具体实施方式
图1为作为本发明的一个优选实施例的数字化仪控制装置的原理
图。在图1中，标记数100表示本发明所提出的数字化仪控制装置，
标记数200表示一块面板，而标记数300表示一支录入笔。
数字化仪控制装置100包括：面板驱动信号产生器10，基准电压
产生器12，第一多路复用器(MUX)14，四通路面板驱动器16，电流
-电压变换器18，差分放大器20，第二多路复用器22，前置放大器
24，第三多路复用器26，带通滤波器(BPF)28，整流器30，数模
(D/A)变换器32，第四多路复用器34，第五多路复用器36，低通滤波
器(LPF)38，直流(DC0放大器40，第六多路复用器42，模数(A/D)
变换器44，以及接口部46。
面板驱动信号产生器10利用输入的具有预定的第一频率的时
钟信号产生在录入笔或手指触摸模式用来驱动面板200的、具有第
二频率的预定面板驱动信号48，以及用来调整BPF28的频率特性的
领示信号50。在录入笔模式，数字化仪控制装置100按照适合录入
笔型的方式进行工作；而在手指触摸模式，数字化控制装置100按照
适合手指触摸型的方式进行工作。最好，面板驱动信号48和领示信
号50都是具有预定周期的正弦信号。
基准电压产生器12产生在按触面板模式用来驱动面板200的
基准电压信号52。在按触面板模式，数字化仪控制装置100按照适
合按触面板型的方式进行工作。基准电压信号52是一个电压为具
有预定值的第一基准电压的DC信号。
第一多路复用器14按照加在它上面的模式选择信号有选择地
输出面板驱动信号产生器10所提供的面板驱动信号48或基准电压
产生器12所提供的基准电压信号52。
四通路面板驱动器16接收第一多路复用器14输出的面板驱动
信号48或基准信号52，根据加在它上面的面板驱动控制信号C-
UL、C-UR、C-LL和C-LR产生适合录入笔模式、手指触摸模式
和按触面板模式的通路驱动信号UL、UR、LL和LR。第一至第四
通路的通路驱动信号UL、UR、LL和LR分别加到面板200的左上、
右上、左下、右下四个角部。
电流-电压变换器18包括四个电流-电压变换部(一般是电
阻)，分别加在四个通路驱动信号UL、UR、LL和LR上，用来在按触
面板模式检测输入面板200的各相应角部或从这些角部输出的电流
的变化。
差分放大器20输出与通路驱动信号UL、UR、LL、LR与电流-
电压变换器18输出的经电流-电压变换的信号UL′、UR′、LL′、LR′
之间各个差分别相应的信号DIFF-UR、DIFF-UL、DIFF-LR、
DIFF-LL。也就是说，信号DIFF-UR、DIFF-UL、DIFF-LR、
DIFF-LL的振幅分别相应于UR与UR′、UL与UL′、LR与LR′、
LL与LL′之差。
第二多路复用器22按照加在它上面的通路选择信号有选择地
输出差分放大器20所提供的信号DIFF-UR、DIFF-UL、DIFF-
LR和DIFF-LL中的一个信号。也就是说，第二多路复用器22在
时间段T1、T2、T3、T4分别输出信号DIFF-UR、DIFF-UL、DIFF
-LR、IDFF-LL。
第二多路复用器22输出的信号(手指触摸信号58)、面板200
输出的信号(按触面板信号62)、录入笔300输出的信号(录入笔信
号)都送至前置放大器24。
前置放大器24包括三个子前置放大器24a、24b、24c，相应以不
同的增益分别放大手指触摸信号58、录入笔信号60、按触面板信号
62。
经第一子前置放大器24a放大的手指触摸信号58和经第二子
前置放大器24b放大的录入笔信号60送至第三多路复用器26，而
经第三子前置放大器24c放大的按触面板信号62送至第四多路复
用器34。
第三多路复用器26按照加在它上面的模式选择信号有选择地
输出面板驱动信号产生器10所输出的领示信号50、面板200所输
出的手指触摸信号58和录入笔300所输出的录入笔信号60中的一
个信号。
BPF28对第三多路复用器26所输出的面板驱动信号的频率分
量进行带通滤波，滤除有害噪声。
BPF28所输出的经滤波信号64由整流器30整流后送至第五多
路复用器36作为一个输入。
第四多路复用器34按照加在它上面的模式选择信号有选择地
输出一个预定基准电压(地电压)或经放大的按触面板信号62，送至
第五多路复用器36作为另一个输入。
第五多路复用器36按照加在它上面的模式选择信号有选择地
输出整流器30所输出的信号66或第四多路复用器34所输出的信
号。
LPF38对第五多路得用器36所输出的信号进行低通滤波，使
这信号成为直流(DC)后送至DC放大器40。这里，最好LPF38的
带宽取得比较窄。如果带宽宽了，就会输出许多交流(AC)分量，从
而使输出值不稳定。因此，应该使带宽尽量窄来滤除这些交流分量。
