專利名稱：用于聲學觸摸系統(tǒng)的自動增益切換模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及聲學觸摸系統(tǒng)，更具體地，涉及對從聲學觸摸 墊和其他觸摸表面接收的信號進行處理。
背景技術：
觸摸事件是通過觸摸墊表面或其他觸摸表面與手指或鐵筆等物體 之間的聲學交互來表示的?？梢蕴峁┒鄠€換能器來獲取觸摸墊中不同 位置上的聲學信號。經(jīng)由纜線將表示聲學信號的兩個聲道的信號輸出
至模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器。對這些數(shù)字信號進行處理來提取可用的觸摸 位置信息。
在使用之前，可以對觸摸墊進行校準，和/或可以存儲校準數(shù)據(jù)， 該校準數(shù)據(jù)定義了觸摸墊表面上特定位置J]x和y坐標。然后，可以
將來自實時觸摸數(shù)據(jù)的信號信息與校準i據(jù)進行比較以及合適的匹 配，以在該表面上的兩個維度中標識觸摸事件的位置。
由于存在不同類型的觸摸事件，在至A/D轉(zhuǎn)換器的輸入處會經(jīng)受 較寬的電壓范圍，而A/D轉(zhuǎn)換器具有工作范圍，在該范圍之內(nèi)轉(zhuǎn)換數(shù) 據(jù)。如果將工作范圍設置為容納最高的最大電壓電平，則位于該尺度 低端的電壓可能無法配準和/或?qū)⑹艿搅炕`差的嚴重影響，由此，可 能無法識別對應的觸摸事件。同樣，當至A/D轉(zhuǎn)換器的輸入高于工作 范圍的最大電平時，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出被"攔截"，頻域分析產(chǎn)生頻譜 上的"鄰信道干擾(splatter)",可能無法識別觸摸事件，或甚至可能 不正確地解釋觸摸事件。
因此，需要對來自聲學觸摸墊或其他觸摸表面的聲學信號進行處 理的方法和裝置，以實現(xiàn)對觸摸事件的更魯棒的檢測并減小量化誤差。 本發(fā)明的特定實施例旨在滿足這些需要和其他目的，這些目的將從以 下所述的描述和附圖中顯而易見。
5在一個實施例中， 一種對從聲學觸摸表面接收的信號進行處理的 裝置包括接收具有信號電平的模擬輸入信號的模擬輸入。模擬輸入信 號包括指示觸摸表面上的觸摸位置的數(shù)據(jù)。多個增益元件接收模擬輸 入信號并輸出增益調(diào)整后的模擬信號。增益選擇模塊基于模擬輸入信 號的信號電平來選擇增益調(diào)整后的模擬信號之一。
在另一實施例中， 一種觸摸系統(tǒng)包括聲學觸摸墊、自動增益切 換模塊以及模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器。自動增益切換模塊從觸摸墊接收第 一和第二模擬輸入信號。第一和第二模擬輸入信號具有第一和第二信 號電平，并包括指示觸摸墊上的觸摸位置的數(shù)據(jù)。自動增益切換模塊 調(diào)整第一和第二模擬輸入的增益水平，并基于至少第一和第二模擬輸
入信號的第一和第二信號電平來向A/D轉(zhuǎn)換器輸出第一和第二增益調(diào) 整后的信號。
在另一實施例中， 一種對來自聲學觸摸墊的信號進行處理的方法 包括接收具有信號電平的模擬輸入信號。模擬輸入信號包括指示觸摸 墊上的觸摸位置的數(shù)據(jù)。通過使用多個不同的增益響應來調(diào)整模擬輸 入信號的增益，輸出多個增益調(diào)整后的模擬信號。基于模擬輸入信號 的信號電平來選擇增益調(diào)整后的模擬信號之一。


