения каналов, причем каждый блок должен усиливать разность между одним из сигналов возбуждения канала и одним из сигналов возбуждения канала, подвергнутых преобразованию ток-напряжение.

Согласно настоящему изобретению предпочтительно также, чтобы контроллер цифрового преобразователя кроме того содержал предусилитель для усиления пальцевого сенсорного сигнала, перьевого сигнала и сенсорного панельного сигнала с заранее заданным соответствующим коэффициентом усиления, для подачи либо на третий, либо на четвертый мультиплексор.

Согласно настоящему изобретению предпочтительно также, чтобы контроллер цифрового преобразователя кроме того содержал: усилитель постоянного тока, имеющий три усилителя постоянного тока для усиления выходного сигнала низкочастотного фильтра с разными коэффициентами усиления в соответствии с рабочим режимом; и шестой мультиплексор для выбора одного из выходных сигналов усилителей постоянного тока в соответствии с сигналом выбора режима для подачи выбранного выходного сигнала в аналого-цифровой преобразователь.

Согласно настоящему изобретению предпочтительно также, чтобы контроллер цифрового преобразователя кроме того содержал цифроаналоговый преобразователь для преобразования цифрового управляющего сигнала, подаваемого из микропроцессора, в аналоговый сигнал для употребления преобразованного управляющего сигнала в качестве сигнала управления частотной характеристикой полосового фильтра.

Согласно настоящему изобретению предпочтительно также, чтобы генератор сигнала возбуждения панели кроме того генерировал пилот-сигнал, имеющий практически ту же самую частоту, что и сигнал возбуждения панели, который подается в полосовой фильтр во время автоматического управления частотной характеристикой.

Согласно настоящему изобретению предпочтительно также, чтобы преобразователь ток-напряжение имел в своем составе переменные резисторы, так чтобы можно было регулировать чувствительность преобразования ток-напряжение.

Согласно настоящему изобретению предпочтительно также, чтобы ширина полосы пропускания низкочастотного фильтра была узкой для устранения шумовых составляющих и чтобы легко выполнять преобразование в постоянный ток.

Для достижения второй цели предлагается способ возбуждения панели, подходящий для цифрового преобразователя пальцевого сенсорного типа, содержащий следующие шаги: подача сигналов возбуждения каналов, имеющих один и тот же потенциал, в каждый угол панели; выявление изменения тока, генерируемого благодаря контакту пальца с панелью и текущего в или вытекающего из каждого угла панели, и преобразование обнаруженного изменения тока в изменение напряжения; выявление дифференциальных сигналов, соответствующих разности сигнала, полученного в результате преобразования ток - напряжение, и сигнала возбуждения канала; последовательная селекция дифференциальных сигналов с заранее заданным периодом и мультиплексирование с временным уплотнением выбранных дифференциальных сигналов; и определение положения контакта пальца в соответствии с величиной мультиплексного дифференциального сигнала.

Для достижения третьей цели предлагается устройство возбуждения цифрового преобразователя пальцевого сенсорного типа, содержащее: генератор сигнала возбуждения панели для генерирования сигнала возбуждения панели, необходимого в пальцевом сенсорном режиме; 4-канальный блок возбуждения для приема сигнала возбуждения панели и генерирования 4-канального сигнала возбуждения с практически одинаковым электрическим потенциалом, который подается на четыре угла панели; преобразователь ток-напряжение, размещаемый между 4-канальным блоком возбуждения панели и панелью, для выявления изменения тока, втекающего в или вытекающего из каждого угла панели, когда палец контактирует с панелью; дифференциальный усилитель для генерирования разности 4-канального сигнала возбуждения и значения преобразования ток-напряжение, поступающего от преобразователя ток-напряжение; мультиплексор для последовательной селекции четырехканального дифференциального сигнала, выходящего из дифференциального усилителя, с заранее заданным периодом, для вывода выбранного сигнала; полосовой фильтр для выделения частотной составляющей сигнала возбуждения панели из выходного сигнала мультиплексора; низкочастотный фильтр для выделения практически постоянной составляющей из выходного сигнала полосового фильтра; и аналого- цифровой преобразователь для преобразования выходного сигнала низкочастотного фильтра в цифровой сигнал синхронно с выбранным периодом мультиплексора.

Для достижения четвертой цели предлагается способ регулировки частотной характеристики полосового фильтра для полосовой фильтрации частотной составляющей сигнала возбуждения панели из пальцевого сенсорного сигнала, подаваемого из панели, или перьевого сигнала, подаваемого от пера, в контроллере цифрового преобразователя, пригодном для цифрового преобразователя перьевого и пальцевого сенсорного типа, причем способ содержит следующие шаги: ввод пилот-сигнала, имеющего практически ту же самую частоту, что и сигнал возбуждения панели, в полосовой фильтр и непрерывное преобразование, в рамках заранее заданного диапазона, сигнала регулировки для регулирования частотной характеристики полосового фильтра; сравнение значений сигнала из полосового фильтра и определение значения сигнала регулировки, дающего максимальную амплитуду обнаруживаемого сигнала; и настройка частотной характеристики полосового фильтра согласно определенному сигналу регулировки.

Для достижения пятой цели предлагается устройство для регулировки частотной характеристики полосового фильтра для полосовой фильтрации частотной компоненты сигнала возбуждения панели из пальцевого сенсорного сигнала, подаваемого от панели, или перьевого сигнала, подаваемого от пера, в контроллере цифрового преобразователя, пригодном для цифрового преобразователя перьевого и пальцевого сенсорного типов, причем устройство содержит: генератор сигнала возбуждения панели для генерирования пилот-сигнала, имеющего практически ту же самую частоту, что сигнал возбуждения панели, для подачи в полосовой фильтр; цифроаналоговый преобразователь для преобразования аналогового сигнала регулировки, подаваемого из микропроцессора, в цифровой сигнал и употребления преобразованного сигнала в качестве сигнала регулировки частотной характеристики полосового фильтра; аналого- цифровой преобразователь для определения амплитуды сигнала от полосового фильтра; микропроцессор для генерирования сигнала регулировки, изменяющегося в рамках заранее заданного диапазона, для изменения частотной характеристики полосового фильтра, для подачи сгенерированного сигнала регулировки в цифроаналоговый преобразователь, определения - исходя из значений изменяющегося в рамках заранее заданного диапазона сигнала регулировки - того сигнала регулировки, который соответствует сигналу, имеющему максимальную амплитуду среди сигналов, прошедших полосовую фильтрацию, и использования определенного сигнала регулировки в качестве сигнала регулировки частотной характеристики полосового фильтра.

Для достижения шестой цели предлагается интерфейс для передачи управляющих команд, генерируемых микропроцессором на периферийные устройства, и управления передачей данных, поступающих от периферийных устройств в микропроцессор, причем интерфейс содержит: защелку данных для фиксации управляющей команды, поступающей от микропроцессора; буфер данных для ввода данных, подаваемых от периферийных устройств, и вывода введенных данных в микропроцессор; декодер команд для приема управляющей команды, подаваемой из защелки данных, и генерирования различных управляющих сигналов, необходимых для управления периферийными устройствами; и адресный декодер для приема адресного сигнала, подаваемого из микропроцессора, и генерирования сигналов для активизации защелки данных и буфера данных.

Для достижения седьмой цели предлагается контроллер цифрового преобразователя, в котором генератор сигнала возбуждения панели содержит: D-триггер для приема тактового сигнала и генерирования (n-1) -сигнала, деленного на n, где n - целое число, и где генерируется деленный на (n-1) сигнал, причем каждый сигнал синхронизируется от первого тактового сигнала до (n-1)-го тактового сигнала в последовательности тактовых сигналов в количестве, соответствующем частному деления на n: многозвенный блок для генерирования псевдосинусоидального сигнала посредством вычисления со взвешиванием деленных на (n-1) сигналов в соответствии с заранее заданным значением сопротивления; и полосовой фильтр для генерирования сигнала возбуждения панели, являющегося практически синусоидальным, посредством полосовой фильтрации псевдосинусоидального сигнала, подаваемого из многозвенного блока.