DC放大器和包括三个子DC放大器40a、40b、40c，分别用于手
指触摸模式、录入笔模式、按触面板模式。每个子DC放大器放大
LPF38所输出的信号，输出经放大的信号。这里，由于在每个模式
所要求的增益是不同的，因此应按照各模式选用相应的子DC放大
器。
第六多路复用器42按照加在它上面的模式选择信号有选择地
将子DC放大器40a、40b、40c所输出的信号中的一个信号送至A/D
变换器44。
A/D变换器44按照加在它上面的时钟信号和控制信号将第六
多路复用器42所输出的模拟信号70变换成数字信号，送至接口部
46。
接口部46按照一个微处理器(未示出)所提供的控制信号控制
上述这些组成部分，并将A/D变换器44变换得到的数字信号送至
微处理器。
发送给微处理器的数字信号是一个有关录入笔、按触笔和手指
相对面板的数字座标数据。
下面将说明图1所示数字化控制装置在录入笔模式、手指触摸
模式和按触面板模式的工作情况。
首先，将结合图2A和2B说明图1中所示出的四通路面板驱动
器16在录入笔模式的工作情况，这两个图分别示出了面板驱动控制
信号C-UL、C-LL、C-UR、C-LR和通路驱动信号UL、LL、UR、
LR的波形。
图2A中所示的面板驱动控制信号C-UL、C-LL、C-UR、C
-LR都是数字信号。这里，这些信号的高电平(VH)表示通路驱动
信号UL、LL、UR、LR加到面板200的相应角上，而低电平(VL)表
示预定DC电压(最好是地电压)加到面板200的相应角上。此外，
图2A中自上至下示出的面板驱动控制信号C-UL、C-LL、C-
UR、C-LR分别与图2B中自上至下示出的通路驱动信号UL、LL、
UR、LR相应。
为了确定录入笔所处的一组座标，需要对面板200的四角进行
四次成对驱动，每次驱动两个角。先驱动左、右角，然后再是上、下
角。例如，在如间隔T1所示那样将通路驱动信号UL和LL加到面
板200的左上和左下角而将地电位加到剩下的那两个角时，在面板
200上移动的录入笔所检测到的信号的振幅相应于从面板左边缘到
录入笔位置的距离x+。同样，在如间隔T2所示那样将通路驱动信
号UR和LR加到面板200的右上和右下角而将地电位加到剩下的
那两个角时，录入笔所检测到的信号的振幅相应于从面板的左边缘
到录入笔位置的距离x-。
也就是说，x座标确定为由下式(1)给出的相对座标x：
x = x + - x - x + + x - - - - - ( 1 ) ]]>
在间隔T1内的信号振幅相应于x+，而在间隔T2内的信号振
幅相应于x-。因此，可以通过x+与x-之间的振幅关系来识别x座
标。以相同方式，在间隔T3和T4检测出y+和y-，通过y+与y-之
间的振幅关系可以识别y座标。也就是说，y座标确定为由下式(2)
给出的相对座标y：
y = y + - y - y + + y - - - - - ( 2 ) ]]>
这种确定x和y座标的方法可参见美国专利NO.4,600,807、
4,650,962和4,665,283。
在录入笔模式，模式选择信号表示为录入笔模式。因此，第一多
路复用器14选择面板驱动信号产生器10所输出的面板驱动信号
48输出，第三多路复用器26选择第二子前置放大器24b所输出的
录入笔信号60输出，第五多路复用器36选择整流器30所输出的信
号66输出，而第六多路复用器42选择第二子DC放大器40b所输
出的信号输出。
图3示出了在录入笔模式的信号流。接口部46在微处理器的
控制下产生模式选择信号、面板驱动控制信号、调整信号和通路选择
信号。面板驱动信号产生器10所输出的面板驱动信号48通过第一
多路复用器14送至四通路面板驱动器16。四通路面板驱动器16
按照图2A所示的面板驱动控制信号C-UL、C-LL、C-UR、C-
LR产生图2B所示的通路驱动信号UL、LL、UR、LR，分别送至面板
200的各角。录入笔300从面板200检测到的录入笔信号送至第二
子前置放大器24b。第二子前置放大器24b所输出的经前置放大的
录入笔信号60通过第三多路复用器26送至BPF28。BPF28从录入
笔信号60中提取一个具有作为主频率的面板驱动信号频率的分量，
将所提取的信号输出给整流器30，整流器30对所提取的信号进行
整流，得到经整流的信号。整流器30所输出的信号66通过第五多
路复用器36送至LPF38。LPF38对整流器30所输出的信号66进
行低通滤波，将所得结果送至第二子DC放大器40b。第二子DC放
大器40b对LPF38所输出的信号68进行放大，将经放大的信号通
过第六多路复用器42输出给A/D变换器44。A/D变换器44将第
六多路复用器42所输出的信号70变换成数字信号，通过数据总线
104送至接口部46。这里，所述数字信号是一个表示录入笔在时间