圖1示出了由根據(jù)本發(fā)明的實施例形成的使用聲學觸摸墊的計算 機系統(tǒng)，該聲學觸摸墊經(jīng)由連接纜線向計算機提供信號。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的觸摸傳感器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括由 覆蓋顯示設備屏幕的透明基板形成的觸摸屏。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例而形成的圖1.的計算機。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的圖3的自動增益切換模塊，該模 塊改善了對表示觸摸事件的信號的數(shù)字化，并減小了其量化誤差。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于處理來自觸摸墊的左和右聲 道的整流器/放大器電路。
6圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實施例而形成的增益電路實現(xiàn)方式的示
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的在增益調(diào)整后的左聲道中的單點 不連續(xù)性。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的在增益調(diào)整后的右聲道中的單點 不連續(xù)性。
通過結合附圖來進行閱讀，將更好地理解上述發(fā)明內(nèi)容以及以下 本發(fā)明特定實施例的詳細描述。附圖示出了各種實施例的功能模塊圖。 這些功能模塊不一定指示硬件電路之間的劃分。因此，例如，可以在 單片硬件(例如通用信號處理器、或模塊、或隨機存取存儲器、硬盤 等)中實現(xiàn)一個或更多功能模塊(例如處理器或存儲器)。類似地，程 序可以是獨立程序、可以是操作系統(tǒng)中結合的子例程、可以是安裝的 軟件包中的功能等等。應當理解，各種實施例不局限于附圖中所示的 布置和手段。
具體實施例方式
圖l示出了使用觸摸表面(示為觸摸墊ioi)的計算機系統(tǒng)，觸摸 墊101經(jīng)由連接纜線103向計算機102提供信號。盡管將觸摸墊101示意 為桌面型配置，但是應當理解，觸摸墊101也可以被實現(xiàn)為觸摸面板、 觸摸屏、觸摸傳感器或其他觸摸表面。響應于在觸摸墊101的表面105 上進行的觸摸事件104，產(chǎn)生來自觸摸墊101的模擬信號。計算機102 向監(jiān)視器107提供圖像信號，監(jiān)視器107顯示包括光標109和圖標110在 內(nèi)的圖形用戶界面108。在CDR0M111上、或經(jīng)由網(wǎng)絡112、因特網(wǎng)或 其他存儲器設備或源提供的指令使計算機102能夠解釋來自觸摸墊101 的模擬信號，從而使用戶能夠?qū)ΡO(jiān)視器107上顯示的圖形用戶界面108 進行導航。鍵盤113向計算機102提供其他字母數(shù)字輸入和命令。
觸摸墊101可以接收至少兩種類型的觸摸事件。第一種類型的觸 摸事件是指尖106劃過觸摸墊101的表面105的滑動運動。響應于這樣的 運動，計算機102在監(jiān)視器107上顯示的圖形用戶界面108中移動光標 109。第二種類型的觸摸事件是指尖106輕敲表面105。當光標109位于
7圖標110上時，計算機102可以將單次輕敲解釋為請求激活與該圖標110 相關聯(lián)的進程。其他類型的輕敲解釋也是可能的，如兩次輕敲以及在
觸摸墊表面105的特定區(qū)域進行的輕敲。這樣，提供了對圖形用戶界面 108進行導航所需的一定范圍的指示器-設備活動。
圖2示出了觸摸傳感器系統(tǒng)120，該系統(tǒng)包括由覆蓋顯示設備124 的屏幕的透明基板形成的觸摸屏122。根據(jù)應用，觸摸屏122可以水平 地、垂直地或以任何角度安裝在顯示設備124上?？梢允褂靡€128將 觸摸屏122和控制器126耦合在一起。在顯示設備124上可以向用戶顯示 圖形，這些圖形通過觸摸屏122可見。例如，用戶可以通過在期望的圖 形位置上觸摸或輕敲觸摸屏122來選擇選項。