Для достижения восьмой цели предлагается контроллер цифрового преобразователя, в котором генератор сигнала управления возбуждением панели содержит: первый счетчик для генерирования первого счетного сигнала путем подсчета тактовых импульсов с заранее заданным первым коэффициентом счета; второй счетчик для двоичного счета первого счетного сигнала, подаваемого от первого счетчика, для вывода сигнала двоичного счета в качестве второго сигнала; блок инвертирования, имеющий два инвертора, для соответствующего инвертирования первого и второго счетных сигналов, поступающих от первого и второго счетчиков; логический элемент ИЛИ для выполнения логической операции ИЛИ с первым и вторым счетными сигналами; и блок селекции сигналов для приема первого и второго счетных сигналов, подаваемых соответственно от первого и второго счетчиков, инвертированных первого и второго счетных сигналов, подаваемых от блока инвертирования, и выходного сигнала от логического элемента ИЛИ, и генерирования сигнала управления возбуждением панели, соответствующего каждому режиму, в ответ на сигнал выбора режима, в котором блок селекции сигналов выводит первый и второй счетные сигналы, подаваемые соответственно от первого и второго счетчиков, инвертированные первый и второй счетные сигналы, подаваемые от блока инвертирования, и выходной сигнал логического элемента ИЛИ - в перьевом и сенсорном панельном режимах и сигнал, подаваемый от логического элемента ИЛИ, - в пальцевом сенсорном режиме.

Для достижения девятой цели предлагается контроллер цифрового преобразователя, кроме того содержащий: счетный блок для подсчета тактовых сигналов, имеющих заранее заданный период, с заранее заданным первым коэффициентом счета для вывода первого импульсного сигнала; счетчик для подсчета первых импульсных сигналов, выводимых из счетного блока, с заранее заданным вторым коэффициентом счета путем запуска операции счета в соответствии с сигналом кончика пера; и генератор сброса питания (power slip signal) для определения того, продолжается ли состояние простоя пера сверх заданного временного интервала, посредством выполнения логической операции И над вторым импульсным сигналом, выводимым из счетчика, и сигналом кончика пера и генерирования сигнала сброса питания для управления энергопотреблением, если состояние простоя продолжается сверх заданного временного интервала, в котором интерфейс вводит режим энергосбережения в ответ на сигнал сброса питания, подаваемый от генератора сигнала сброса питания.

Краткое описание прилагаемых чертежей:

фиг. 1 - схема контроллера цифрового преобразователя согласно предпочтительному варианту настоящего изобретения;

фиг. 2A и 2B показывают соответственно диаграммы сигналов управления возбуждением панели и сигналов возбуждения каналов, иллюстрирующие работу контроллера, показанного на фиг. 1 в перьевом режиме;

фиг. 3 - блок-схема, показывающая прохождение сигнала в контроллере цифрового преобразователя, показанном на фиг. 1, в перьевом режиме;

фиг. 4A-4E - диаграммы, иллюстрирующие работу каждого составляющего элемента контроллера цифрового преобразователя, показанного на фиг. 1, в перьевом режиме;

фиг. 5A и 5B показывают диаграммы соответственно сигналов управления возбуждением панели и сигналов возбуждения каналов при работе известного контроллера цифрового преобразователя в пальцевом сенсорном режиме;

фиг. 6A-6C - графики, показывающие соответственно вид сигналов управления возбуждением панели и сигналов возбуждения каналов при работе контроллера цифрового преобразователя согласно настоящему изобретению, показанного на фиг. 1, в пальцевом сенсорном режиме;

фиг. 7 - блок-схема, показывающая прохождение сигнала в контроллере цифрового преобразователя, показанном на фиг. 1, в пальцевом сенсорном режиме;

фиг. 8A-8E показывают вид сигналов при работе каждого составляющего элемента контролера цифрового преобразователя, показанного на фиг. 1, в пальцевом сенсорном режиме;

фиг. 9A и 9B показывают вид сигналов управления возбуждением панели и сигналов возбуждения каналов при работе контроллера цифрового преобразователя, показанного на фиг. 1, в сенсорном панельном режиме;

фиг. 10 - блок-схема, показывающая прохождение сигнала в контроллере цифрового преобразователя, показанного на фиг. 1, в сенсорном панельном режиме;

фиг. 11A-11C показывают вид сигналов при работе каждого составляющего элемента контроллера цифрового преобразователя, показанного на фиг. 1, в сенсорном панельном режиме;

фиг. 12 - схема, показывающая формат сигнала выбора режима, показанного на фиг. 1;

фиг. 13 - схема, показывающая генератор сигнала возбуждения панели, изображенный на фиг. 1;

фиг. 14A-14C показывают вид сигналов, иллюстрирующих работу устройства, показанного на фиг. 13;

фиг. 15 - схема известного устройства для генерирования сигнала возбуждения панели;

фиг. 16 - подробная блок-схема 4- канального блока возбуждения панели, показанного на фиг. 1;

фиг. 17 - подробная блок-схема дифференциального усилительного блока, показанного на фиг. 1;

фиг. 18 - подробная блок-схема полосового фильтра и цифроаналогового преобразователя, показанных на фиг. 1;

фиг. 19A и 19B - графики, показывающие частотные характеристики полосового фильтра, изображенного на фиг. 18;

фиг. 20 показывает формат сигнала регулировки для регулирования частотных характеристик полосового фильтра, изображенного на фиг. 18;

фиг. 21 показывает прохождение сигнала в режиме автоматической регулировки частотной характеристики;

фиг. 22 показывает преобразование в аналого-цифровом преобразователе, изображенном на фиг. 1;

фиг. 23 - подробная блок-схема блока интерфейса, показанного на фиг. 1;

фиг. 24A-24H - временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие работу устройства, показанного на фиг. 23,

фиг. 25 - блок-схема другого варианта контроллера цифрового преобразователя согласно настоящему изобретению;

фиг. 26 - подробная блок-схема устройства энергосбережения, показанного на фиг. 25;

фиг. 27A-28D показывают виды сигналов для иллюстрации работы устройства энергосбережения, показанного на фиг. 26;

фиг. 29 - подробная блок-схема блока генерации сигнала управления возбуждением панели, показанного на фиг. 25;

фиг. 30 показывает расположение интегральных схем для реализации устройства по фиг. 1.

Лучший вариант осуществления изобретения

На фиг. 1 представлена схема контроллера цифрового преобразователя согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг. 1 ссылочная позиция 100 представляет контроллер цифрового преобразователя согласно настоящему изобретению, ссылочная позиция 200 представляет панель, а ссылочная позиция 300 - перо.

Контроллер цифрового преобразователя 100 включает в себя генератор сигнала возбуждения панели 10, генератор опорного напряжения 12, первый мультиплексор (MUX) 14, четырехканальный возбудитель панели 16, преобразователь ток-напряжение 18, дифференциальный усилитель 20, второй мультиплексор 22, предусилитель 24, третий мультиплексор 26, полосовой фильтр (BPF) 28, выпрямитель 30, цифроаналоговый (D/A) преобразователь 32, четвертый мультиплексор 34, пятый мультиплексор 36, низкочастотный фильтр (LPF) 38, усилитель постоянного тока 40, шестой мультиплексор 42, аналого-цифровой (A/D) преобразователь 44 и блок интерфейса 46.

Генератор сигнала возбуждения панели 10 генерирует заданный сигнал возбуждения панели 48 второй частоты для возбуждения панели 200 в перьевом либо пальцевом сенсорном режиме и пилот-сигнал 50 для регулировки частотных характеристик BPF 28 с использованием подаваемых в генератор 10 тактовых сигналов заранее заданной первой частоты. Здесь в перьевом режиме функционирование контроллера цифрового преобразователя 100 соответствует цифровым преобразователям перьевого типа, а в пальцевом сенсорном режиме функционирование контроллера цифрового преобразователя 100 соответствует цифровым преобразователям пальцевого сенсорного типа. Предпочтительно, чтобы сигнал возбуждения панели 48 и пилот-сигнал 50 были синусоидальными с заранее заданным периодом.

Генератор опорного напряжения 12 генерирует сигнал опорного напряжения 52 для возбуждения панели 200 в сенсорном панельном режиме. Здесь в сенсорном панельном режиме функционирование контроллера цифрового преобразователя 100 соответствует цифровым преобразователям сенсорного панельного типа. При этом сигнал опорного напряжения представляет собой сигнал постоянного тока с заданным значением первого опорного напряжения.

Первый мультиплексор 14 селективно выводит сигнал возбуждения панели 48, подаваемый от генератора сигнала возбуждения панели 10, и сигнал опорного напряжения 52, подаваемый от генератора опорного напряжения 12, в соответствии с подаваемым на этот мультиплексор сигналом выбора режима.

Четырехканальный возбудитель панели 16 получает сигнал возбуждения канала 48 или опорный сигнал 52, выводимые из первого мультиплексора 14, и генерирует сигналы возбуждения каналов UL, UR, LL и LR, соответствующие перьевому режиму, пальцевому сенсорному режиму и сенсорному панельному режиму, в ответ на подаваемые на него сигналы управления возбуждением панели C_UL, C_ UR, C_ LL и C_LR. Здесь сигналы возбуждения каналов UL, UR, LL и LR для каналов с первого по четвертый подаются соответственно в верхний левый, верхний правый, нижний левый и нижний правый углы панели 200.