间隔T1、T2、T3、T4内所检测到的信号的振幅的信号，相应于录入
笔位置离面板200各边缘的距离x+、x-、y+、y-。接口部46将A/D
变换器44所输出的座标信号通过总线102送至微处理器。
图4A至4E为说明图1所示数字化仪控制装置各组成部分在
录入笔模式的工作情况的波形图。具体地说，图4A为输入面板驱
动信号产生器10的时钟信号的波形，图4B为面板驱动信号产生器
10利用图4A所示时钟信号所产生的面板驱动信号48的波形，图
4C为加在四通路面板驱动器16上的面板驱动控制信号C-UL、C
-LL、C-UR、C-LR的波形，图4D例示了录入笔在某个位置检测
到的录入笔信号60的波形，而图4E为LPF38所输出的信号68的
波形。
下面将说明本发明的数字化仪控制装置在手指触摸模式的工作
情况。
按照一个优选实施例，本发明的数字化仪控制装置在手指触摸
模式的驱动方法不同于常规的数字化控制装置的驱动方法。按照常
规的驱动方法，面板的四个角一次驱动一个。此外，在录入笔模式或
按触面板模式，虽然在本发明的数字化仪控制装置中同时驱动面板
的两个角，但在常规的数字化仪控制装置中通路驱动信号只加到一
个角上，因此检测到的电流比较小。所以，应该增加差分放大器的灵
敏度。
在本发明的驱动方法中，振幅相同的通路驱动信号UL、LL、
UR、LR同时加到面板的四个角上，依次检测每个通路所检测到的
电流的变化，从而改善了本发明的数字化控制装置的灵敏度。
下面将结合图5A、5B和图6A-6C详细说明本发明的数字化
仪控制装置在手指触摸模式的工作情况。
图5A示出了常规数字化仪控制装置在手指触摸模式的面板驱
动控制信号C-UL、C-LL、C-UR、C-LR的波形。如图5A所
示，在检测每个通路中的电流的变化时，在每段时间T1、T2、T3、T4
内只有面板的一个角得到驱动。图5B示出了按照图5A所示面板
驱动控制信号C-UL、C-LL、C-UR、C-LR产生的面板驱动信
号UL、LL、UR、LR的波形。
图6A至6C例示了本发明所提出的数字化仪控制装置在手指
触摸模式的驱动方法。图6A示出了按照本发明的数字化仪控制装
置的驱动方法在手指触摸模式的面板驱动控制信号C-UL、C-
LL、C-UR、C-LR的波形。
如图6A所示，在检测每个通路中的电流变化的时间段T1、T2、
T3、T4内面板的四个角都得到驱动。因此，增大了每个通路中的电
流的变化，从而改善了灵敏度。图6B示出了按照图6A所示的面板
驱动控制信号C-UL、C-LL、C-UR、C-LR产生的通路驱动信
号UL、LL、UR、LR的波形，图6C示出了通路选择信号的波形。这
里，各通路中电流变化按通路选择信号分别在时间段T1、T2、T3、T4
内进行检测。
下面说明这种数字化仪控制装置按照本发明在手指触摸模式的
驱动方法。
首先，将各有一个相同电位的AC分量的通路驱动信号UL、
LL、UR、LR同时分别加到面板的四个角上。
第二，检测由于手指接触面板而引起的输入到面板各角/从面板
各角输出的电流的变化，再将之变换成电压的变化。
第三，检测与通路驱动信号UL、LL、UR、LR和经电流-电压变
换的信号之间的振幅差相应的差分信号。
第四，以预定周期依次重复选择这些差分信号，对这些所选的信
号进行时分复用。
最后，根据时分复用的差分信号确定手指在面板200上的位置。
在手指触摸模式，具有相同相位和振幅的通路驱动信号UL、
LL、UR、LR同时分别加到面板200的四个角上。在手指接触面板
时，由于手指起着一个位于地和面板之间的电容器的作用，因此输入
到面板200各角/从面板各角输出的电流按手指在面板200上的位
置而改变。然后，电流-电压变换器18将电流的变化变换成电压的
变化，输出变换结果。
在手指触摸模式，模式选择信号表示的是手指触摸模式。因此，
第一多路复用器14选择面板驱动信号产生器10所输出的面板驱动
信号48输出，第二多路复用器22依次选择各差分信号输出，第三多
路复用器26选择第一子前置放大器24a所输出的手指触摸信号58
输出，第五多路复用器36选择整流器30所输出的信号60输出，而
第六多路复用器42选择第一子DC放大器40a所输出的信号输出。
图7示出了在手指触摸模式的信号流。
接口部46在微处理器的控制下产生了模式选择信号、面板驱动
控制信号、调整信号和通路选择信号。
面板驱动信号产生器10所输出的面板驱动信号48通过第一多
路复用器14送至四通路面板驱动器16。
四通路面板驱动器16按照图6A所示的面板驱动控制信号C-
UL、C-LL、C-UR、C-LR产生如图6B所示的通路驱动信号UL、
LL、UR、LR，分别送至面板200的四个角。
随手指在面板200上的位置而改变的经电流-电压变换的通路