盡管本發(fā)明的一個或更多實施例可以應用于許多類型的聲學觸 摸墊系統(tǒng)，但是，本發(fā)明尤為感興趣的是其中觸摸激勵可聽見頻率范 圍中的彎曲(bending)波的觸摸系統(tǒng)。"彎曲"波也可以被稱為彎波 (flexural wave)或最低階反對稱蘭姆波(Lamb wave)。與觸摸傳感器 中電子元件激勵并接收聲波(如"SAW"觸摸屏的瑞利波)的聲學觸 摸系統(tǒng)不同，電子元件不控制所接收的信號幅度。此外，不同風格的 用戶觸摸會帶來較寬范圍的信號幅度。本發(fā)明的一個或更多實施例尤 其適合對觸摸激勵的彎曲波觸摸系統(tǒng)的需要。
圖3示出了圖1的計算機102。中央處理單元(CPU) 401執(zhí)行主存 儲器402中保存的指令，主存儲器402可以是RAM或其他類型的非易失 性存儲器。主存儲器402也存儲可以由CPU401根據(jù)其指令來操作的數(shù) 據(jù)。數(shù)據(jù)和指令均可以存儲在硬盤驅(qū)動403上?？梢詮亩喾N源將指令和 /或數(shù)據(jù)安裝到硬盤驅(qū)動403上，如通過使用CDROM驅(qū)動404來讀取 CDROMlll，或通過端口 (未示出)來讀取光驅(qū)、閃存等等。調(diào)制解 調(diào)器408可以提供與網(wǎng)絡112的連接。鍵盤經(jīng)由端口409來連接，端口409
可以是硬連線的或無線的。
視頻卡405從CPU 401接收指令和數(shù)據(jù)，以在監(jiān)視器107上呈現(xiàn)圖 像，從而向用戶提供圖形用戶界面108 (圖l)，可以通過在觸摸墊IOI 上形成的觸摸事件來對圖形用戶界面108進行導航。在這樣的界面上， 光標109可以是導航的主要表示符，可以使用光標109來在具有二維或三維的環(huán)境中導航。用于解釋觸摸墊信號的指令需要對已校準觸摸墊
特性進行表示的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以存儲在存儲器402、驅(qū)動403、 CDROM 111中或通過網(wǎng)絡112來傳送。
參見觸摸墊IOI，觸摸墊101的表面105是剛性且聲傳導的，可以 由以下材料制成玻璃；高密度聚乙烯或其他高密度材料，包括如尼 龍之類的聚合物；如玻璃纖維之類的復合材料；金屬，等等。表面105 的頂面可以未拋光的、有紋理的，或具有自然表面紋理，使得指尖106 劃過表面105的運動產(chǎn)生摩擦噪聲。
換能器201、 202、 203和204可以是壓電換能器，根據(jù)與電子元件 的電連接的具體情況，這些換能器可以具有或正或負的極性。例如， 換能器201和204具有正極性，而換能器202和203具有負極性。
換能器201-204的位置是不對稱的。換能器201和203串聯(lián)連接成 對，并且兩者極性反轉(zhuǎn)。這實現(xiàn)了其各自聲學信號的反相位組合。換 能器202和204類似地連接。由于換能器201-204的位置的不對稱性，以 及來自不同的不對稱位置的信號的組合，表面105上的每個位置具有一
個或多個特有的信號特性。
可以使用硬粘合劑薄層將換能器201-204粘接至表面105的下側。 通過表面105運動的聲壓波通過換能器201-204，產(chǎn)生與換能器中的壓 電陶瓷材料的變形成比例的變化電位。對于一些應用，觸摸墊101的下 表面或基底(未示出)可以是輕質(zhì)泡沫乳膠或其他材料，其支持觸摸 墊表面105遠離任何聲學干擾并向換能器201-204及其電連接提供保護 性覆蓋。
觸摸事件引起觸摸墊101的表面105與如用戶指尖106之類的物體
的聲學交互。產(chǎn)生了聲學信號，并導致聲音從觸摸事件的位置開始通 過表面105傳送。4個換能器201-204拾取表面105的不同部分中的聲學 信號，并將該聲學信號轉(zhuǎn)換為電形式。換言之，換能器201-204將聲學 信號或聲波轉(zhuǎn)換為對應的變化電位(以傅立葉變換表示的各種頻率的 正弦波)，經(jīng)由連接纜線103將該變化電位提供給計算機102。對來自換 能器201和203的聲學信號進行電組合以形成左聲道306(或左模擬輸入 信號)，左聲道306是被提供給自動增益切換模塊300 (以下在圖4中進