Преобразователь ток-напряжение 18 включает в себя блоки преобразования ток-напряжение (обычно резисторы), на которые подаются четыре сигнала возбуждения каналов UL, UR, LL и LR, которые выявляют изменение в токах, втекающих в или вытекающих из каждого угла панели 200, в сенсорном панельном режиме.

Дифференциальный усилитель 20 выдает сигналы DIFF_UR, DIFF_UL, DIFF_LR и DIFF_ LL, соответствующие разности между соответствующими сигналами возбуждения каналов UL, UR, LL и LR и сигналами, прошедшими через преобразователь ток-напряжение UL", UR", LL" и LR", которые выводятся из преобразователя ток- напряжение 18. То есть, каждый из сигналов - DIFF_UR, DIFF_UL, DIFF_LR и DIFF_LL имеет амплитуду, соответствующую разности между соответственно UR и UR", UL и UL", LR и LR" и LL и LL".

Второй мультиплексор 22 селективно выводит один из сигналов DIFF_UR, DIFF_ UL, DIFF_LR и DIFF_LL, подаваемых из дифференциального усилителя 20, в соответствии с подаваемым на него сигналом выбора канала. То есть, второй мультиплексор 22 выводит сигналы DIFF_UR, DIFF_UL, DIFF_LR и DIFF_LL в течение соответствующих временных сегментов T1, T2, T3 и T4.

Сигнал, выводимый из второго мультиплексора 22 (пальцевой сенсорный сигнал 58), сигнал, выводимый из панели 200 (сенсорный панельный сигнал 62), и сигнал, выводимый от пера 300 (перьевой сигнал 60), подаются на предусилитель 24.

Предусилитель 24 включает в себя три субпредусилителя 24a, 24b и 24c, каждый из которых усиливает соответственно пальцевой сенсорный сигнал 58, перьевой сигнал 60 и сенсорный панельный сигнал 62.

Пальцевой сенсорный сигнал 58, усиленный первым субпредусилителем 24a, и перьевой сигнал 60, усиленный вторым субпредусилителем 24b, подаются на третий мультиплексор 26, а сенсорный панельный сигнал 62, усиленный третьим субпредусилителем 24c, подается на четвертый мультиплексор 34.

Третий мультиплексор 26 селективно выводит либо пилот-сигнал 50, выводимый из генератора сигнала возбуждения панели 10, либо пальцевой сенсорный сигнал 58, выводимый из панели 200, либо перьевой сигнал 60, выводимый от пера, в соответствии с подаваемым на него сигналом выбора режима.

BPF (полосовой фильтр) 28 выполняет полосовую фильтрацию последовательной составляющей сигнала возбуждения панели, выходящей из третьего мультиплексора 26, для устранения нежелательных шумов.

Отфильтрованный сигнал 64, выводимый из BPF 28, выпрямляется выпрямителем 30 и затем подается в качестве входного сигнала в пятый мультиплексор 36.

Четвертый мультиплексор 34 селективно выводит заданное эталонное напряжение (напряжение земли) или усиленный сенсорный панельный сигнал 62 в соответствии с подаваемым на него сигналом выбора режима и подает выбранный сигнал в качестве другого входного сигнала в пятый мультиплексор 36.

Пятый мультиплексор 36 селективно выводит сигнал 66, выходящий из выпрямителя 30, или сигнал, выводимый из четвертого мультиплексора 34 в соответствии с подаваемым на него сигналом выбора режима.

LPF (низкочастотный фильтр) 38 осуществляет низкочастотную фильтрацию сигнала, выводимого из пятого мультиплексора 36, для преобразования его в сигнал постоянного тока и выводит результирующий сигнал в усилитель постоянного тока 40. Предпочтительно, чтобы полоса пропускания LPF 38 была узкой. Если полоса пропускания будет широкой, то на выходе будет много переменных составляющих, что сделает нестабильным значение выходного сигнала. Таким образом переменные составляющие следует устранить путем сужения полосы пропускания, насколько это возможно.

Усилитель постоянного тока 40 включает в себя три субусилителя постоянного тока 40a, 40b и 40c, которые используются в пальцевом сенсорном режиме, перьевом режиме и сенсорном панельном режиме соответственно. Каждый субусилитель постоянного тока усиливает сигнал, выходящий из LPF 38, и выводит усиленный сигнал. Поскольку здесь для каждого режима требуются разные коэффициенты усиления, то для каждого режима должен быть подобран соответствующий субусилитель постоянного тока.

Шестой мультиплексор 42 селективно выводит один из сигналов, выходящих из субусилителей постоянного тока 40a, 40b, 40c в A/D преобразователь 44 в соответствии с подаваемым на него сигналом выбора режима.

A/D преобразователь 44 преобразует аналоговый сигнал 70, выводимый из шестого мультиплексора 42, в цифровой сигнал в соответствии с подаваемым на него тактовым сигналом и сигналом управления и выводит преобразованный в цифровой код сигнал в блок интерфейса 46.

Блок интерфейса 46 управляет работой вышеописанных составляющих элементов в соответствии с сигналом управления, подаваемым микропроцессором (не показан), и передает цифровой сигнал, преобразованный A/D преобразователем 44, в микропроцессор.

Цифровой сигнал, передаваемый в микропроцессор, представляет собой цифровой координатный сигнал, соответствующий перу, (пишущей) ручке и пальцу, от панели 200.

Далее описывается работа контроллера цифрового преобразователя, показанного на фиг. 1, в перьевом режиме, пальцевом сенсорном режиме и сенсорном панельном режиме.

Сначала со ссылками на фиг. 2A и 2B, представляющие собой соответственно диаграммы сигналов управления возбуждением панели C_UL, C_UR, C_LL и C_LR и сигналов возбуждения панели UL, UR, LL и LR, будет описана работа четырехканального возбудителя панели, показанного на фиг. 1.

Сигналы управления возбуждением панели представляют собой цифровые сигналы. Здесь высокие уровни (VH) этих сигналов указывают, что сигналы возбуждения каналов подаются в каждый угол панели 200, а низкие уровни (VL) указывают на то, что на каждый угол панели 200 подается заданное напряжение постоянного тока (предпочтительно, потенциал земли). Также сигналы управления возбуждением C_UL, С_LL, C_UR и C_LR, показанные на фиг. 2A по порядку сверху вниз, соответствуют сигналам возбуждения панели UL, LL, UR и LR, показанным по порядку сверху вниз на фиг. 2B.

Для того чтобы определить один набор координат местоположения пера, четыре угла панели 200 возбуждаются четыре раза парами по два угла за один раз. Здесь левый и правый углы возбуждаются прежде, чем верхние и нижние углы. Например, когда на верхний левый и нижний левый углы панели 200 подаются сигналы UL и LL, а на остальные углы, как показано на интервале T1, подается потенциал земли, то амплитуда сигнала, определяемая пером, движущимся по панели 200, соответствует расстоянию x⁺ от правого края панели до местоположения пера. Также, если на верхний правый и нижний правый углы панели 200 подаются сигналы UR и LR, а на остальные углы подается потенциал земли, как показано на интервале T2, то амплитуда сигнала, определяемая пером, соответствует расстоянию x^- от левого края панели до местоположения пера.

То есть координата x определяется как относительная координата по формуле



Амплитуда сигнала на интервале 11 соответствует x⁺, а амплитуда сигнала на интервале T2 соответствует x^-. Таким образом координата x определяется соотношением амплитуд x⁺ и x^-. Таким же образом на интервале T3 и T4 определяется у⁺ и у^-, а затем координата у определяется по соотношению амплитуд ⁺ и y^-. То есть, координата у определяется как относительная координата по следующей формуле



Этот метод для определения координат x и y раскрыт в Патентах США 4.600.807, 4.649.232, 4.650.926 и 4.665.283.

В перьевом режиме сигнал выбора режима представляет перьевой режим. В результате первый мультиплексор 14 селективно выводит сигнал возбуждения панели 48, поступающий от генератора сигнала возбуждения панели 10, третий мультиплексор 26 селективно выводит перьевой сигнал 60, выходящий из второго субпредусилителя 24b, пятый мультиплексор 36 селективно выводит сигнал 66, поступающий от выпрямителя 30, а шестой мультиплексор 42 селективно выводит сигнал, выходящий из второго субусилителя постоянного тока 40b.

