一種紅外屏電路的驅動電流自適應調節(jié)方案

3 驅動電流自適應調節(jié)方案的設計
3.1 基本思路
　　當探測裝置發(fā)現沒有操作體靠近紅外觸摸屏時，紅外觸摸屏電路工作在調整校準工作模式下，檢測調校控制單元根據接收信號強弱對紅外發(fā)光管驅動電流進行補償。
　　調整校準方法的基本設計思想如下：
· 最初在檢測工作中用能使紅外光信號達到檢測工作最低要求的驅動電流下限值I0做為起始值驅動發(fā)射元件發(fā)光，以延緩紅外發(fā)射元件發(fā)光效率參數的老化衰減。
· 隨著發(fā)射元件發(fā)光效率參數的降低，給驅動電流增加相應的補償量，以維持該發(fā)射元件所發(fā)出的紅外光的強度大體不變，從而延長了該發(fā)射元件的后期可用時段[3]。

· 分別保存各路檢測信號的零點值和滿度值以確定各路檢測信號的量程范圍，解決各接收元件參數和發(fā)射元件參數的離散所形成的檢測信號量程離散偏差。
3.2 參數選擇方案
　　在電路設計和參數選取方面，基本方法是：
· 適當設計實數控驅動電路的有關參數，使得D/A轉換器輸出為最大值DM時，驅動電流放大電路輸出的最大驅動電流IM等于或略小于（比如小5%）紅外發(fā)射元件的最大允許驅動電流IM。做為驅動電流起始值的前述驅動電流下限值I0可根據實驗確定，一般可選為IM的若干分之一，比如1/10、1/5或1/2。
· 選擇一對紅外發(fā)射元件和接收元件，其各自的發(fā)光效率參數和光電靈敏度系數都等于其各自的最大允許值，并將這一對紅外元件按照實際應用條件相對設置。適當設計固化信號處理電路和A/D轉換器的有關參數，使得向所選發(fā)射元件提供的驅動電流ID為I0時，與所選接收元件相應的檢測信號UT的幅值略小于（比如小3%或10%）A/D轉換器的滿度值UM，此時的檢測信號UT的幅值稱為檢測信號的高端參考值URT。

· 再選擇一對紅外發(fā)射元件和接收元件，其各自的發(fā)光效率參數和光電靈敏度系數都等于其各自的最小允許值，并將這一對紅外元件按照實際應用條件相對設置。此時向所選發(fā)射元件提供驅動電流I0，則與所選接收元件相應的檢測信號UT的幅值稱為檢測信號的低端參考值URB。
· 隨著時間的推移，發(fā)射元件老化，其發(fā)光效率參數逐漸降低，檢測信號的幅值也隨之減小，需要對驅動電流進行前述的補償。測算元件參數是否發(fā)生了衰減及其衰減程度，可行的方法是預定一個檢測信號的參考值UR，并將測得的檢測信號與之相比較，根據檢測信號相對該參考值的偏差程度，給驅動電流增加相應的補償量。檢測信號參考值UR選取URT和URB的平均值（URT+URB）/2，因為URB經常被設計為滿足信噪比和抗干擾要求的檢測信號下限值。UR值選取得較大，驅動電流會向較大值調整看齊，檢測信號信噪比和抗干擾能力就越強，但發(fā)射元件老化速度也就越快。
　　選定了參考值UR后，調整和校準的一種具體流程如圖3所示。

4 坐標歸一化算法
　　對檢測信號的處理利用方面，可以將檢測信號按線性處理利用，或按二次或三次曲線擬合后進行其它計算[4]。為了后續(xù)計算的方便，可以先對檢測信號進行歸一化處理。第i路檢測信號UT(i)對其正軸滿度值的歸一化數值為：
　　UT(i)=[UT(i)-U0(i)]/[UF(i)-U0(i)]
　　式中UF(i)-U0(i)代表檢測信號量程，UT(i)的范圍為0～1，這樣各路檢測信號之間就具有了可比性，歸一化后，對各路信號的計算處理可以用一套統(tǒng)一的計算式完成，各參數標準也對各路信號一致通用。當然，也可以按照其它比例系數進行歸一化。下面給出X軸坐標的計算流程圖，Y軸的坐標計算流程類似。

5 實驗結果
　　按照本文所提出的方案做出一臺驗證樣機，對三個使用過不同時間的紅外發(fā)光管進行試驗，實驗時間是在晚上并且關閉了室內所有的燈。結果發(fā)現，按照本方案設計的紅外觸摸屏能夠自適應調節(jié)驅動電流的大小，接收端的檢測信號強度基本差異不大。

6 結論
　　本文主要提出了一種驅動電流自適應調節(jié)的紅外觸摸屏電路結構，以及自適應調節(jié)方法，同時給出了坐標歸一化計算方法。實驗證明本文提出的方法能夠根據接收信號強弱對紅外發(fā)光管驅動電流進行補償，從而保證接收信號基本維持不變。采用此項技術設計的紅外觸摸屏使用壽命大大延長，且具有較強的抗干擾能力。