9一步討論)的兩個立體聲聲道之一。以相同的方式，通過對來自換能
器202和204的信號進行電組合來向自動增益切換模塊300提供右聲道 308 (右模擬輸入信號)。自動增益切換模塊300將左和右信號輸出至計 算機102的聲卡406中的A/D轉(zhuǎn)換器407。
計算機102內(nèi)的聲卡406 (例如信號數(shù)字化器)從自動增益切換模 塊300接收模擬信號。聲卡406具有立體聲模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器407，自 動增益切換模塊300的輸出與聲卡406的立體聲麥克風輸入連接。聲卡 406中的A/D轉(zhuǎn)換器407可以被配置為在44.1 kHz的采樣速率下工作，并 且對于左和右立體聲聲道中的每一個而言具有16比特的精度。盡管如 此，也可以使用其他條件。聲卡406對從多增益切換模塊300輸入的電 信號進行數(shù)字化，使這些數(shù)字化的聲學信號對于CPU 401是可用的。 在操作期間，將采樣流臨時存儲在主存儲器402中，等待處理器活動的 突發(fā)(burst),在突發(fā)期間觸摸事件被解釋，以更新用戶界面108。該 獲取、存儲、處理和更新的過程是連續(xù)執(zhí)行的，對用戶而言沒有任何 明顯的延遲，使得用戶指尖106劃過觸摸墊101的表面105的運動引起監(jiān) 視器107上光標109的基本連續(xù)的運動。響應于用戶指尖的運動，也可 以基本上連續(xù)地對用戶界面108的其他方面進行更新。
A/D轉(zhuǎn)換器407產(chǎn)生表示左和右聲道的兩個采樣流。在提取特性信 息時，如標準數(shù)字信號處理系統(tǒng)所要求的，在連續(xù)鄰接的采樣組中處 理每個聲道。僅作為示例，可以針對左和右聲道的每一個產(chǎn)生相位角 度信息。然后可以計算出基于左和右相位角度信息的相位差信息，并 使用相位差信息來標識觸摸事件的位置。
圖4示出了圖3的自動增益切換模塊300，該模塊改進了表示觸摸
事件的信號的數(shù)字化，并減小了量化誤差。如之前所討論的，各種觸 摸事件所產(chǎn)生的電壓范圍可能變化很大。例如，當用戶在表面105上拖 拽指尖106時，產(chǎn)生非常低電平的輸入信號。當發(fā)生輕敲時，產(chǎn)生的輸 入信號的信號電平會高許多，如果不進行衰減，該信號可能使A/D轉(zhuǎn) 換器407飽和。
量化是指將相稱的數(shù)字值分配給可變電平輸入信號。低信號電平 可能導致量化誤差，這是由于沒有足夠的數(shù)字值來將零附近范圍中的信號表示到良好的百分比分辨率。因此，自動增益切換模塊300增大低 輸入模擬電壓(可能低至毫伏的小數(shù))的增益，使得可以使用更大范
圍的數(shù)字值來表示低電壓信號。可以降低超過A/D轉(zhuǎn)換器407工作范圍
的最大電平的高模擬電壓，以確保數(shù)字化和數(shù)字信號處理?；趤碜?br> 觸摸墊101的當前模擬輸入電平來選擇增益調(diào)整量。當信號電平隨時間 變化時，相應地選擇增益調(diào)整量。作為示例，確定觸摸事件位置的處 理邏輯可以對輸入信號中的相對頻率內(nèi)容敏感，而對絕對幅度不敏感。 因此，可以在不對數(shù)字信號處理產(chǎn)生負面影響的前提下改變幅度或振 幅。
第一和第二增益和整流電路302和304位于自動增益切換模塊300 內(nèi)，各自處理來自觸摸墊IOI (圖3)信息中的一個聲道。來自觸摸墊 101的左聲道306經(jīng)由模擬輸入386輸入至第一增益和整流電路302，來 自觸摸墊101的右聲道308經(jīng)由模擬輸入388輸入至第二增益和整流電 路304。左和右聲道306和308是模擬輸入信號，每個模擬輸入信號攜帶 與電壓電平和相位信息相關聯(lián)的至少一個正弦波分量。增益選擇模塊 358基于來自第一和第二增益和整流電路302和304的輸入，來選擇要用 于左和右聲道306和308的增益調(diào)整。例如，增益選擇模塊358可以是復 用器(MUX)。第一和第二增益和整流電路302和304的操作相同，因 此將討論第一增益和整流電路302。
