触摸控制系统中自适应噪声防护算法研究
发布时间：2022-04-23 19:37
随着移动智能终端的普及,触摸屏成为人机交互中最主要的输入设备。特别是基于互电容技术的触摸控制方式由于产品寿命长,可以同时支持多指操作,同时具备透光率好,屏体薄等优势,成为事实上的触摸控制技术标准。中国大陆作为全球智能手机及平板电脑的制造基地,每年完成数亿部相关设备的制造,市场对于触摸屏控制器有着巨大需求。因此对于基于互电容的多点触摸控制系统实现方案进行深入的研究,解决触摸控制系统应用中最主要问题：噪声干扰问题,并能够完成产业化工作,具有重要的学术价值及及现实意义。本文提出了一种触摸控制系统实现方案,整个触摸控制系统由两个子系统构成,分别是信号处理和轨迹追踪子系统。对于信号处理子系统,本文采用了电荷迁移法来完成电容值的量测,基于这种方法的电路结构简单,便于实现;模拟信号通过ADC转换成数字信号后,利用正交数字下变频技术得到零中频的基带复信号,通过滤波、抽取、降采样后得到电容值。轨迹追踪子系统对每帧数据完成触点的判断、触点坐标计算、触点与轨迹关联。根据触摸控制系统应用中噪声来源和噪声特性,本文提出了TANM （Track based Adaptive Noise Mitigation）自适...
【文章页数】：109 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 触摸屏技术的优势
1.1.2 触摸控制系统技术状况
1.2 互电容触摸控制系统相关研究
1.2.1 触摸屏
1.2.2 触摸控制器数据处理过程
1.3 本文的主要工作和创新
1.3.1 多点触摸控制系统实现方案
1.3.2 自适应噪声防护技术
1.3.3 基于SOC芯片的物理测试
1.4 论文结构
第2章 触摸控制系统实现方案
2.1 系统功能定义
2.2 触摸控制系统实现方案
2.3 信号处理子系统
2.3.1 信号放大
2.3.2 模数转换：ADC
2.3.3 FIR带通滤波器
2.3.4 数字下变频器
2.3.5 FIR低通滤波器
2.3.6 CIC滤波器
2.3.7 降采器
2.3.8 Cordic算法
2.4 轨迹追踪子系统
2.4.1 轨迹的基本理论
2.4.2 触摸发生事件的判断
2.4.3 区域识别
2.4.4 触点坐标计算
2.4.5 数据关联
2.4.6 M/N检测算法
2.4.7 最近邻算法
2.5 SOC实现的其他关键问题
2.5.1 模块的时分复用
2.5.2 SOC片功耗
2.5.3 Memory的配置
2.5.4 工作速度
2.6 本章小结
第3章 触摸控制系统的自适应噪声防护算法
3.1 触摸控制系统噪声来源及影响
3.1.1 噪声对于实际应用的影响
3.1.2 相关噪声防护技术
3.2 信号处理子系统的噪声防护
3.2.1 级联系统的噪声响应
3.2.2 匹配滤波器及其噪声相应
3.2.3 最佳接收机
3.3 TANM:基于轨迹的自适应噪声防护算法
3.3.1 触摸轨迹的动力学模型
3.3.2 基于Alpha-Beta滤波器的触摸轨迹自适应管理
3.3.3 基于Kalman滤波器的触摸轨迹自适应管理
3.3.4 SNRC：SNR值的实时更新
3.3.5 TEE：轨迹错误追踪
3.3.6 TFS：驱动频率自动选择
3.3.7 AGC：系统增益自动控制
3.4 本章小结
第4章 实验及其结果分析
4.1 测试平台的建立
4.1.1 SOC片架构
4.2 测试内容及方法
4.3 测试结果
4.3.1 针对充电器噪声的对比测试结果
4.3.2 触摸性能测试结果
4.3.3 各种工艺触摸屏适应性测试
4.3.4 SOC片功耗测试结果
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 全文总结
5.2 后续研究工作展望
参考文献
附录1：图目录
附录2：表目录
附录3：英文缩略语
博士期间发表的主要学术论文
博士期间科研成果：专利及版图设计
致谢
附件
【参考文献】：
博士论文
[1]多目标跟踪算法及实现研究[D]. 刘刚.西北工业大学 2003
本文编号：3647850
【文章页数】：109 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 触摸屏技术的优势
1.1.2 触摸控制系统技术状况
1.2 互电容触摸控制系统相关研究
1.2.1 触摸屏
1.2.2 触摸控制器数据处理过程
1.3 本文的主要工作和创新
1.3.1 多点触摸控制系统实现方案
1.3.2 自适应噪声防护技术
1.3.3 基于SOC芯片的物理测试
1.4 论文结构
第2章 触摸控制系统实现方案
2.1 系统功能定义
2.2 触摸控制系统实现方案
2.3 信号处理子系统
2.3.1 信号放大
2.3.2 模数转换：ADC
2.3.3 FIR带通滤波器
2.3.4 数字下变频器
2.3.5 FIR低通滤波器
2.3.6 CIC滤波器
2.3.7 降采器
2.3.8 Cordic算法
2.4 轨迹追踪子系统
2.4.1 轨迹的基本理论
2.4.2 触摸发生事件的判断
2.4.3 区域识别
2.4.4 触点坐标计算
2.4.5 数据关联
2.4.6 M/N检测算法
2.4.7 最近邻算法
2.5 SOC实现的其他关键问题
2.5.1 模块的时分复用
2.5.2 SOC片功耗
2.5.3 Memory的配置
2.5.4 工作速度
2.6 本章小结
第3章 触摸控制系统的自适应噪声防护算法
3.1 触摸控制系统噪声来源及影响
3.1.1 噪声对于实际应用的影响
3.1.2 相关噪声防护技术
3.2 信号处理子系统的噪声防护
3.2.1 级联系统的噪声响应
3.2.2 匹配滤波器及其噪声相应
3.2.3 最佳接收机
3.3 TANM:基于轨迹的自适应噪声防护算法
3.3.1 触摸轨迹的动力学模型
3.3.2 基于Alpha-Beta滤波器的触摸轨迹自适应管理
3.3.3 基于Kalman滤波器的触摸轨迹自适应管理
3.3.4 SNRC：SNR值的实时更新
3.3.5 TEE：轨迹错误追踪
3.3.6 TFS：驱动频率自动选择
3.3.7 AGC：系统增益自动控制
3.4 本章小结
第4章 实验及其结果分析
4.1 测试平台的建立
4.1.1 SOC片架构
4.2 测试内容及方法
4.3 测试结果
4.3.1 针对充电器噪声的对比测试结果
4.3.2 触摸性能测试结果
4.3.3 各种工艺触摸屏适应性测试
4.3.4 SOC片功耗测试结果
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 全文总结
5.2 后续研究工作展望
参考文献
附录1：图目录
附录2：表目录
附录3：英文缩略语
博士期间发表的主要学术论文
博士期间科研成果：专利及版图设计
致谢
附件
【参考文献】：
博士论文
[1]多目标跟踪算法及实现研究[D]. 刘刚.西北工业大学 2003
本文编号：3647850
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/3647850.html
