[发明专利]数位板系统及电磁式数位板的压感测量方法

说明书

本发明公开了一种数位板系统及电磁式数位板的压感测量方法。其中压感测量方法，包括：将电磁笔的感应线圈的载波频率的量程划分为不同频率多个载波频点；当压感测量周期开始时，电磁式数位板计算产生多个载波频点对应的不同频率所需要的硬件参数；电磁式数位板根据所述硬件参数设定其对应硬件，使电磁式数位板在一个前置驱动载波处理周期中产生由所述不同的驱动载波组成的变频驱动载波，并在线圈扫描处理周期中接收电磁笔的感应线圈产生的反馈信号，通过预设的算法将反馈信号计算得到由不同的载波频点反馈量组合时的压感量化等级。本发明可以在一次落笔起笔周期内有效捕捉到每一阶段压力变化的最强信号，从而使得电磁笔的压力变化可以清晰捕捉。

技术领域

本发明涉及无源电磁式数位板的压感测量技术，特别涉及一种基于数位板硬件线圈驱动前导载波可变频的压感测量方法。

背景技术

数位板系统通常由三部分构成，带有PCB线圈的数位板，带有感应线圈的无源笔（也称为电磁笔），以及带有USB线缆的成像设备。

数位板系统的工作原理为：数位板的PCB线圈经由其MCU（单片机）控制单元发射的固定频率的驱动载波后会产生一定强度的磁场，无源笔自设计有LC（振荡电路）电路，在磁场中运动时自身感应线圈会将磁能转换为LC电路的工作用电，进而向外发射具有一定频率的电磁信号，此信号频率可以根据电磁笔的书写运动过程而动态变化，并被LC电路动态反映出来。

无源笔端磁场和数位板端磁场经过叠加后会经由数位板的信号反馈接收单元接收并处理为MCU可识别处理的数字信号，进而计算出成像设备所需的绘图信息，并经由USB线缆传输至成像设备中。

根据公式可知，无源笔向外发射的磁场频率只和LC（振荡电路）有关，当按压无源笔笔头时会改变公式中的电感L，进而改变了无源笔端的磁场频率f，也就是说笔头按压力度的变化过程其实是无源笔端磁场频率f的变化过程。

但是现有的数位板的MCU控制单元发射的驱动载波通常为一串带有固定频率的PWM脉冲串，而根据电磁场特性，当电磁场叠加时，同向同频的叠加场信号最强，反之最弱。因此，现有的无源笔在书写时很难捕捉到信号较强的叠加场信号。若是要监控无源笔的频率来实现信号较强的叠加场信号，无源笔的频率的量程通常在左右，即载波周期只有，想要持续监测一个这样的载波对于一般MCU而言是非常困难的。

鉴于无源笔端感应线圈瞬时频率和数位板反馈信号接收单元的处理能级不匹配。因此现有技术中普遍存在以下问题：1、压感量化等级不足；2、检测到无源笔的压力变化非线性；3、无源笔书写时的压力变化不敏感。从而导致成像设备上的线条质感不足，粗细变化不匀称、线性变化和压力变化不对应等性能问题。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中电磁笔的磁场变化较难监测，导致检测到的磁场变化不稳定，从而造成压感量化等级不足等技术问题，提出一种数位板系统及电磁式数位板的压感测量方法。

本发明提出的电磁式数位板的压感测量方法，包括步骤：

将电磁笔的感应线圈的载波频率的量程划分为不同频率的多个载波频点；

当压感测量周期开始时，所述电磁式数位板计算产生所述多个载波频点对应的不同频率所需要的硬件参数；

所述电磁式数位板根据所述硬件参数设定其对应硬件，使所述电磁式数位板在一个前置驱动载波处理周期中产生由所述不同的驱动载波组成的变频驱动载波，并在线圈扫描处理周期中接收所述电磁笔的感应线圈产生的反馈信号，通过预设的算法将所述反馈信号计算得到由所述不同的载波频点反馈量组合时的压感量化等级。

具体的，所述电磁式数位板将电磁笔的一次落笔起笔周期内的多个前置驱动载波处理周期发出的变频驱动载波对应的反馈信号存储为数组，所述数组的每一组数据元素为一个前置驱动载波处理周期对应的反馈信号。