左聲道306輸入至多個增益電路(第一增益元件G1 334、第二增 益元件G2 336至增益元件GN+1 338)，增益電路基于特定增益特性來 修改左聲道306。增益電路確保了對于輸入信號的每個電平，均有A/D 轉(zhuǎn)換器407的工作范圍內(nèi)的增益調(diào)整后的信號電平可用。可選地，最小 增益可以是分壓或衰減，以減小輸入模擬信號，或者可以不向輸入模 擬信號提供任何放大。
左聲道306也輸入至整流器/放大器310，整流器/放大器310基于左 聲道306，輸出放大的正信號326。正信號326輸入至多個比較器元件中 的每一個，如第一比較器元件312、第二比較器元件314至第N比較器 元件316。比較器元件312、 314和316中每一個分別將正信號326與參考 電壓電平(如Refl318、 Ref2 320和RefN 322)進行比較。Refl318可以是非常低的電壓電平，Ref2 320可以是比Ref 1 318大的低電壓電 平，而RefN322可以是相對較高的電壓電平，Ref N 322可以是基于以 下信號電平的如果不對該信號進行合適的衰減，則將導致A/D轉(zhuǎn)換 器407被"攔截"(mil)。
作為示例，可以由分壓器328來提供參考電壓電平，分壓器328從 計算機102內(nèi)的電源410接收電能?？梢允褂闷渌b置來提供期望的參 考電壓。可以通過根據(jù)觸摸墊而預期的電壓范圍來確定參考電壓的數(shù) 目，該數(shù)目可以或可以不均等地劃分該范圍。
當正信號326高于Ref 1 318的電平時，第一比較器元件312可以在 輸出線路340上輸出高電平，即"1"，或輸出預設電壓電平，如5V。 當正信號326低于Ref 2 320和Ref N 322時，第二比較器元件314和第N 比較器元件316(以及任何其他介于其間的比較器)分別在輸出線路342 和244上輸出地電平，gP0V，或不同的預設電壓電平。當正信號326高 于Ref2 320的電平時，第一和第二比較器元件312和314在輸出線路340 和342上分別輸出高電平或其他指示。
增益選擇模塊358內(nèi)的選擇邏輯模塊324監(jiān)控輸出線路340、 342和 344。第一、第二至第N增益元件334、 336和338所輸出的信號增益調(diào) 整與第一、第二至第N比較器元件312、314和316中的每一個分別關聯(lián)。 對于來自觸摸墊101的非常低的輸入模擬電壓電平，可以選擇最大的信 號增益或放大。對于來自觸摸墊的非常高的輸入模擬電壓電平，如之 前所討論的，可以選擇最小信號增益調(diào)整、無信號增益調(diào)整或信號衰 減。
因此，增益調(diào)整量以及增益調(diào)整是正還是負，是基于觸摸墊101 輸出的左聲道306的電壓電平的。例如，如果第一比較器元件312輸出 的電平指示輸入電壓大于Refl 318，則選擇邏輯模塊324選擇與第一比 較器元件312相關聯(lián)的增益響應。如果多于一個比較器元件，如第一和 第二比較器元件312和314分別指示了左聲道306高于Ref 1 318和Ref 2 320，則選擇邏輯模塊324選擇與較高的電壓電平(在本示例中是第二 比較器元件314)相關聯(lián)的增益響應。選擇邏輯模塊324向增益選擇模 塊358內(nèi)的增益模塊332發(fā)送選擇增益響應信號330。
12信號330，該信號330指示了針對 左聲道306所選擇的增益水平。如果左聲道306的電平非常小，則該增 益可以是可用的最大增益。如果左聲道306的電平位于A/D轉(zhuǎn)換器407 的中間范圍，則不應用增益調(diào)整。如果左聲道306的電平大于A/D轉(zhuǎn)換 器407的最大值，則可以衰減或減小左聲道306以確保增益調(diào)整后的信 號位于A/D轉(zhuǎn)換器407的工作范圍內(nèi)。增益模塊332向A/D轉(zhuǎn)換器407輸 出增益調(diào)整后的左聲道346，以進行如上所述的處理。