На фиг. 3 показано прохождение сигнала в перьевом режиме. Здесь блок интерфейса 46 генерирует сигнал выбора режима, сигнал управления возбуждением панели, сигнал регулировки и сигнал выбора канала под управлением микропроцессора. Сигнал возбуждения панели 48, выводимый из генератора сигнала возбуждения панели 10, подается в четырехканальный возбудитель панели 16 через первый мультиплексор 14. Четырехканальный возбудитель панели 16 генерирует сигналы возбуждения каналов UL, LL, UR и LR, показанные на фиг. 2B, в соответствии с сигналами управления возбуждением панели С_UL, C_LL, C_UR и C_ LR, показанные на фиг. 2A, и выводит сгенерированные сигналы на каждый угол панели 200. Перьевой сигнал, снимаемый пером 300 с панели 200, подается на второй субпредусилитель 24b. Предварительно усиленный перьевой сигнал 60, выводимый из второго субпредусилителя 24b, подается в BPF 28 через третий мультиплексор 26. BPF 28 выделяет из перьевого сигнала 60 составляющую, имеющую частоту сигнала возбуждения панели, в качестве основной частоты и выводит выделенный сигнал в выпрямитель 30, а затем выпрямитель 30 выпрямляет выделенный сигнал и затем выводит выпрямленный сигнал. Сигнал 66, выводимый из выпрямителя 30, подается в LPF 38 через пятый мультиплексор 36. LPF 38 осуществляет низкочастотную фильтрацию сигнала 66, выводимого из выпрямителя 30, и выводит результирующий сигнал на второй субусилитель постоянного тока 40b. Второй субусилитель постоянного тока 40b усиливает сигнал 68, выводимый из LPF 38, и выводит усиленный сигнал в A/D преобразователь 44 через шестой мультиплексор 42. A/D преобразователь 44 преобразует сигнал 70, выводимый из шестого мультиплексора 42, в цифровой сигнал, а затем цифровой сигнал выводится в блок интерфейса 46 через шину данных 104. Здесь преобразованный в цифровую форму сигнал представляет амплитуду сигнала, определяемого расстояниями ⁺, x^-, y⁺, y^- от местоположения пера до каждого края панели 200, на интервалах T1, T2, T3 и T4. Блок интерфейса 46 подает координатный сигнал, выводимый из A/D преобразователя 44 через шину 102, в микропроцессор.

На фиг. 4A-4E показаны формы сигналов, иллюстрирующие работу каждого составляющего элемента контроллера цифрового преобразователя, показанного на фиг. 1, в перьевом режиме. В частности, на фиг. 4A показан вид тактового сигнала, подаваемого в генератор сигнала возбуждения панели 10; на фиг. 4B - вид сигнала возбуждения панели 48, формируемого генератором возбуждения панели 10 с использованием тактового сигнала, показанного на фиг. 4A; на фиг. 4C - вид сигналов управления возбуждением панели C_UL, C_LL, C_UR и С_LR, подаваемых в четырехканальный возбудитель панели 16; на фиг. 4D показан пример перьевого сигнала 60 в точке, определяемой пером, и на фиг. 4Е показан вид сигнала 68, выводимого из LPF 38.

Далее описывается работа контроллера цифрового преобразователя согласно настоящему изобретению в пальцевом сенсорном режиме.

Согласно предпочтительному варианту способ возбуждения в контроллере цифрового преобразователя в пальцевом сенсорном режиме отличается от способа возбуждения в известном контроллере цифрового преобразователя. Согласно известному способу возбуждения четыре угла панели возбуждаются в любой момент времени по одному. В то время как в перьевом или в сенсорном панельном режиме в контроллере цифрового преобразователя согласно настоящему изобретению возбуждаются одновременно два угла панели, в известном контроллере цифрового преобразователя сигнал возбуждения канала подается только на один угол, так что снимается меньший ток. Соответственно должна быть увеличена чувствительность дифференциального усилителя.

В способе возбуждения согласно настоящему изобретению сигналы возбуждения каналов UL, LL, UR и LR, имеющие каждый одинаковую амплитуду, одновременно подаются на четыре угла панели, а изменение тока, выявляемое каждым каналом, выявляется последовательно, что повышает чувствительность контроллера цифрового преобразователя согласно настоящему изобретению.

Далее со ссылками на фиг. 5A, 5B и 6A-6C подробно описывается работа контроллера цифрового преобразователя в пальцевом сенсорном режиме.

На фиг. 5A показаны виды сигналов управления возбуждением панели C_UL, С_ LL, С_UR и C_LR, известного контроллера цифрового преобразователя в пальцевом сенсорном режиме. Как показано на фиг. 5A, на каждом отрезке T1, T2, T3 и T4 возбужден только один угол при выявлении изменения тока в каждом канале. На фиг. 5B показан вид сигналов возбуждения каналов UL, LL, UR и LR, генерируемых в соответствии с сигналами управления возбуждением панели С_UL, C_LL, C_UR и C_LR, показанных на фиг. 5A.

На фиг. 6A-6C иллюстрируется способ возбуждения контроллера цифрового преобразователя согласно настоящему изобретению в пальцевом сенсорном режиме. На фиг. 6A показан вид сигналов управления возбуждением панели С_UL, С_ LL, С_ UR и C_LR в пальцевом сенсорном режиме в соответствии со способом возбуждения настоящего контроллера цифрового преобразователя.

Как показано на фиг. 6A на отрезках T1, T2, T3 и T4, когда выявляется изменение тока в каждом канале, возбуждены все четыре угла панели. Соответственно возрастает изменение тока в каждом канале, что повышает чувствительность. На фиг. 6B показан вид сигналов возбуждения каналов UL, LL, UR и LR, генерируемых в соответствии с сигналами управления возбуждением панели С_ UL, С_LL, С_UR и С_LR, показанными на фиг. 6A, а на фиг. 6C показаны виды сигнала выбора канала. Здесь изменение тока в каждом канале выявляется на отрезках T1, T2, T3 и T4 по одному в соответствии с сигналом выбора канала.

Далее описывается способ возбуждения контроллера цифрового преобразователя в пальцевом сенсорном режиме согласно настоящему изобретению.

Во-первых, сигналы возбуждения каналов UL, LL, UR и LR, каждый из которых имеет переменную составляющую с одним и тем же уровнем, одновременно подаются на все четыре угла панели.

Во-вторых, выявляется возникающее благодаря контакту пальца с панелью изменение тока, втекающего в/вытекающего из каждого угла панели, а затем это изменение тока преобразуется в изменение напряжения.

В-третьих, определяются дифференциальные сигналы, соответствующие разности амплитуд сигналов возбуждения каналов UL, LL, UR и LR, и сигналов, прошедших преобразование ток-напряжение.

В-четвертых, дифференциальные сигналы повторно последовательно отбираются с заданным периодом, а затем в соответствии с выбранными сигналами выполняется мультиплексирование с временным уплотнением.

И наконец, на основе амплитуды мультиплексного дифференциального сигнала определяется местоположение пальца на панели 200.

В пальцевом сенсорном режиме сигналы возбуждения каналов UL, LL, UR и LR, каждый из которых имеет одинаковую фазу и амплитуду, подаются на все четыре угла панели 200. Когда палец касается панели, то ток, поступающий в/выходящий из каждого угла панели 200, изменяется в зависимости от положения пальца на панели 200, поскольку палец выполняет функцию конденсатора, расположенного между землей и панелью. Затем преобразователь ток-напряжение 18 преобразует изменение тока в изменение напряжения и выводит результирующий сигнал.

В пальцевом сенсорном режиме сигнал выбора режима представляет пальцевой сенсорный режим. Соответственно первый мультиплексор 14 селективно выводит сигнал возбуждения панели 48, выходящий из генератора сигнала возбуждения панели 10, второй мультиплексор 22 селективно выводит отбираемые последовательно дифференциальные сигналы, третий мультиплексор 26 селективно выводит пальцевой сенсорный сигнал 58, поступающий от первого субпредусилителя 24 а, шестой мультиплексор 36 селективно выводит сигнал 66, поступающий от выпрямителя 30, а шестой мультиплексор 42 селективно выводит сигнал, поступающий от первого субусилителя постоянного тока 40a.

На фиг. 7 показано прохождение сигнала в пальцевом сенсорном режиме.

Блок интерфейса 46 генерирует сигнал выбора режима, сигнал управления возбуждением панели, сигнал регулировки, сигнал выбора канала под управлением микропроцессора.

Сигнал возбуждения панели 48, выводимый из генератора сигнала возбуждения панели 10, подается в четырехканальный возбудитель панели 16 через первый мультиплексор 14.