驱动信号UL′、LL′、UR′、LR′送至差分放大器20，差分放大器20所
输出的差分信号由第二多路复用器22依次选择。然后，所选信号作
为手指触摸信号58送至第一子预置放大器24a。
经第一子预置放大器24a放大的手指触摸信号通过第三多路复
用器26送至BPF28。
BPF28从手指触摸信号58中提取一个具有作为主频率的面板
驱动信号48的频率的分量，将所提取的信号输出给整流器30，然后
整流器30对所提取的信号进行整流，输出经整流的信号。
整流器30所输出的信号66通过第五多路复用器36送至
LPF38。
LPF38对整流器30所输出的信号66进行低通滤波，将结果送
至第一子DC放大器40a。
第一子DC放大器40a对LPF38所输出的信号68进行放大，将
经放大的信号通过第六多路复用器42送至A/D变换器44。
A/D变换器44将第六多路复用器42所输出的信号70变换成
数字信号，通过数据总线104送至接口部46。
接口部46将A/D变换器44所输出的座标信号通过总线102
送至微处理器。
图8A至8E为例示图1所示的数字化仪控制装置的每个组成
部分在手指触摸模式的工作情况的波形。具体地说，图8A为输入
面板驱动信号产生器10的时钟信号的波形，图8B为面板驱动信号
产生器10利用图8A所示的时钟信号所产生的面板驱动信号48的
波形，图8C为加到四通路面板驱动器16上的面板驱动控制信号C
-UL、C-LL、C-UR、C-LR的波形，图8D例示了第二多路复用
器22所输出的手指触摸信号的波形，而图8E为LPF38所输出的信
号68的波形。
下面将结合图9A和9B说明图1中所示的四通路面板驱动器
16在按触面板模式的工作情况。图9A示出了面板驱动控制信号C
-UL、C-LL、C-UR、C-LR的波形，而图9B示出了通路驱动信
号UL、LL、UR、LR的波形。
在按触面板模式，面板200的四个角全由DC信号驱动，与录入
笔模式不同。然而，在按触面板模式的面板驱动控制信号C-UL、C
-LL、C-UR、C-LR与在录入笔模式的相同。由于按触笔按触面
板200而产生的信号由面板200检测。以与录入笔模式相同的方
式，按触笔的位置的x座标在时间段T1和T2内确定，而按触笔的
位置的y座标则在时间段T3和T4内确定。按触面板模式所需的
基准电压信号由基准电压产生器12提供。
在按触面板模式，模式选择信号表示的是按触面板模式。因此，
第一多路复用器14选择基准电压产生器12所输出的基准电压信号
输出，第四多路复用器34选择第三子前置放大器24c所输出的经前
置放大的触摸面板信号输出，第五多路复用器36选择第四多路复用
器34所输出的信号输出，而第六多路复用器42选择第三子DC放
大器40c所输出的信号输出。
图10简要地示出了在按触面板模式的信号流。
接口部46在微处理器的控制下产生了模式选择信号、面板驱动
控制信号、调整信号和通路选择信号。
基准电压产生器12所产生的基准电压通过第一多路复用器14
送至四通路面板驱动器16。
四通路面板驱动器16按照图9A所示的面板驱动控制信号C-
UL、C-LL、C-UR、C-LR产生图9B所示的通路驱动信号UL、
LL、UR、LR，分别送至面板200的各个角。
由面板检测到的随在面板200上运动的按触笔(未示出)的位置
而变的按触面板信号62送至第三子前置放大器24c。
经第三子前置放大器24c前置放大的按触面板信号62通过第
五多路复用器36送至LPF38。然后，第三子DC放大器40c将
LPF38所提供的信号68放大后通过第六多路复用器42送至A/D
变换器44。
A/D变换器44将第六多路复用器42所输出的信号70变换成
数字信号，输出给接口部46。接口部46将A/D变换器44所输出的
座标信号送至微处理器。
图11A至11C为例示图1所示数字化仪控制装置各组成部分
在按触面板模式的工作情况的波形。具体地说，图11A为基准电压
产生器12所产生的基准电压信号的波形，图11B为加到四通路面板
驱动器16的面板驱动控制信号C-UL、C-LL、C-UR、C-LR的
波形，而图11C例示了面板200所检测到的按触面板信号的波形。
图12示出了一个用来控制第一多路复用器14、四通路面板驱
动器16、第三多路复用器25、第四多路复用器34、第五多路复用器
36和第六多路复用器42的工作的模式选择信号。这个模式选择信
号是一个二比特数字信号。在图12中，模式选择操作受图上部的比
特0和下部的比特1的组合控制。也就是说，模式选择信号值为
“00”表示录入笔模式，为“10”表示手指触模模式，为“01”表示按触面
板模式。
图13示出了图1中所示的面板驱动信号产生器10的详细结
构。图13所示结构可参见本申请人在韩国专利申请NO.95-
15442中的说明，该申请列为本发明的参考。
