基于互相關(guān)解調(diào)算法的抗強(qiáng)光紅外觸摸單元的研究與驗證.pdf

1、隨著信息化進(jìn)程的不斷加深,人機(jī)交互平臺也向著越來越人性化的方向發(fā)展。自從觸摸屏技術(shù)問世以來,觸摸屏憑借著操作簡單,使用靈活,攜帶便捷等特點發(fā)展至今,已經(jīng)漸漸取代鼠標(biāo),寫字板,鍵盤等傳統(tǒng)硬件輸入設(shè)備,成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠帧?br>　　紅外觸摸屏作為觸摸屏的一個研究分支,靠著自身的諸多優(yōu)勢從眾多觸摸屏中脫穎而出。紅外觸摸屏由于是通過遮擋紅外光的方法來判斷觸摸點位置,無需在觸摸屏上附加薄膜,透過率極高,因此有著極強(qiáng)的抗電磁靜電干

2、擾能力,非常適合于在高空以及電子干擾強(qiáng)的惡劣環(huán)境中作業(yè)。但由于紅外觸摸屏是通過發(fā)射接收紅外光進(jìn)行工作,對外界環(huán)境光照的變化比較敏感,在有外界強(qiáng)光照的條件下使用紅外觸摸屏?xí)艿綐O大干擾,導(dǎo)致紅外接收管接收到的光強(qiáng)發(fā)生異常,從而引起誤動作。
　　本文針對紅外觸摸屏的強(qiáng)光干擾問題,從紅外觸摸屏的工作原理以及電路設(shè)計方面進(jìn)行深入研究,對目前幾種常見的紅外抗強(qiáng)光方法進(jìn)行分析比較,提出了一種基于互相關(guān)鎖相放大解調(diào)技術(shù)的新算法以及抗強(qiáng)光紅外觸控

3、單元設(shè)計。本文采用高頻紅外光的發(fā)射與接收,利用PSOC5可編程片上系統(tǒng)對調(diào)制光進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換與數(shù)字移相,以鎖相放大方式濾除太陽光的干擾頻段分量,實現(xiàn)了紅外觸控屏的抗直接照射的陽光干擾的方法與驗證結(jié)果。此外,通過改進(jìn)了鎖相放大器的解調(diào)算法,去掉了傳統(tǒng)的鎖相放大后級所必須的濾波電路,使電路更加簡潔、可靠。
　　在實現(xiàn)抗強(qiáng)光干擾紅外模塊的設(shè)計過程中,先通過對互相關(guān)鎖相放大解調(diào)技術(shù)新算法的理論驗證證明總體設(shè)計方案的可行性,再通過硬件電路實驗

4、驗證其有效性,最后完成整體數(shù)字電路設(shè)計測試其抗強(qiáng)光性能。之后將抗強(qiáng)光干擾數(shù)字電路加入紅外觸控單元的整體設(shè)計,結(jié)合對紅外觸摸信號發(fā)生模塊分析以及紅外發(fā)射、接收、控制模塊技術(shù),設(shè)計出基于互相關(guān)鎖相放大選頻的抗強(qiáng)光干擾紅外觸控單元。
　　通過硬件平臺實驗證明,采用新型鎖相放大技術(shù)能達(dá)到很好的抗強(qiáng)光效果,選頻Q值能達(dá)到145.985,比起未經(jīng)改動的鎖相放大抗強(qiáng)光效果提高了9倍,并且能在環(huán)境光強(qiáng)50000lux下正常工作,很大程度下濾除了外