Четырехканальный возбудитель панели 16 генерирует сигналы возбуждения каналов UL, LL, UR и LR, показанные на фиг. 6В, в соответствии с сигналами управления возбуждением панели С_UL, С_LL, С_UR и C_LR, показанные на фиг. 6A, и выводит сгенерированные сигналы на каждый угол панели 200.

Сигналы возбуждения каналов, прошедшие преобразование ток-напряжение, UL", LL", UR" и LR", которые изменяются в зависимости от положения пальца на панели 200, подаются в дифференциальный усилитель 20, а дифференциальные сигналы, выводимые из дифференциального усилителя 20, отбираются вторым мультиплексором 22 последовательно. Затем отобранный сигнал подается в первый субпредусилитель 24a в качестве пальцевого сенсорного сигнала 58.

Предварительно усиленный первым субпредусилителем 24a пальцевой сенсорный сигнал подается в BPF 28 через третий мультиплексор 26.

BPF 28 выделяет составляющую, имеющую частоту сигнала возбуждения панели 48, в качестве основной частоты, из

пальцевого сенсорного сигнала 58 и выводит выделенный сигнал в выпрямитель 30, а затем выпрямитель 30 выпрямляет выделенный сигнал и затем выводит выпрямленный сигнал.

Сигнал 66, выводимый из выпрямителя 30, подается в LPF 38 через мультиплексор 36.

LPF 38 осуществляет низкочастотную фильтрацию сигнала 66, выводимого из выпрямителя 30, и выводит результирующий сигнал в первый субусилитель постоянного тока 40a.

Первый субусилитель постоянного тока 40a усиливает сигнал 68, выводимый из LPF 38, и выводит усиленный сигнал в A/D преобразователь 44 через шестой мультиплексор 42.

A/D преобразователь 44 преобразует сигнал 70, выводимый из шестого мультиплексора 42, в цифровой сигнал, а затем цифровой сигнал выводится в блок интерфейса 46 через шину данных 104.

Блок интерфейса 46 подает координатный сигнал, выводимый из A/D преобразователя 44 через шину 102, в микропроцессор.

На фиг. 8A-8E показаны формы сигналов, иллюстрирующие работу каждого составляющего элемента контроллера цифрового преобразователя, показанного на фиг. 1, в пальцевом сенсорном режиме. В частности, на фиг. 8A показан вид тактового сигнала подаваемого в генератор сигнала возбуждения панели 10; на фиг. 8B - вид сигнала возбуждения панели 48, формируемого генератором сигнала возбуждения панели 10 с использованием тактового сигнала, показанного на фиг. 8A; на фиг. 8C показан вид сигналов управления возбуждением панели C_ UL, C_LL, C_UR и C_LR, подаваемых в четырехканальный возбудитель панели 16; на фиг. 8D показан пример пальцевого сенсорного сигнала, выводимого из второго мультиплексора 22, и на фиг. 8E показан вид сигнала 68, выводимого из LPF 38.

Далее со ссылками на фиг. 9A и 9B описывается работа четырехканального возбудителя панели 16, показанного на фиг. 1, где на фиг. 9A показан вид сигналов управления возбуждением панели C_UL, C_LL, C_UR и C_LR, подаваемых в четырехканальный возбудитель панели 16, а на фиг. 9B - вид сигналов возбуждения панели UL, LL, UR и LR соответственно.

В сенсорном панельном режиме все четыре угла панели 200 возбуждаются сигналами постоянного тока не так, как в перьевом режиме. Однако сигналы управления возбуждением панели C_UL, C_LL, C_UR и C_LR в сенсорном панельном режиме такие же, как и в перьевом режиме. Сигнал, генерируемый прикосновением пера к панели 200, обнаруживается панелью 200. Таким же образом как и в перьевом режиме, координата x местоположения пера распознается на отрезках T1 и T2, координата у местоположения пера определяется на отрезках T3 и T4 соответственно. Сигнал опорного напряжения, необходимый для сенсорного панельного режима, подается от генератора опорного напряжения 12.

В сенсорном панельном режиме сигнал выбора режима представляет сенсорный панельный режим. Соответственно первый мультиплексор 14 селективно выводит сигнал опорного напряжения, выдаваемый генератором опорного напряжения 12, четвертый мультиплексор 34 селективно выводит предварительно усиленный сенсорный панельный сигнал, выводимый из третьего субпредусилителя 24c, пятый мультиплексор 36 селективно выводит сигнал, выдаваемый четвертым мультиплексором 34, и шестой мультиплексор 42 селективно выводит сигнал, выдаваемый третьим субусилителем постоянного тока 40c.

На фиг. 10 схематически показано прохождение сигнала в сенсорном панельном режиме.

Блок интерфейса 46 генерирует сигнал выбора режима, сигнал управления возбуждением панели, сигнал регулировки и сигнал выбора канала под управлением микропроцессора.

Сигнал опорного напряжения, генерируемый генератором опорного напряжения 12, подается через первый мультиплексор 14 на четырехканальный возбудитель панели 16.

Четырехканальный возбудитель панели 16 генерирует сигналы возбуждения каналов UL, LL, UR и LR, показанные на фиг. 9B, в соответствии с сигналами управления возбуждением панели С_UL, C_LL, С_UR и C_LR, показанными на фиг. 9A, и выводит сгенерированные сигналы на каждый угол панели 200.

Сенсорный панельный сигнал 62, выявляемый панелью в соответствии с местоположением пера (не показано), двигающегося по панели 200, подается в третий субпредусилитель 24c.

Сенсорный панельный сигнал 62, предварительно усиленный третьим субпредусилителем 24c, подается в LPF 38 через пятый мультиплексор 36. Затем третий субусилитель постоянного тока 40c усиливает сигнал 68, выводимый из LPF 38, и подает усиленный сигнал в A/D преобразователь 44 через шестой мультиплексор 42.

A/D преобразователь 44 преобразует сигнал 70, выводимый из шестого мультиплексора 42, в цифровой сигнал, а затем цифровой сигнал выводится в блок интерфейса 46. Блок интерфейса 46 подает координатный сигнал, выводимый из A/D преобразователя 44, в микропроцессор.

На фиг. 11A-11C показан вид сигналов, иллюстрирующих работу каждого составляющего элемента контроллера цифрового преобразователя, показанного на фиг. 1, в сенсорном панельном режиме. В частности, на фиг. 11A показана форма сигнала опорного напряжения, генерируемого генератором опорного напряжения 12, на фиг. 11B показаны формы сигналов управления возбуждением панели C_ UL, C_ LL, C_UR и C_LR, подаваемых в четырехканальный возбудитель панели 16, и на фиг. 11C представлена в качестве примера форма сенсорного панельного сигнала, определяемого панелью 200.

На фиг. 12 показан сигнал выбора режима для управления операцией селекции первого мультиплексора 14, четырехканальным возбудителем панели 16, третьим мультиплексором 25, четвертым мультиплексором 34, пятым мультиплексором 36, шестым мультиплексором 42. Сигнал выбора режима представляет собой двухразрядный цифровой сигнал. На фиг. 12 операция выбора режима управляется комбинацией разряда 0 в верхней части графика и разряда 1 в нижней части графика. То есть, значение "00" сигнала выбора режима представляет перьевой режим, "10" - пальцевой сенсорный режим, а "01" - сенсорный панельный режим соответственно.

На фиг. 13 представлена подробная структурная схема генератора сигнала возбуждения панели 10, показанного на фиг. 1. Структура, показанная на фиг. 13, которая описана в патентной заявке Кореи N 95-15442 заявителем настоящей заявки, включена в настоящее изобретение.

Блок генерации возбуждения панели, показанный на фиг. 13, включает в себя блок D-триггеров 120, блок усиления 122, многозвенный блок 124, полосовой фильтр 126 и усилитель 128.

Блок D-триггеров 120 принимает тактовые сигналы и генерирует (n-1) сигналов, чьи частоты делятся на n частей (n - целое число). Здесь сигналы с частотами, деленными на (n-1), синхронизируются с помощью тактовых сигналов соответственно с первого по (n-1)-й из последовательности тактовых сигналов.

В предлагаемом варианте имеется четыре каскадно включенных D-триггера 120a-120d. То есть, неинвертированный выход каждого предыдущего D-триггера является входом следующего D-триггера, инвертированный выход последнего D-триггера является входом первого D-триггера, а три сигнала с делением частоты получаются с неинвертированных выходов первых трех D-триггеров.

Здесь количество сигналов с делением частоты и соответствующее количество D-триггеров связано с разрешающей способностью сигнала, предназначенного для возбуждения панели. Для моделирования сигнала возбуждения панели, например, на трех шагах потребуется три сигнала с задержкой и четыре D-триггера.

