基于锁相放大技术的抗强光干扰红外触控技术的研究

发布时间：2020-07-03 01:35

【摘要】：触摸屏是一种新的人机交互式输入设备,因其操作简单,使用方便目前已在很多公共场合被广泛应用。红外线触摸屏技术是触摸屏技术的一种,它是利用X、Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸。它无需薄膜,透光率为100%,而且不受电流、电压和静电干扰,适宜恶劣的环境条件。但由于红外触摸屏采用红外接收管作为传感器件,当曝露于太阳光强度大的环境时,容易受到外界光干扰而造成误动作。通过对红外触摸屏技术的研究,本文提出了一种新的基于锁相放大技术的抗强光干扰红外触摸屏设计方法。由于锁相放大器的跟踪锁定功能,只对与参考信号同频率的信号进行放大,而与参考信号不同频率的信号经过无限积分后输出为零,可实现从噪声中提取出有用信号,这使得锁相放大技术在微弱信号检测方面表现出优异性能。利用锁相放大器的这一特点,本论文针对红外触摸屏在强光下易产生误动作的情况,设计具有锁相放大环节的红外触摸屏单元电路。论文研究了红外触摸屏的前端技术,以及不同光电转换负载对光电输出特性的影响,设计出具有良好输出特性的光电转换电路;同时基于锁相放大的微弱信号检测原理,结合红外触摸屏的前端技术,设计基于锁相放大技术的抗强光干扰的红外触摸屏构架。实验证明,将锁相放大环节应用到红外触摸屏的接收电路中,可以达到很好的抗强光干扰的效果。具有锁相放大环节的红外接收电路与只具有普通光电转换负载的红外接收电路相比,其信噪改善比达到36倍以上,很大程度上滤除了环境光干扰,能实现红外触摸屏抗强光干扰的目的。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP334.3;TN219
【图文】：

触摸屏,电阻,塑料层,透明隔

过硬化处理和光滑防刮处理。塑料层的内表面有透明导电涂层，有许多细小的透明隔离点在基板与塑料层之间，起隔离绝缘的作用。其结构如图 2-1。图2-1 电阻触摸屏结构

原理图,触摸屏,电阻,原理图

互绝缘变成有导通。因其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电场，电阻的变化导致电压的变化，控制器检测到这一变化，可以通过计算，确定触摸点的位置。电阻式触摸屏的原理如图2-2。图2-2 电阻触摸屏原理图材料的选择对于电阻式触摸屏非常关键，氧化铟（ITO）和镍金涂层是常用的两种透明导电涂层[10]。镍金涂层是用在五线电阻触摸屏上的外层导电层镍金涂层材料，要求具有良好的延展性，这样可以延长外导电导的使用寿命，避免频繁触摸导致外导电层的损坏，但是所带来的工艺成本较高。四线电阻屏由四根电缆组成，两层透明金属层工作时竖直方向和水平方平每层均加 5V 的恒定电压。四线电阻屏的特点是解析度高，传输反应快，表面经过硬度处理和防化学处理，能有效减少擦伤、刮伤，触摸屏经过光面和雾面处理，稳定性高，不漂移[11]。五线电阻技术触摸屏的玻璃导电工作面上加有两个方向的电压场，即 X 方向和 Y 方向。外层镍金导电层没有施加电压仅被当作纯导体使用

【参考文献】