处理电气装置的信号的系统和方法.pdf

本发明涉及用于处理电气装置(10)比如触摸感应键的信号(U)的系统。该系统包括信号(U)的参考值(Uref)，其中所述参考值(Uref)持续更新，以及用于确定信号(U)与参考值(Uref)之间差值(ΔU)的运算单元，以使得差值(ΔU)对应信号(U)的改变。该系统还包括可能差值(ΔU)的谱，其中，所述谱被细分成对应所述系统中信号(U)的改变的可能起因的范围(21，23，25，27，29，31，33，35，37，39)。此外，该系统包括比较单元，其用于将差值(ΔU)与所述谱的相应范围(21，23，25，27，29，31，33，35，37，39)关联，并用于识别差值(ΔU)是由干扰引起的还是由电气装置(10)中的有关改变引起的。进一步地，本发明涉及相应的方法。

1.  一种系统，其用于处理来自电气装置(10)的信号(U)，其中，所述系统包括：
-所述信号(U)的参考值(U_ref)，其中所述参考值(U_ref)被持续更新，
-运算单元，其用于确定所述信号(U)与所述参考值(U_ref)之间的差值(ΔU)，以使得所述差值(ΔU)对应所述信号(U)的改变，
-可能差值(ΔU)的谱，其中，所述谱被细分成与所述系统中所述信号(U)的改变的可能起因对应的范围(21，23，25，27，29，31，33，35，37，39)，以及，
-比较单元，其用于将所述差值(ΔU)与所述谱的相应范围(21，23，25，27，29，31，33，35，37，39)相关联，并用于识别所述差值(ΔU)是由干扰引起的还是由所述电气装置(10)中的有关改变引起的。

2.  如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述谱包括关于所述电气装置(10)的所有可能的正差值和负差值(ΔU)。

3.  如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述参考值(U_ref)被持续地根据所述信号(U)的实际值来调整。

4.  如上述任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述信号(U)是模拟信号。

5.  如上述任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述信号(U)是直流电压信号，或所述信号(U)由其电压来表征。

6.  如上述任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述范围(21，31)中的至少一个对应温度波动，和/或所述范围(23，33)中的至少一个对应噪声，和/或所述范围(27，37)中的至少一个对应滞后效应，和/或所述范围(29，39)中的至少一个对应所述电气装置(10)中的所述有关改变中的至少一个。

7.  如上述任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述电气装置(10)是开关，或触摸感应键，或可变的电气元件、电子元件或机械元件，或用于检测至少一个物理量的传感器。

8.  如上述任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述系统以硬件、软件或硬件与软件结合的方式来实现。

9.  一种存储于计算机可用介质中的计算机程序产品，其包括用于使得计算机实现上述权利要求1-8中任意一个所述的系统的计算机可读程序装置。

10.  一种方法，其用于处理来自电气装置(10)的信号，其中所述方法包括以下步骤：
-设置参考值(U_ref)，
-从所述电气装置(10)接收所述信号(U)，并通过检测电路(12)选择修改所述信号(U)，
-确定所述信号(U)与所述参考值(U_ref)之间的差值(ΔU)，
-提供可能差值(ΔU)的谱，其中，所述谱被细分成对应所述电气装置(10)中的所述信号(U)的改变的可能起因的范围(21，23，25，27，29，31，33，35，37，39)，
-比较所述差值(ΔU)与所述谱，
-将所述差值(ΔU)与所述谱的相应范围(21，23，25，27，29，31，33，35，37，39)关联，
-识别所述差值(ΔU)是由干扰引起的还是由所述电气装置(10)中的有关改变引起的，以及
-更新所述参考值(U_ref)。

11.  如权利要求10所述的方法，其特征在于，所提供的谱包括关于所述电气装置(10)的所有可能的正差值和负差值(ΔU)。

12.  如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，持续地根据所述信号(U)的实际值来调整所述参考值(U_ref)。