Здесь необходимое количество триггеров, n - такое же, как количество шагов, на которых формируется сигнал возбуждения панели.

Блок усиления 122 содержит усилители 122a-122c для дифференциального усиления сигналов с делением частоты, поступающих из блока D-триггеров 120.

Многозвенный блок 124 формирует псевдосинусоидальный сигнал путем суммирования сигналов с делением частоты, выводимых из блока усиления 122 в соответствии с сопротивлениями резисторов 124a, 124b, 124c, 124d и 124e. Здесь псевдосинусоидальный сигнал означает сигнал, имеющий форму, примерно соответствующую форме идеального синусоидального сигнала.

Полосовой фильтр (BPF) 126 осуществляет полосовую фильтрацию псевдосинусоидального сигнала, выводимого из многозвенного блока 124, и генерирует пилот-сигнал 50 для BPF 28, показанного на фиг. 1.

Усилитель 128 генерирует сигнал возбуждения панели 48 на первый мультиплексор 14 по фиг. 1 путем усиления сигнала, выходящего из BPF 126.

На фиг. 14A-14C показан вид сигналов, иллюстрирующих работу блока генерации сигналов возбуждения панели, показанного на фиг. 13, в случае, когда синусоидальный сигнал представлен на трех шагах. На фиг. 14A показан тактовый сигнал CLOCK, на фиг. 14B показан сигнал сброса CLEAR, а на фиг. 14C-14E показаны сигналы с делением частоты V1, V2 и V3 соответственно. На фиг. 14F показан псевдосинусоидальный сигнал, поступающий из многозвенного блока 124, а на фиг. 14C показан сигнал, выходящий из BPF 126.

Фиг. 15 схематически показывает известное устройство генерации сигнала возбуждения панели. Устройство по фиг. 15 содержит счетчик 140 для подсчета тактовых сигналов, декодер 142 для декодирования счетных сигналов счетчика 140 и генерации множества сигналов управления коммутацией, множество источников тока 144a-144n, которые включаются или отключаются в ответ на соответствующие управляющие сигналы, выходящие из декодера 142, и блок усиления 146 для получения суммарного тока, генерируемого во множестве источников тока 144а-144n.

Устройство генерации сигнала возбуждения панели по фиг. 15 имеет недостаток, состоящий в том, что оно содержит слишком большие схемы, с большими потерями мощности, которые сложно реализовать в интегральном исполнении. Также, поскольку подсчитанное значение тактовых сигналов декодировать неудобно, то потребуется столько источников тока, сколько имеется декодируемых разрядов.

Напротив, благодаря тому преимуществу, что в схеме генерации сигнала возбуждения панели согласно настоящему изобретению, показанной на фиг. 13, не требуется счетчик, декодер и источники тока, она проще и имеет более низкое энергопотребление, что подходит для схемы генерации синусоидального сигнала, реализуемой в виде интегральных микросхем.

Фиг. 16 представляет собой подробную блок-схему 4-канального блока возбуждения панели и блока преобразования ток-напряжение, показанных на фиг. 1. 4-Канальный блок возбуждения панели 16 включает в себя четыре блока возбуждения 16A-16D для генерации сигналов возбуждения каналов UL, LL, UR и LR соответственно в четыре угла панели 200. Соответствующие блоки возбуждения 16A-16D получают сигналы управления возбуждением панели C_UL, C_LL, C_UR и С_ LR и сигнал, выходящий из первого мультиплексора 14, и выводят сигналы возбуждения каналов UL, LL, UR и LR в четыре угла панели 200. Сигналы возбуждения каналов UL, LL, UR и LR, выводимые из 4-канального блока возбуждения панели 16, подаются на четыре угла панели 200 через блок преобразования ток-напряжение 18.

Блок преобразования ток-напряжение 18 содержит четыре переменных резистора 18a-18d для выполнения преобразования ток- напряжение сигналов возбуждения каналов UL, LL, UR и LR, подаваемых на четыре угла. В пальцевом сенсорном режиме путем изменения сопротивления резисторов 18a-18d можно регулировать чувствительность.

На фиг. 17 более подробно показаны блок дифференциального усиления 20 и второй мультиплексор 22, изображенные на фиг. 1. Блок дифференциального усиления 20 содержит четыре дифференциальных усилителя 20a-20d для приема сигналов возбуждения каналов 54, то есть, UL, LL, UR и LR, выводимых из 4-канального блока возбуждения панели 16, и сигналов возбуждения каналов 56, прошедших преобразование ток-напряжение, подаваемых от блока преобразования ток-напряжение 18, и генерации сигналов их разности 57.

На фиг. 18 представлена подробная блок-схема BPF 28 и цифроаналогового преобразователя 32, показанных на фиг. 1. На фиг. 18 BPF 28 снабжен полосовым низкочастотным узкополосным режекторным (LPN) фильтром 28a, высокочастотным узкополосным режекторным (HPN) фильтром 28b и BPF 28c.

На фиг. 19A представлены обычные частотные характеристики BPF, показанного на фиг. 18. Здесь буквенные ссылки A, B и C показывают соответственно частотные характеристики LPN фильтра 28a, HPN фильтра 28b и BPF 28c.

Центральная частота ВРF, имеющего частотные характеристики, указанные буквами A, В и С, должна быть настроена на частоту сигнала возбуждения панели 48. В процессе изготовления контроллера цифрового преобразователя согласно настоящему изобретению характеристики фильтров 28a, 28b и 28c могут дрейфовать в зависимости от разброса параметров технологического процесса. Например, они могут смещаться в сторону более высоких или в сторону более низких частот относительно желаемых кривых частотных характеристик, что показано на фиг. 19B в виде участков A", B" и C", показанных пунктирными линиями, или участков A"", B"" и C"", показанных штрих-пунктирными линиями. Такие смещения снижают надежность контроллера цифрового преобразователя, например, ухудшают способность подавления шумов и усилительные свойства. Для решения этой проблемы в настоящем изобретении принимаются специальные меры.

Способ регулировки частотных характеристик BPF согласно настоящему изобретению реализуется следующим образом.

Сначала пилот-сигнал, имеющий практически ту же самую частоту, что и сигнал возбуждения панели, вводится в BPF, а сигнал для регулировки частотных характеристик BPF непрерывно изменяется внутри заданного диапазона. Затем путем сравнения уровней сигналов от BPF определяется значение сигнала для регулировки частотных характеристик для того детектируемого сигнала, который имеет самый большой уровень.

И наконец, определяются частотные характеристики BPF с помощью определенного сигнала регулировки частотных характеристик.

Цифроаналоговый преобразователь 32 генерирует аналоговые сигналы для регулировки частотных характеристик фильтров 28a, 28b и 28c, показанных на фиг. 18. Цифроаналоговый преобразователь 32 преобразует сигнал регулировки, выходящий из микропроцессора, в аналоговый сигнал и выводит аналоговый сигнал в LPN фильтр 28a, HPN фильтр 28b и BPF 28c.

На фиг. 20 показан формат сигнала для автоматической регулировки частотных характеристик, выводимого из микропроцессора в цифроаналоговый преобразователь 32. Разрядные группы 32a, 32b и 32c перемещают центральные частоты в LPN фильтра 28a, HPN фильтра 28b и BPF 28c.

На фиг. 21 показано прохождение сигнала в режиме автоматической регулировки частотных характеристик. Здесь режим автоматической регулировки характеристик может быть реализован в тот момент, когда на контроллер цифрового преобразователя первоначально подается питание.

В режиме автоматической регулировки частотных характеристик третий мультиплексор 26 в ответ на сигнал выбора режима выбирает пилот-сигнал 50, выводимый из генератора сигнала возбуждения панели 10. Микропроцессор подает сигнал автоматической регулировки частотных характеристик в цифроаналоговый преобразователь 32.

BPF 28 осуществляет полосовую фильтрацию пилот-сигнала 50 с использованием частотных характеристик, отрегулированных аналоговым сигналом, выводимым из цифроаналогового преобразователя 32. Выпрямитель 30 принимает отфильтрованный пилот-сигнал 50 и выпрямляет его.

Сигнал 66, выводимый из выпрямителя 30, подается в низкочастотный фильтр 38 через пятый мультиплексор 36.

Низкочастотный фильтр 38 осуществляет низкочастотную фильтрацию сигнала 66, выходящего из выпрямителя 30, и выводит отфильтрованный сигнал на второй усилитель постоянного тока 40b.

Второй усилитель постоянного тока 40b усиливает сигнал 68, выводимый из низкочастотного фильтра 38, и выводит усиленный сигнал в аналогово-цифровой преобразователь 44 через шестой мультиплексор 42.

