Контроллер цифрового преобразователя

Контроллер цифрового преобразователя

Реферат

 

Изобретение относится к области обработки информации и может быть использовано для преобразователей перьевого, пальцевого сенсорного и сенсорного панельного типа. Техническим результатом является расширение области применения. Контроллер содержит генератор сигнала возбуждения, мультиплексоры, фильтры, аналого-цифровой преобразователь и интерфейс. 10 с. и 21 з.п.ф-лы, 64 ил.

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 мультиплекс