可選地，選擇邏輯模塊324可以對左和右聲道306和308選擇相同 水平的增益調(diào)整。選擇邏輯模塊324可以選擇由輸出線路340、342和344 標識的最大增益調(diào)整以及來自第二增益和整流電路304的對應的比較 器輸出。選擇邏輯模塊324也可以驗證最大增益調(diào)整不會產(chǎn)生大于A/D 轉(zhuǎn)換器407的范圍上限的信號電平。
圖5示出了用于處理來自觸摸墊101的左和右聲道306和308的整 流器/放大器電路的示例。例如，左整流器/放大器電路360可以與第一 增益和整流電路302 (圖4)內(nèi)的整流器/放大器310相對應，右整流器/ 放大器電路362可以在第二增益和整流電路304內(nèi)。左整流器/放大器電 路360從觸摸墊101接收左聲道306，右整流器/放大器電路362從觸摸墊 101接收右聲道308。左和右整流器/放大器電路360和362將預定放大水 平分別應用至左和右聲道306和308，并分別輸出左整流信號364和右整 流信號366，左整流信號364和右整流信號366是放大后的左和右聲道 306和308的絕對值。
將左和右整流信號364和366輸入至左和右比較器368和370，并將 與例如來自分壓器328的參考電壓372進行比較。將左和右信號與相同 的參考電壓372或參考電壓序列進行比較。應當理解，盡管示出了針對 左和右聲道中的每一個分別示出了一個比較器，但是，如在圖4中所討 論的，左和右整流信號364和366中的每一個可以輸入至多個比較器。
左和右比較器368和370的左和右輸出374和376輸入至或門378。 當左或右整流信號364或366中任一個超過參考電壓372時，從可適用的 左或右比較器368或370輸出1。然后，或門378的輸出380為1。
或門378的輸出380輸入至單觸發(fā)電路(one shot) 382，單觸發(fā)電
13路382響應于輸出380上信號的改變，來建立固定持續(xù)時間的定時周期。 當輸入信號電壓超過參考電平時，由增益模塊332 (圖4)選擇不同的 增益調(diào)整，在輸出信號中引入單點不連續(xù)性(將在以下圖7和8中討論)。 希望在相同的放大級(或增益調(diào)整級)上保持一定時間段，該時間段 大于收集要進行數(shù)字處理的數(shù)據(jù)組/幀所需的時間。例如，單觸發(fā)電路 382可以被設置為具有100ms的定時周期，因此，將所選擇的增益調(diào)整 最少保持100ms，或者在特定情況下保持近似4個數(shù)字處理組/幀。
單觸發(fā)電路向選擇邏輯模塊324 (圖4)輸出選擇增益響應信號 384?？蛇x地，在定時周期的范圍內(nèi)，即使左和右聲道306和308之一超 過比參考電壓372更大的參考電壓，選擇邏輯模塊324也可以防止選擇 增益響應信號330改變。
圖6示出了增益電路實現(xiàn)的示例。輸入左和右聲道306和308。針 對左和右聲道306和308中每一個分別示出了兩個增益級，并對每個聲 道提供了相同水平的增益調(diào)整。作為示例，第一左增益級350和第一右 增益級354分別將左和右聲道306和308放大12.5倍，或輸出電壓電平為 輸入信號電平的12.5倍的信號。第二左增益級352和第二右增益級356 分別將左和右聲道306和308放大50倍或?qū)⑤斎胄盘栯娖椒糯?0倍。也 可以使用其他乘法和/或除法，以實現(xiàn)例如甚至更大的有效信號動態(tài)范 圍。
將增益調(diào)整后的輸出390、 392、 394和396提供給增益模塊332， 增益模塊332也接收選擇增益響應信號384 (圖5)。可選地，可以使用 附加的選擇邏輯來確定要使用哪個增益調(diào)整后的信號?？梢葬槍ψ蠛?右聲道選擇相同的放大水平，這將單點不連續(xù)性引入兩個聲道。增益 模塊332向A/D轉(zhuǎn)換器407輸出增益調(diào)整后的左聲道346和增益調(diào)整后 的右聲道348。