Аналого-цифровой преобразователь 44 преобразует сигнал 70, выводимый из шестого мультиплексора 42, в цифровой сигнал и выводит цифровой сигнал в блок интерфейса 46.

Блок интерфейса 46 выводит преобразованный цифровой сигнал в микропроцессор через шину 102.

Микропроцессор последовательно подает сигналы регулировки, изменяющиеся в заданном диапазоне, в цифроаналоговый преобразователь 32 и сравнивает результаты. Сигнал регулировки, определенный как имеющий самое большое результирующее значение, устанавливается в качестве величины для сравнения и выводится как окончательно определенный сигнал регулировки частотных характеристик в блок интерфейса 46. Защелка данных (не показана) в блоке интерфейса 46 фиксирует сигнал регулировки и выводит зафиксированный сигнал в цифроаналоговый преобразователь 32. Цифроаналоговый преобразователь 32 определяет частотные характеристики BPF в соответствии с сигналом регулировки, зафиксированным защелкой.

Описанный выше способ автоматической регулировки частотных характеристик имеет преимущество, заключающееся в том, что частотные характеристики BPF 28 могут, например, недопустимо сместиться в результате разброса параметров технологического процесса, либо, в других случаях, может измениться чувствительность устройства из-за изменений частот сигнала возбуждения панели 48, формируемого в генераторе сигнала возбуждения панели 10, и пилот-сигнала 50.

Однако, поскольку сигнал возбуждения панели 48 и пилот-сигнал 50 имеют одну и ту же частоту, то регулировка частотных характеристик BPF 28 пилот-сигналом 50 дает возможность точной настройки центральной частоты BPF 28 на частоту сигнала возбуждения панели 48.

Аналогово-цифровой преобразователь 44 принимает сдвоенные комплементарные входные сигналы и осуществляет цифровое преобразование их разности. То есть, аналого-цифровой преобразователь 44 принимает комплементарные сигналы и преобразует их разность в цифровую форму с заданной разрешающей способностью. В данном варианте настоящего изобретения, как показано на фиг. 22, диапазон сдвоенного входного сигнала составляет 1-4B (центральное напряжение составляет 2.5В), а разрешающая способность составляет 2¹². В данном варианте настоящего изобретения аналого-цифровой преобразователь 44 выводит двенадцать разрядов "1111 1111 1111" в случае разности в сдвоенном входном сигнале 4B, "1000 0000 0000" в случае 0 B и "0000 0000 0000" в случае -4B.

На фиг. 23 представлена подробная блок-схема блока интерфейса, показанного на фиг. 1. Устройство, показанное на фиг. 23, описано в патентной заявке Кореи N 95-21316 заявителя настоящего изобретения под заголовком System Control Signal Transmitting Circuit, и включено в настоящее описание в качестве ссылки.

Устройство по фиг. 23 имеет декодер команд 46a, защелку данных 46b, адресный декодер 46c и буфер данных 46d.

Микропроцессор (не показан) подает системный сигнал управления записью WRITE, системный сигнал управления считыванием READ, тактовый сигнал CLOCK, сигнал включения энергосбережения PSEN, адресный сигнал ADDRESS, сигнал автоматической регулировки частотных характеристик, сигналы управления возбуждением панели C_UL, C_LL, C_UR и C_LR, сигнал выбора канала, сигнал управления аналого-цифровым преобразователем и командные данные для блока интерфейса 46 через шину 102. Блок интерфейса 102 выводит цифровые данные в виде координат, которые были преобразованы аналого-цифровым преобразователем 44, и результирующее значение BPF, соответствующие сигналу регулировки частотных характеристик, в микропроцессор.

Защелка данных 46b и буфер данных 46d имеют уникальные адреса, которые могут присваиваться микропроцессором.

Декодер адреса 46c получает адресный сигнал от микропроцессора и генерирует сигнал активизации буфера данных 46d или защелки данных 46b.

Если защелка данных 46b активизирована декодером адреса 46c, то она фиксирует управляющую команду, получаемую от микропроцессора.

Декодер команд 46a получает управляющую команду, зафиксированную в защелке данных 46b, и генерирует сигнал выбора режима, сигналы управления возбуждением панели С_ UL, C_LL, C_UR и C_LR, сигнал выбора канала и сигнал автоматической регулировки частотных характеристик, которые необходимы для управления контроллером цифрового преобразователя, показанным на фиг. 1.

В варианте, показанном на фиг. 1, сигналы управления возбуждением панели C_ UL, C_LL, C_UR и C_LR генерируются в микропроцессоре и выводятся в 4-канальный блок возбуждения панели 16 через блок интерфейса 46. Микропроцессор генерирует сигналы управления возбуждением панели C_UL, C_LL, С_UR и С_LR программным путем, используя данные, записанные в памяти (не показана), например, в ПЗУ (ROM). Сигналы возбуждения панели могут быть получены в другом, позднее описанном устройстве генерации сигнала управления возбуждения панели.

Если буфер данных 46d активизируется декодером адреса 46c, то он принимает преобразованный в цифровую форму сигнал от аналого-цифрового преобразователя 44 или выводит записанные значения координат в микропроцессор через шину 102.

Операции ввода и вывода блока интерфейса, особенно защелки данных 46b или буфера данных 46d, управляются системным сигналом управления записью и системным сигналом управления считыванием, подаваемым по шине 102.

Если активизирован системный сигнал управления записью, то защелка данных 46b блока интерфейса 46 получает данные команды от микропроцессора, а декодер команд 46а декодирует данные команды, управляя работой контроллера цифрового преобразователя.

Если активизирован системный сигнал управления считыванием, то буфер данных 46d блока интерфейса 46 принимает цифровой сигнал от аналого-цифрового преобразователя 44. Цифровые данные, полученные в буфере данных 64d, передаются в микропроцессор. Здесь преобразование в аналого-цифровом преобразователе 44 выполняется синхронно с системным сигналом управления считыванием.

На фиг. 24A-24H показаны временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие операции блока интерфейса, показанного на фиг. 23. На фиг. 23A показана процедура адресного сигнала ADDRESS, загружаемого по шине 102, и управляющая команда и сигнал регулировки COMMAND и ADC, на фиг. 24B показан сигнал включения энергосбережения PSEN, на фиг. 24C показан сигнал активизации защелки адреса ALE, на фиг. 24D показан системный сигнал управления записью WRITE, на фиг. 24Е - системный сигнал управления считыванием READ, на фиг. 24H показано состояние адреса, зафиксированное декодером адреса 46c, на фиг. 24G показана передача системных сигналов управления, выводимых из декодера команд 46a, а на фиг. 24H показаны цифровые данные, преобразованные в аналого-цифровом преобразователе 44.

На фиг. 24A-24H показано, как адреса, указывающие защелку данных 46b и буфер данных 46с, управляющая команда и сигнал автоматической регулировки частотных характеристик передаются через шину 102.

Если сигнал включения энергосбережения PSEN и сигнал включения защелки адреса ALE находятся на высоком уровне, декодер адреса 46c принимает адрес, передаваемый через шину 102, декодирует адрес и активизирует защелку данных 46b или буфер данных 46d.

На указанных фигурах ADDRESS1 и ADDRESS2 указывают адреса защелки данных 46b и буфера данных соответственно.

Когда сигнал адреса представляет ADDRESS1 и системный сигнал управления записью находится на низком уровне, защелка данных 46b получает управляющую команду, передаваемую через шину 102, и декодер команд 46a декодирует управляющую команду и выводит различные системные сигналы управления.

Когда адрес представляет ADDRESS2 и системный сигнал управления считывания находится на низком уровне, буфер данных 46d принимает цифровые данные от аналого-цифрового преобразователя 44 и передает цифровые данные в микропроцессор. На практике защелка данных 44 образована из множества защелок (не показаны). Каждая защелка множества имеет уникальный адрес для прямого обращения микропроцессора. Адреса защелки данных 46b и составляющих ее защелок имеют иерархическую структуру. Такие защелки могут быть предусмотрены, например, для сигнала выбора режима, сигналов управления возбуждением панели С_ UL, C_LL, C_UR и C_LR, сигнала регулировки частотных характеристик и сигнала выбора канала соответственно.

На фиг. 25 показан другой вариант контроллера цифрового преобразователя 500 согласно настоящему изобретению. Устройство на фиг. 25 - такое же, как и на фиг. 1, за исключением того, что в нем дополнительно предусмотрены блок генерации сигнала управления возбуждением панели 74 и схема управления энергосбережением. Поэтому описание подобных элементов здесь опущено.