13.  如权利要求10-12中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所接收的信号(U)是模拟信号，和/或在于，所接收的信号(U)是直流电压信号，和/或在于，所接收的信号(U)由其电压来表征。

14.  如权利要求10-13中任一权利要求所述的方法，其特征在于，从开关接收所述信号(U)，和/或在于，从触摸感应键接收所述信号(U)，和/或在于，从可变的电气元件或电子元件接收所述信号(U)，和/或在于，从用于检测至少一个物理量的传感器接收所述信号(U)。

15.  一种存储于计算机可用介质中的计算机程序产品，其包括用于使得计算机实现上述权利要求10-14中任一权利要求所述的方法的计算机可读程序装置。

处理电气装置的信号的系统和方法
描述
本发明涉及根据权利要求1的用于处理来自电气装置的信号的系统。进一步地，本发明涉及根据权利要求10的用于处理来自电气装置的信号的方法。
来自电气装置的信号代表或描述了某种状态或任意模拟值。信号中包含的信息被用于比如控制设备或过程。信号可以是直流(DC电压)电压信号。通常，电压值表征了装置的状态或量值。
电气装置可以是手动或自动开关。如果开关的状态改变，由该开关传递的信号也跟着改变。另外，电气装置可以是用于检测像温度、压力和湿度这些物理量的传感器元件。来自电气装置的信号代表了检测到的量值。
在某些上述电气装置中，状态或检测到的量的改变可引起信号相对小的改变。信号的改变也可由系统或电气装置的干扰引起。
因此，系统必须能区别信号是被干扰还是信号的改变是由状态或检测值的实际改变引起的。
本发明的目标在于，提供用于处理来自电气装置的信号的一种系统和一种方法，其能识别干扰。
该目标可由如权利要求1所述的系统来实现。
根据本发明，用于处理来自电气装置的信号的系统包括：
-所述信号的参考值，其中，所述参考值在第一次测量之后被持续更新，
-运算单元，其用于确定所述信号与所述参考值之间的差值，以使得该差值对应所述信号的改变，
-可能差值的谱，其中，所述谱被细分成对应所述系统中所述信号改变的可能起因的多个范围，以及
-比较单元，其用于将所述差值与所述谱的相应范围关联，并用于识别所述差值是由干扰引起的还是由所述电气装置中的有关改变引起的。
本发明的主要思想在于，一方面，所述参考值是被持续调整的，另一方面，所有可能差值的完整谱被细分成多个范围。所述范围对应于干扰的可能类型的起因。持续的调整允许总能实现所述参考值。
持续的调整避免了将短时间内的两个或更多干扰识别成所述电气装置中的值或状态的改变。当所述信号发生改变时，系统可识别所述改变是由干扰引起的或还是由值或状态的有关改变引起的。另外，所述范围允许由所述系统识别发生了何种类型的干扰。
在本发明的优选实施方式中，所述谱包括关于所述电气装置的所有可能的正差值和负差值。这允许识别信号的正改变和负改变。
特别的，所述参考值被持续地根据所述信号的实际值来调整。这种快速调整避免了将两个或更多干扰被识别为所述信号的改变。比如，该特性可被用于检测手指的缓慢接近。
比如，所述信号是模拟信号。优选地，所述信号是直流电压(DC电压)信号。所述信号可由其电压来表征。可选地，交流电的频率和其他特征量也可用做所述信号。
优选地，所述范围中的至少一个对应温度波动。温度波动干扰电气装置。相应的范围允许识别该温度波动。
另外，所述范围中的至少一个分别对应噪声、检测失败和/或滞后效应。
特别的，所述范围中的至少一个对应所述电气装置中的有关改变中的至少一个。因此，所述系统可区分由干扰造成的改变和由所述电气装置中有关改变造成的此改变。
比如，所述电气装置是开关。特别的，所述电气装置是触摸感应键(touch sensitive key)。所述触摸感应键提供了所述信号相对小的改变，并且所述系统可识别有关信号。