圖7和8分別示出了增益調(diào)整后的左和右聲道346和348中的單點 不連續(xù)性420和422。也參照圖5 ，將參考電壓372 (圖5 )被指示為線424， 該參考電壓對兩個聲道均相同。當左整流信號364超過參考電壓372時， 左比較器368在左輸出374上輸出1，或門378在輸出380上輸出1。觸發(fā) 單觸發(fā)電路382，從而不論輸出380上有任何改變，都將相同的輸出保
14持預定時間段，并在選擇增益響應信號384上向選擇邏輯模塊324輸出1。
選擇邏輯模塊324選擇來自增益模塊332的不同輸出，該不同輸出 是次最低增益。例如，如果己經(jīng)選擇了第二增益元件336的輸出，則選 擇第一增益元件334的輸出。當輸出在時刻426從第二增益元件336切換 至第一增益元件334時，產(chǎn)生了單點不連續(xù)性420和422。然后，至少在 單觸發(fā)電路382的時間周期中，以較低的增益水平來輸出增益調(diào)整后的 左和右聲道346和348。
A/D轉(zhuǎn)換器407如上所述地操作，以向信號處理系統(tǒng)輸出對應的數(shù) 字信號。例如，在通過確定相位差來識別觸摸位置的系統(tǒng)中，通過將 左和右聲道信號相減，可以從最終信號中消除任何單點不連續(xù)性。應 當注意，可以使用其他信號處理算法。
在另一實施例中，可以基于從A/D轉(zhuǎn)換器407輸出的信號來調(diào)整增 益的水平。可以對A/D轉(zhuǎn)換器407的左和右數(shù)字輸出的信號電平進行采 樣，然后如先前所討論的將其與參考電壓進行比較?？梢曰贏/D轉(zhuǎn) 換器407的左和右數(shù)字輸出的比較，來產(chǎn)生反饋控制信號，并將其發(fā)送 至增益模塊332。反饋控制信號可以類似于選擇增益響應信號330 (圖 4)，用于選擇在增益調(diào)整后的左和右聲道346和348中使用的調(diào)整水平。
盡管以各種具體實現(xiàn)方式的形式描述了本發(fā)明，但是，本領域技 術人員可以認識到，可以在權利要求的精神和范圍之內(nèi)的修改來實施 本發(fā)明。
權利要求
1. 一種對從聲學觸摸表面接收的信號進行處理的裝置，包括模擬輸入，接收具有信號電平的模擬輸入信號，所述模擬輸入信號包括指示觸摸表面上的觸摸位置的數(shù)據(jù)；多個增益元件，接收模擬輸入信號并輸出增益調(diào)整后的模擬信號；以及增益選擇模塊，基于模擬輸入信號的信號電平來選擇增益調(diào)整后的模擬信號之一。
2. 如權利要求l所述的裝置，還包括多個比較器元件，所述多個 比較器元件將模擬輸入信號與多個參考電壓電平進行比較，所述增益 選擇模塊基于比較器元件的至少一個輸出來選擇增益調(diào)整后的模擬信 號。
3. 如權利要求l所述的裝置，還包括比較器元件，所述比較器元 件將模擬輸入信號與參考電壓電平進行比較，當模擬輸入信號超過參 考電壓電平時，所述比較器元件輸出預定輸出，所述增益選擇模塊至 少基于比較器元件的輸出來選擇增益調(diào)整后的模擬信號。
4. 如權利要求l所述的裝置，還包括第二模擬輸入，接收具有第二信號電平的第二模擬輸入信號，所 述第二模擬輸入信號包括指示觸摸表面上的觸摸位置的數(shù)據(jù)；以及多個第二比較器元件，將第二模擬輸入信號與多個參考電壓電平 進行比較，所述增益選擇模塊基于所述多個第二比較器元件的至少一 個輸出來選擇增益調(diào)整后的模擬信號之一。
5. 如權利要求l所述的裝置，其中，所述增益選擇模塊檢測模擬 輸入信號的信號電平的改變，并基于信號電平的改變來選擇不同的增 益調(diào)整后的模擬信號。