图13所示的面板驱动信号产生部分包括D触发器部120、放大
部122、阶梯部124、带通滤波器126和放大器128。
D触发器部120接收时钟信号，产生(n-1)个经n分频(n为整
数)的信号。这里，这(n-1)个经分频的信号分别与时钟信号序列的
第一至第(n-1)个时钟信号同步。
在一个所假设的实施例中，有四个级联的D触发器120a-
120d。级联情况是：每个D触发器的非反相输出作为下一个D触发
器的输入，最后一个D触发器的反相输出作为第一个D触发器的输
入，而三个经分频的信号从前三个D触发器的非反相输出端得到。
经分频的信号的数目和相应所需的D触发器的数目与预定的
面板驱动信号的分辨率有关。例如，为了模拟一个三阶梯的面板驱
动信号，需要三个延迟信号和四个D触发器。
这里，所需的D触发器数n与表示面板驱动信号的阶梯数相
同。
放大部122具有放大器122a-122c，用来对D触发器部120所
输出的各经分频的信号进行差分放大。
阶梯部124通过将放大部122所输出的各经分频的信号按照电
阻124a、124b、124c、124d和124e各自阻值相加产生一个似正弦信
号。这里，似正弦信号为一个具有接近理想正弦波波形的信号。
带通滤波器(BPF)126对阶梯部124所输出的似正弦信号进行
带通滤波，为图1中所示的BPF28产生领示信号50。
放大器128通过放大BPF126所输出的信号产生面板驱动信号
48，送至图1中的第一多路复用器14。
图14A-14G例示了在用三阶梯表示正弦波信号的情况下说明
图13所示的面板驱动信号产生部分工作情况的信号波形。图14A
例示了时钟信号CLOCK，图14B例示了清零信号CLEAR，而图14C
-14E分别例示了经分频的信号V1、V2、V3。图14F例示了阶梯部
124所输出的似正弦信号，图14G例示了BPF126所输出的信号。
图15例示了常规的面板驱动信号产生装置的原理图。图15所
示的装置具有一个对时钟信号计数的计数器140，一个对计数器140
所输出的计数信号进行解码从而产生一组通断控制信号的解码器
142，一组分别根据解码器142所输出的相应控制信号通断的电流源
144a-144n，以及一个用来得出各电流源144a-144n所产生的电流
的和的放大部146。
图5所示这种面板驱动信号产生装置的缺点是电路过于庞大、
功耗高，而且难于集成。这是因为必需要对时钟信号的计数值进行
不方便的解码，还要配置数目与解码比特数相同的电流源。
相反，图13所示的本发明这种面板驱动信号产生电路由于具有
不需要计数器、解码器和电流源的优点，因此结构简单，功耗也小，从
而可以用集成电路形式来实现。
图16为图1中所示的四通路面板驱动部分和电流-电压变换
部分的详细原理方框图。四通路面板驱动部分16包括四个分别产
生加到面板200的四个角上的通路驱动信号UL、UR、LL、LR的驱
动块16a-16d。各驱动块16a-16d分别接收面板驱动控制信号C
-UL、C-UR、C-LL、C-LR和第一多路复用器14所输出的一个
信号，输出加到面板200的四个角上的通路驱动信号UL、UR、LL、
LR。四通路面板驱动部分16所输出的通路驱动信号UL、UR、LL、
LR通过电流-电压变换部分18加到面板200的四个角上。
电流-电压变换部分18具有四个分别对送至四个角的通路驱
动信号UL、UR、LL、LR进行电流-电压变换的可变电阻18a-
18d。在手指触摸模式，通过改变阻值，电阻18a-18d可以调整灵敏
度。
图17例示了图1中所示的差分放大部分20和第二多路复用器
22的详细原理图。差分放大部分20具有四个差分放大器20a-
20d，用来接收通路驱动信号54，也就是四通路面板驱动部分16所
输出的UL、UR、LL、LR，和电流-电压变换部分18所提供的经电
流-电压变换的通路驱动信号56，产生它们的相应差信号57。
图18为图1中所示的BPF28和数模变换器32的详细原理方
框图。在图18中，BPF28配置有一个低通陷波(LPN)滤波器28a、
一个高通陷波(HPN)滤波器28b一和个BPF28c。
图19a例示了图18中所示的BPF的标准频率特性。这里，标
记字符A、B和C分别指示LPN滤波器28a、HPN滤波器28b和
BPF28c的频率特性。
具有由A、B、C标示的频率特性的BPF的中心频率应调整到面
板驱动信号48的频率上。
在制造本发明的数字化仪控制装置的过程中，由于过程参数的
散布性，滤波器28a、28b和28c的特性可能会有漂移。例如，它们可
能向上或向下漂离所要求的频率特性曲线，如图19B中虚线所示的
部分A′、B′、C′或点划线所示的部分A″、B″、C″。这种漂移将使数字
化仪控制装置的可靠性下降，例如，在噪声消除和放大性能上变差。
为了防止出现这种情况，在本发明中采取了特殊的措施。