另外，所述电气装置可以是可变的电气元件或电子元件，比如电位计或直流变化。
根据另一个应用，所述电气装置可以是用于检测至少一个物理量的传感器。在该情况下，所述信号也发生小的改变。
所述系统可以以硬件、软件或硬件与软件结合的方式来实现。
此外，本发明涉及存储于计算机可用介质中的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可读程序装置，用于使得计算机实现以上所述的系统。
本发明的目标还通过如权利要求10所述的方法来实现。
根据本发明，用于处理来自电气装置的信号的方法，包括以下步骤：
-设置参考值，特别是考虑前面的信号，
-从所述电气装置接收所述信号，
-确定所述信号与所述参考值之间的差值，
-提供可能差值的谱，其中，所述谱被细分成对应电气装置中的所述信号的改变的可能起因的多个范围，
-比较所述差值与所述谱，
-将所述差值与所述谱的相应范围关联，
-识别所述差值是由干扰引起的还是由所述电气装置中的有关改变引起的，以及
-更新所述参考值。
本发明的方法一方面持续实现了参考值，并使用了所有可能差值的完整谱。所述谱被细分成对应对所述干扰的可能类型的起因的多个范围。持续的调整允许总能实现所述参考值。
持续的调整避免了将短时间内的两个或更多干扰识别成所述电气装置中的值或状态的改变。当所述信号发生改变时，可识别所述改变是由干扰引起的还是由值或状态的有关改变引起的。另外，所述范围允许由所发明的方法识别发生了何种类型的干扰。
在本发明的优选实施方式中，所使用的谱包括关于所述电气装置的所有正差值和负差值。
特别的，所述参考值被持续地根据所述信号的实际值来调整。这种快速调整避免了将两个或更多干扰被识别为所述信号的改变。
优选地，所接收的信号是模拟信号和/或直流电压(DC电压)信号。所述信号可由其电压来表征。可选地，交流电的频率和其他特征量也可用做所述信号。
比如，从开关接收所述信号。特别的，从触摸感应键接收所述信号。所述触摸感应键提供所述信号的相对小的改变。采用本发明的方法，可区分有关信号与干扰。
从可变的电气元件或电子元件接收和/或从用于检测至少一个物理量的传感器接收所述信号。
根据本发明的方法，可以以硬件、软件或硬件与软件结合的方式来实现。
最后，提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品存储于计算机可用介质中，其包括用于使得计算机执行上述所描述方法的计算机可读程序装置。
在权利要求中描述了认为是本发明的特征的新颖和创造性的特点。
参考附图，本发明将被进一步详细描述，其中
图1：显示了根据本发明优选实施方式，用于处理信号的系统的原理框图，以及
图2：显示了根据本发明优选实施方式，系统中可能差值的谱的原理图。
图1显示了根据本发明优选实施方式，用于处理信号的系统原理框图。该系统包括电气装置10、检测电路12和处理单元14。电气装置10提供了信号U。通常，该信号可以是电压、电路、电容、电阻等。检测电路12从电气装置10接收电压U。检测电路12修改、校正和/或放大信号U。处理单元14处理信号U，以识别与信号U对应的状态、请求和/或值。
电气装置10可包括电子和/或机械元件。比如，电气装置10包括一个或多个传感器用于检测物理量，像温度、压力、亮度、重量等。另外，电气装置10可以是手动开关。在本发明的特殊实施方式中，电气装置10是触摸感应键。通常，电气装置10可以是任意装置，其提供描述状态和/或值的信号U。特别的，信号U作为模拟电压信号形成。
检测电路12优选地是电路。检测电路12从电气装置10接收信号U。比如，检测电路12修改、校正、放大和/或过滤信号U。
处理单元14从检测电路12接收信号U。处理单元14比较接收到的信号U与参考值U_ref。特别的，接收到的信号U与参考值U_ref连续比较。然后，处理单元14确定信号U与参考值U_ref之间的差值ΔU。