Контроллер цифрового преобразователя 100, показанный на фиг. 1, управляется сигналом включения энергосбережения, поступающим от микропроцессора. Таким образом микропроцессор программным путем определяет, установлен ли режим энергосбережения. Это предполагает ограничения на микропроцессор и делает необходимым наличие линии передачи для передачи сигнала включения энергосбережения между микропроцессором и контроллером цифрового преобразователя 100.

С другой стороны, в обход указанной проблемы в контроллере цифрового преобразователя 500, показанного на фиг. 25, предусмотрена схема управления энергосбережением 72 для определения того, установлен ли режим энергосбережения в соответствии с сигналом кончика пера TIP, генерируемого пером 300. Затем, когда схема управления энергосбережением 72 генерирует сигнал сброса питания, блок интерфейса 46 устанавливает контроллер цифрового преобразователя в режим энергосбережения.

На фиг. 26 показана подробная блок-схема схемы управления энергосбережением 72 на фиг. 25. Структура, показанная на фиг. 26, которая описана в патентной заявке Кореи N 95-56423 заявителя настоящей заявки, включена в настоящее описание в качестве ссылки.

Схема управления энергосбережением 72 имеет счетный блок 720 для подсчета тактовых импульсов и вывода импульсного сигнала, имеющего заданный период, и блок генерации сигнала сброса питания 722 для генерации сигнала сброса питания PSL для управления энергопотреблением, когда панель не задействована дольше заданного времени.

Счетный блок 720 включает в себя первый счетчик 720a для подсчета тактовых сигналов и второй счетчик 720b для подсчета выхода первого счетчика.

Блок генерации сигнала сброса питания 722 содержит переключатель 722a для управления передачей импульсного сигнала, выходящего из второго счетчика 720b, в ответ на TIP сигнал от пера 300, третий счетчик 722b для подсчета выходных сигналов переключателя 722a и логический элемент И 722c для выполнения операции логического умножения с выходным сигналом третьего счетчика 722b и сигнала TIP. Здесь сигнал TIP генерируется пером 300. Когда кончик пера 300 касается панели, уровень сигнала TIP становится высоким, в противном случае он остается низким.

На фиг. 27A -28D показаны формы сигналов при работе устройства энергосбережения, показанного на фиг. 26. На фиг. 27A показан вид тактового сигнала, на фиг. 27B показан вид сигнала сброса, а на фиг. 27C показан выходной сигнал второго счетчика 720b.

Первый и второй счетчики 720а и 720b подсчитывают тактовые сигналы, показанные на фиг. 27А, а второй счетчик 720b выводит первый импульсный сигнал Q1, имеющий заданный период. Первый импульсный сигнал Q1 выводится с вывода переноса разряда (СОВ) счетчика.

В предполагаемом варианте тактовый сигнал имеет частоту 2 МГц, первый счетчик 720a является двенадцатиричным, а второй счетчик 720b является четверичным. Следовательно, частота первого импульсного сигнала Q1, выводимого из второго счетчика 720b, составляет 244 Гц.

На фиг. 28A показана форма импульсного сигнала Q1, выводимого из второго счетчика 720b, на фиг. 28B показан вид TIP сигнала, выводимого от пера 300, на фиг. 28C представлена форма импульсного сигнала Q2, выводимого из третьего счетчика 722b, и на фиг. 28D показана форма сигнала сброса питания PSL, выводимого из логического элемента И 722d.

Как показано на фиг. 28A-28D, когда сигнал TIP имеет высокий уровень, третий счетчик 722b подсчитывает первый импульсный сигнал Q1 и выводит второй импульсный сигнал Q2 высокого уровня после окончания счета. Когда и сигнал TIP, и второй импульсный сигнал Q2 перейдут на высокий уровень, то сигнал сброса питания PSL, выводимый из логического элемента И 722c, приобретает высокий уровень.

Этот сигнал сброса питания PSL подается через блок интерфейса 46. Когда генерируется сигнал сброса питания PSL, блок интерфейса 46 устанавливает контроллер цифрового преобразователя 500, показанный на фиг. 25, в режим энергосбережения.

Контроллер цифрового преобразователя 100 по фиг. 1 управляется сигналами управления возбуждением панели C_UL, C_LL, C_UR и C_LR, выводимыми из микропроцессоров. Таким образом микропроцессор генерирует сигналы управления возбуждением панели C_UL, C_LL, С_UR и С_LR в зависимости от режима с помощью памяти, такой как ROM, или программным путем. Это накладывает ограничения на микропроцессор и делает необходимым наличие 4-разрядной линии передачи для передачи сигналов управления возбуждением панели С_UL, С_LL, С_UR и C_LR между микропроцессором и контроллером цифрового преобразователя 100.

С другой стороны, контроллер цифрового преобразователя по фиг. 25 имеет блок 74 для генерации сигналов управления возбуждением панели C_UL, C_LL, C_ UR и C_LR, необходимых в соответствии с сигналом выбора режима, выводимым из микропроцессора, что обеспечивает решение вышеуказанной проблемы.

Фиг. 29 представляет собой подробную блок-схему схемы генерации сигналов управления возбуждением панели на фиг. 25. Устройство по фиг. 29, частично описанное в патентной заявке Кореи N 95-69704 под заголовком Panel Driving Circuit for Pen Digitizer, включено в настоящее описание в качестве ссылки.

Устройство по фиг. 29 имеет первый счетчик 740, второй счетчик 742, блок инвертирования 744, логический элемент ИЛИ 746 и блок селекции сигналов 748.

Первый счетчик 740 подсчитывает тактовые сигналы в двенадцатиричной системе.

Здесь период первого счетного сигнала, выводимого из первого счетчика 740, соответствует периоду сигналов управления возбуждением панели С_LL и С_ UR для управления сигналами возбуждения каналов LL и UR, подаваемыми на нижнюю левую и верхнюю правую части панели 200.

Второй счетчик 742 подсчитывает в двоичной системе первый счетный сигнал, выводимый из первого счетчика 740. Здесь период второго счетного сигнала соответствует периоду сигналов управления возбуждением панели С_UL, и С_ LR, для управления сигналами возбуждения каналов UL и LR, подаваемых на верхнюю левую и нижнюю правую части панели 200.

Блок инверторов 744 имеет два инвертора 744a и 744b для инвертирования первого счетного сигнала, выходящего из первого счетчика 740, и второго счетного с4а, выходящего из второго счетчика 742.

Логический элемент ИЛИ 746 генерирует сигнал логического сложения первого счетного сигнала, выходящего из первого счетчика 740, второго счетного сигнала, выходящего из второго счетчика 742, инвертированного первого счетного сигнала, выходящего из первого инвертора 746a, и инвертированного второго счетного сигнала, выходящего из второго инвертора 746b.

Блок селекции сигналов 748 генерирует сигналы управления возбуждением панели С_ UL, C_LL, C_UR и С_LR, соответствующие режимам, устанавливаемым в соответствии с сигналом выбора режима. Например, когда сигнал выбора режима представляет перьевой режим или сенсорный панельный режим, то блок селекции сигналов 748 селективно выводит первый счетный сигнал, выходящий из первого счетчика 740, второй счетный сигнал, выходящий из второго счетчика 742, инвертированный первый счетный сигнал, выходящий из первого инвертора 746a, и инвертированный второй счетный сигнал, выходящий из второго инвертора 746b. Если сигнал выбора режима представляет пальцевой сенсорный режим, то блок селекции сигналов 748 селективно выводит сигналы, подаваемые из логического элемента ИЛИ 746.

На фиг. 30 показана компоновка интегральных схем для реализации устройства, показанного на фиг. 1. В предлагаемом варианте микропроцессор 400 является 8-разрядным. Данные передаются между микропроцессором и блоком интерфейса 46 через 8-разрядную шину. Имеются сигнальные линии для передачи системного сигнала управления записью, системного сигнала управления считыванием, сигнала включения защелки адреса, тактового сигнала, сигнала включения энергосбережения и сигналов управления возбуждением панели C_UL, C_LL, С_UR и C_LR.

Как было описано выше, контроллер цифрового преобразователя имеет следующие преимущества: (1) он может работать в любом из режимов - перьевом, пальцевом сенсорном и сенсорном панельном; (2) поскольку он может быть реализован на интегральных схемах, рассеяние мощности мало; и (3) он может автоматически регулировать частотные характеристики BPF, повышая тем самым надежность и давая возможность создать автоматическую многофункциональную систему ввода графической информации.

Промышленная применимость

Контроллер цифрового преобразователя согласно настоящему изобретению может быть использован в графических средствах и системах CAD, сенсорных экранных дисплеях, персональных цифровых помощниках и электронных органайзерах. Контроллер цифрового преобразователя может быть реализован на полупроводниковой интегральной схеме.