实现按本发明调整BPF的频率特性的方法如下。
首先，将一个频率实际上与面板驱动信号相同的领示信号输入
BPF，再在一个预定范围内连续改变用来调整BPF频率特征的信
号。
其次，通过比较BPF所输出的信号的幅度确定使所输出的受检
信号幅度最大的用来调整频率特性的信号的值。
最后，用所确定的频率特性调整信号确定BPF的频率特性。
数模变换器32用来产生调整图18中所示的滤波器28a、28b、
28c的频率特性的模拟信号。
数模变换器32将微处理器所输出的调整信号变换成模拟信号，
送至LPN滤波器28a、HPN滤波器28b和BPF28c。
图20例示了微处理器输出给数模变换器32的用来自动调整频
率特性的信号的格式。比特组32a、32b、32c分别用来移动LPN滤
波器28a、HPN滤波器28b、BPF28c的中心频率。
图21例示了在自动频率特性调整模式的信号流。自动频率特
性调整模式可以在数字化仪控制装置-加电时执行。
在自动频率特性调整模式，第三多路复用器26根据模式选择信
号选择面板驱动信号产生器10所输出的领示信号50输出。微处理
器将自动频率特性调整信号送至数模变换器32。
BPF28用经数模变换器32所输出的模拟信号调整的频率特性
对领示信号50进行带通滤波。整流器30接收到经滤波的领示信号
50后就对它进行整流。
整流器30所输出的信号66通过第五多路复用器36送至低通
滤波器38。
低通滤波器38对整流器30所输出的信号66进行低通滤波，将
经滤波的信号输出给第二DC放大器40b。
第二DC放大器40b对低通滤波器38所输出的信号68进行放
大，将经放大的信号通过第六多路复用器42输出给模数变换器44。
模数变换器44将第六多路复用器42所输出的信号70变换成
数字信号，送至接口部46。
接口部46将变换得出的数字信号通过总线102送至微处理器。
微处理器向数模变换器32相继提供在预定范围内变化的调整
信号，然后对结果进行比较。根据比较结果，确定一个具有最大结果
值的调整信号，作为最终确定的频率特性调整信号送至接口部46。
接口部46中的一个数据锁存器(未示出)锁存这个调整信号，并将所
锁存的信号输出给数模变换器32。数模变换器32按照锁存器所锁
存的调整信号确定BPF的频率特性。
如上所述的自动频率特性调整方法的优点是，例如，允许
BPF28的频率特性可以由于过程参数的不一致有一些不希望有的
漂移，或者在另外一些情况下，允许由于面板驱动信号产生器10所
产生的面板驱动信号48的频率的变化而导致的灵敏度的改变。
然而，由于面板驱动信号48和领示信号50具有相同的频率，因
此用领示信号50所进行的对BPF28的频率特性调整能使BPF28的
中心频率精确地调整到面板驱动信号48的频率上。
模数变换器44接收互补的双输入，对它们的差进行数字变换。
也就是说，模数变换器44接收互补信号，将它们的差变换成具有预
定分辨率的数字信号。在本发明的这个实施例中，如图22所示，双
输入的范围为1-4V(中心电压为2.5V)，分辨率为212。在本发明
的这个实施例中，模数变换器44输出12比特，在双输入差为4V时
是“1111 1111 1111”，为0V时是“1000 0000 0000”，而为-4V时是
“0000 0000 0000”。
图23为图1中所示的接口部的详细原理方框图。图23所示的
用于本发明的装置可参见本专利申请者的韩国专利申请NO.95-
21316“系统控制信号发送电路”(“System Control Signal Transmit-
ting Circuit”)。
图23所示装置具有命令解码器46a、数据锁存器46b、地址解码
器46c和数据缓存器46d。
微处理器(未示出)通过总线102向接口部46发送系统写控制
信号WRITE，系统读控制信号READ，时钟信号CLOCK，节电允许
信号PSEN，地址信号ADDRESS，自动频率调整信号，面板驱动控制
信号C-UL、C-UR、C-LL、C-LR，通路选择信号，模数转转控制
信号，以及指令数据。接口部46向微处理器输出经模数变换器44
变换的表示座标的数字数据和与频率特性调整信号相应的BPF所
得值。
数据锁存器46b和数据缓存器46d分别具有可由微处理器指配
的各自地址。
地址解码器46c接收来自微处理器的地址信号，产生一个激活
数据缓存器46d或数据锁存器46b的信号。
数据锁存器46b在被地址解码器46c激活时锁存微处理器发来
的控制指令。
命令解码器46a接收锁存在数据锁存器46b内的控制指令，产
生控制图1所示数字化仪控制装置所需的模式选择信号，面板驱动
控制信号C-UL、C-UR、C-LL、C-LR，通路选择信号，以及自动
频率特性调整信号。
在图1所示的实施例中，面板驱动控制信号C-UL、C-UR、C