处理单元14包括可能差值ΔU的谱。所述谱包括正差值ΔU以及负差值ΔU。所述谱根据电气装置10来调整。所述谱还可根据检测电路12来调整。所述谱被细分成多个范围。每个范围对应接收到的信号U改变的某种起因。比较信号U的改变与该谱，处理单元14能识别所述改变的起因。特别的，处理单元14可识别信号U的改变是由干扰引起的还是由电气装置10中状态的或检测到的量的实际改变引起的。
参考值U_ref持续更新，以使得实际差值ΔU有效地为信号U的改变。参考值U_ref的持续更新避免了短时间内的两个或多个干扰被错误识别为电气装置10中的值或状态的实际改变。
图2显示了根据本发明优选实施方式，系统中可能差值ΔU的谱原理图。谱被细分成几个范围。该例子中，谱包括10个由相应极限值限制的范围。
零点20对应差值ΔU＝0。第一正范围21在零点20和第一正极限值22之间延伸。第一负范围31在零点20和第一负极限32之间延伸。第二正范围23在第一正极限值22和第二正极限值24之间延伸。第二负范围33在第一负极限值32和第二负极限值34之间延伸。
第三正范围25在第二正极限值24和第三正极限值26之间延伸。第三负范围35在第二负极限值34和第三负极限值36之间延伸。第四正范围27在第三正极限值26和第四正极限值28之间延伸。第四负范围37在第三负极限值36和第四负极限值38之间延伸。
第五正范围29从第四正极限值28向上延伸到任意高的正值。第五负范围39从第四负极限值38向下延伸到任意低的负值。
上述不同范围对应信号U改变的不同起因。
在该例子中，在第一正范围21和第一负范围31内的差值ΔU，是由热波动引起的。热波动干扰了电气装置10和/或检测电路12，并导致了信号U的改变。
另外，在该例子中，在第二正范围23和第二负范围33内的差值ΔU，是由噪声引起的。噪声发生在电路中，特别的，发生在检测电路12中并且也发生在电气装置10中。噪声也导致了信号U的改变。
在第四正范围27和第四负范围37内的差值ΔU，是滞后的结果，以避免回弹效应。
如果前面的信号在第五范围检测到，第四范围将作为第五范围。如果前面的信号在第三范围检测到，第四范围将作为第三范围。
在第五正范围29和第五负范围39内的差值ΔU是由电气装置10中的实际改变引起的。所述实际改变可以是开关的操作或被检测物理量的改变。
特别的，电气装置10是触摸感应键。如果触摸感应键被用户触摸，则来自所述触摸感应键的信号U发生相对小的改变。然而，触摸之后信号U的改变大于由干扰引起的改变。由于参考值U_ref是持续更新的，短时间内的两个或多个干扰不会被识别为键的触摸。
本发明的系统和方法可采用各种电气装置10和/或检测电路12。本发明的系统和方法可适用于电压，其对应电气装置10和/或检测电路12的不同状态。
本发明也可嵌入计算机程序产品中，其包括所有可使此处描述的方法实现的特征。另外，当加载到计算机系统时，所述计算机程序产品能实现这些方法。
尽管此处已经参考附图描述了本发明说明性的实施方式，可以理解，本发明不限于那些明确的实施方式，并且，在不背离本发明范围和精神下，本领域技术人员可进行各种的其他改变和修改。所有这些改变和修改都旨在包括在如由附加的权利要求所限定的本发明的范围内。
参考数字列表
10：传感器装置
12：检测电路
14：处理单元
20：零点
21：第一正范围
22：第一正极限值
23：第二正范围
24：第二正极限值
25：第三正范围
26：第三正极限值
27：第四正范围
28：第四正极限值
29：最后的正范围
31：第一负范围
32：第一负极限值
33：第二负范围
34：第二负极限值
35：第三负范围
36：第三负极限值
37：第四负范围
38：第四负极限值
39：最后的负范围
U：信号
U_ref：参考值
ΔU：差值