6. —種觸摸系統(tǒng)，包括 聲學觸摸墊；自動增益切換模塊，從所述觸摸墊接收第一和第二模擬輸入信號， 所述第一和第二模擬輸入信號具有第一和第二信號電平，并包括指示觸摸墊上的觸摸位置的數(shù)據(jù)，所述自動增益切換模塊調(diào)整第一和第二 模擬輸入的增益水平；以及模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器，所述自動增益切換模塊基于至少第一和第二模擬輸入信號的第一和第二信號電平來向所述A/D轉(zhuǎn)換器輸出第一和第二增益調(diào)整后的信號。
7. 如權利要求6所述的觸摸系統(tǒng)，所述自動增益切換模塊還包括 增益元件，所述增益元件通過以下操作之一來調(diào)整第一和第二模擬輸 入信號增大第一和第二信號電平、減小第一和第二信號電平、以及不作調(diào)整。
8. 如權利要求6所述的觸摸系統(tǒng)，其中，所述自動增益切換模塊 基于第一和第二增益調(diào)整后的信號中至少一個的信號電平，來輸出第 一和第二增益調(diào)整后的信號。
9. 如權利要求6所述的觸摸系統(tǒng)，其中，所述自動增益切換模塊 基于A/D轉(zhuǎn)換器的工作范圍來選擇第一和第二增益調(diào)整后的信號的增Jv厶
10. 如權利要求6所述的觸摸系統(tǒng)，所述自動增益切換模塊還包 括第一增益元件，所述第一增益元件接收第一模擬輸入并輸出第一增 益調(diào)整后的信號，所述自動增益切換模塊還包括第二增益元件，所述 第二增益元件接收第二模擬輸入并輸出第二增益調(diào)整后的信號，所述 自動增益切換模塊從具有相同增益調(diào)整的第一和第二增益元件輸出第 一和第二增益調(diào)整后的信號。
11. 如權利要求6所述的觸摸系統(tǒng)，所述自動增益切換模塊還基 于檢測到的、第一和第二信號電平中至少一個信號電平的改變，來輸 出具有不同增益的第一和第二增益調(diào)整后的信號，所述自動增益切換 模塊在預定時間段中將第一和第二增益調(diào)整后的信號維持在不同增
12. —種對來自聲學觸摸墊的信號進行處理的方法，包括-接收具有信號電平的模擬輸入信號，所述模擬輸入信號包括指示觸摸墊上的觸摸位置的數(shù)據(jù)；通過使用多個不同的增益響應來調(diào)整模擬輸入信號的增益，輸出多個增益調(diào)整后的模擬信號；以及基于模擬輸入信號的信號電平來選擇增益調(diào)整后的模擬信號之
13. 如權利要求12所述的方法，還包括將模擬輸入信號與多個參考電壓電平進行比較；以及基于比較步驟的結果來選擇增益調(diào)整后的模擬信號之一。
14. 如權利要求12所述的方法，還包括接收具有第二信號電平的第二模擬輸入信號，所述第二模擬輸入信號包括指示觸摸位置的數(shù)據(jù)；以及至少基于第二模擬輸入信號的第二信號電平來選擇增益調(diào)整后的 模擬信號之一。
15. 如權利要求12所述的方法，還包括接收具有第二信號電平的第二模擬輸入信號，所述第二模擬輸入信號包括指示觸摸位置的數(shù)據(jù)；以及通過使用所述多個不同的增益響應來調(diào)整第二模擬輸入信號的增 益，輸出多個第二增益調(diào)整后的模擬信號；選擇步驟還包括基于信號 電平和第二信號電平中的至少一個來選擇第二增益調(diào)整后的模擬信號 之一，增益調(diào)整后的模擬信號之一和第二增益調(diào)整后的模擬信號是由 相同的增益響應來調(diào)整的。
全文摘要
一種對從聲學觸摸表面(105)接收到的信號進行處理的裝置包括接收具有信號電平的模擬輸入信號的模擬輸入。模擬輸入信號包括指示觸摸表面上的觸摸位置的數(shù)據(jù)。多個增益元件(334、336、338)接收模擬輸入信號并輸出增益調(diào)整后的模擬信號。增益選擇模塊(332)基于模擬輸入信號的信號電平來選擇增益調(diào)整后的模擬信號之一。
文檔編號G06F3/043GK101484868SQ200780025599
公開日2009年7月15日 申請日期2007年6月29日 優(yōu)先權日2006年7月6日
發(fā)明者亨利·M·德蘇扎 申請人:泰科電子公司