-LL、C-LR都在微处理器内产生，通过接口部46送至四通路面板
驱动部16。微处理器通过一个利用存储在一个诸如ROM那样的存
储器(未示出)内的数据的软件来产生这些面板驱动控制信号C-
UL、C-UR、C-LL、C-LR。这些面板驱动控制信号也可在下面将
要说明的另一种面板驱动控制信号产生装置中得到。
数据缓存器46d在被地址解码器46c驱动时就接收来自模数变
换器44的经数字变换的数据，或通过总线102将所存储的座标值输
出给微处理器。
接口部46(具体是数据锁存器46b或数据缓存器46d)的输入、
输出操作由通过总线102送来的系统写控制信号和系统读控制信号
控制。
在系统写控制信号有效时，接口部46的数据锁存器46b接收微
处理器发来的指令数据，通过指令解码器46a的解码，控制数字化仪
控制装置的工作。
在系统读控制信号有效时，接口部46的数据缓存器46d接收
来自模数变换器44的数字信号。数据缓存器46d中的所接收的数
字数据发送给微处理器。这里，模数变换器44所执行的变换由系统
读控制信号同步。
图24A-24H为各信号的定时图，示出了图23所示的接口部各
组成部分的工作情况。图24A例示了加到总线1002上的地址信号
ADDRESS，以及控制指令和调整信号COMMAND和ADC的顺序，
图24B例示了节电允许信号PSEN，图24C例示了地址锁存允许信
号ALE，图24D例示了系统写控制信号WRITE，图24E例示了系统
读控制信号READ，图24F例示了地址解码器46c锁存的地址的状
态，图24G例示了指令解码器46a所输出的系统控制信号的传输情
况，而图24H例示了在模数变换器44中所变换的数字数据。
在图24A-24H中，数据锁存器46b和数据缓存器46c的地址
指示、控制指令和频率特性调整信号都是通过总线102发送的。
在节电允许信号PSEN和地址锁存允许信号ALE为高电平时，
地址解码器46c接收通过总线102发来的地址，通过对地址的解码
激活数据锁存器46b或数据缓存器46d。
在这些图中，ADDRESS1和ADDRESS2分别指示数据锁存器
46b和数据缓存器46d的地址。
在地址信号表示ADDRESS1而系统写控制信号为低电平时，数
据锁存器46b接收通过总线102发来的控制指令，指令解码器46a
对所接收的指令解码，输出各种系统控制信号。
在地址信号表示ADDRESS2而系统读控制信号为低电平时，数
据缓存器46d接收来自模数变换器44的数字数据，并将所接收的数
字数据发送给微处理器。实际上，数据锁存器46b由多个锁存器(未
示出)构成，每个内锁存器分别具有各自的地址，以便微处理器直接
访问。数据锁存器46b和各内锁存器的地址配置成分层的。这些锁
存器可以例如分别为模式选择信号，面板驱动控制信号C-UL、C-
UR、C-LL、C-LR，频率特性调整信号，以及通路选择信号而设置。
图25例示了本发明所提出的数字化仪控制装置的另一个实施
例500。图25所示装置除了还配置了面板驱动控制信号产生部74
和节电控制电路72外与图1所示的相同。因此，相同部分不再予以
说明。
图1所示数字化仪控制装置1000受到微处理器所输出的节电
允许信号的控制。因此，微处理器通过一个软件确定是否设置节电
模式。这对微处理器加了一些限制，需要有一根信号传输线在微处
理器和数字化仪控制装置100之间传送节电允许信号。
另一方面，为了防止出现上述问题，在图25所示的数字化仪控
制装置500中，配置了节电控制电路72，用来根据录入笔300中所
产生的笔端信号TIP确定是否需要设置节电模式。于是，在节电控
制电路72产生省电信号时，接口部46就将数字化仪控制装置设置
为节电模式。
图26为图25所示节电控制电路72的详细原理方框图。本发
明中所采用的如图26所示结构可参见本发明申请者的韩国专利申
请NO.95-56423。
节电控制电路72具有一个对时钟信号进行计数、输出一个具有
预定周期的脉冲信号的计数部720和一个在面板空闲超过一段预定
时间时产生控制电源消耗的省电信号PSL的省电信号产生部722。
计数部720包括一个对时钟信号进行计数的第一计数器720a
和一个对第一计数器的输出进行计数的第二计数器720b。
降电信号产生部722包括一个根据来自录入笔300的TIP信号
控制第二计数器720b所输出的脉冲信号的传输的开关722a，一个
对开关722a的输出进行计数的第三计数器722b，以及一个对第三
计数器722b和信号TIP执行逻辑乘的AND门722c。这里，信号
TIP是在录入笔300中产生的。在录入笔300接触面板时，信号
TIP为高电平，否则为低电平。
图27A至28D例示了图26所示节电装置在工作中的一些信号
的波形。图27A例示了时钟信号的波形，图27B例示了清零信号的
波形，而图27c例示了第二计数器720b的输出波形。
第一和第二计数器720a、720b对图27A所示时钟信号进行计
数，而第二计数器720b输出一个具有预定周期的第一脉冲信号Q1。
第一脉冲信号Q1从计数器的进位比特(COB)端输出。
在所提出的这个实施例中，时钟信号频率为2MHz，第一计数器
720a是一个十二进制计数器，而第二计数器720b是一个四进制计
数器。因此，从第二计数器720b输出的第一脉冲信号Q1的频率为
244Hz。
图28A例示了第二计数器720b所输出的脉冲信号Q1的波形，
图28B例示了录入笔300所输出的信号TIP的波形，图28C例示了
第三计数器722b所输出的脉冲信号Q2的波形，而图28D例示了
AND门722d所输出的省电信号PSL的波形。
如图28A-28D所示，在信号TIP为高电平时，第三计数器
722b对第一脉冲信号Q1进行计数，输出计满时为高电平的第二脉
冲信号Q2。在信号TIP和第二脉冲信号Q2均为高电平时，从
AND门722e输出的省电信号PSL就成为高电平。
这个省电信号PSL通过接口部46送出。在产生省电信号PSL
时，接口部46就将图25所示数字化仪控制装置500设置为节电模
式。
图1所示数字化仪控制装置100受微处理器所输出的面板驱动
控制信号C-UL、C-UR、C-LL、C-LR的控制。这样，微处理器
需要通过一个诸如ROM那样的存储器或一个软件来产生与模式相
应的面板驱动控制信号C-UL、C-UR、C-LL、C-LR。这就对微
处理器加了一些限制，需要有一根四比特信号的传输线在微处理器
和数字化仪控制装置100之间传送面板驱动控制信号C-UL、C-
UR、C-LL、C-LR。
但是，图25所示的数字化仪控制装置具有一个功能块74，可以
按照微处理器所输出的模式选择信号产生所需的面板驱动控制信号
C-UL、C-UR、C-LL、C-LR，从而解决了上述问题。
图29为图25中所示的面板驱动控制信号产生电路的详细原理
方框图。本发明中所采用的图29所示装置可参见韩国专利申请
NO.95-69704“触笔数字化仪的面板驱动电路”(“Panel Driving Cir-
cuit for Pen Digitizer”)中相应部分。
图29所示装置具有第一计数器740、第二计数器742、倒相部
744、OR门746和信号选择部748。
第一计数器740对时钟信号进行十二进制的计数。
这样，第一计数器740所输出的第一计数信号的周期相应于用
来控制加到面板200的左下角和右上角的通路驱动信号LL、UR的
面板驱动控制信号C-LL、C-UR的周期。
第二计数器742对第一计数器740所输出的第一计数信号进行
二进制计数。这样，所输出的第二计数信号的周期就相应于用来控
制加到面板200的左上角和右下角的通路驱动信号UL、LR的面板
驱动控制信号C-UL、C-LR的周期。
倒相部744具有两个倒相器744a、744b，分别用来对第一计数
器740所输出的第一计数信号和第二计数器742所输出的第二计数
信号进行倒相。
OR门746产生一个由第一计数器740所输出的第一计数信
号、第二计数器742所输出的第二计数信号、第一倒相器746a所输
出的经倒相的第一计数信号和第二倒相器746b所输出的经倒相的
第二计数信号所构成的逻辑和信号。
信号选择部748根据模式选择信号产生与模式相应的面板驱动
控制信号C-UL、C-UR、C-LL、C-LR。例如，在模式选择信号
表示为录入笔模式或按触面板模式，信号选择部748就选择第一计
数器740所输出的第一计数信号、第二计数器742所输出的第二计
数信号、第一倒相器746a所输出的经倒相的第一计数信号和第二倒
相器746b所输出的经倒相的第二计数信号输出。如果模式选择信
号表示的是手指触摸模式，信号选择部748就选择OR门746所输
出的信号输出。
图30例示了实现图1所示装置的集成电路的配置图。在所示
的这个实施例中，微处理器400具有8比特的操作能力。数据通过
8比特的总线在微处理器和接口部46之间传送。还有一些信号线，
分别用来发送系统写控制信号，系统读控制信号，地址锁存允许信
号，时钟信号，节电允许信号，以及面板驱动控制信号C-UL、C-
UR、C-LL、C-LR。
如上所述，本发明的数字化仪控制装置具有以下优点：(1)能在
录入笔模式、手指触摸模式和按触面板模式中的任何模式工作；(2)
由于可用集成电路实现，因此功耗小；(3)能自动调整BPF的频率特
性，因而提高了可靠性和能实现一个自动的多功能数字化仪控制装
置。
本发明所提出的数字化仪控制装置可用于图形或CAD应用中
的触摸屏幕显示器、个人数字辅助设备或电子机构。这种数字化仪
控制装置可以做成一个半导体集成电路。