如何解決觸摸屏的電磁干擾問題
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
開發(fā)具有觸摸屏人機界面的移動手持設備是一項復雜的設計挑戰(zhàn)，尤其是對于投射式電容觸摸屏設計來說更是如此，它代表了當前多點觸摸界面的主流技術(shù)。投射式電容觸摸屏能夠精確定位手指輕觸屏幕的位置，它通過測量電容的微小變化來判別手指位置。在此類觸摸屏應用中，需要考慮的一個關(guān)鍵設計問題是電磁干擾(EMI)對系統(tǒng)性能的影響。干擾引起的性能下降可能對觸摸屏設計產(chǎn)生不利影響，本文將對這些干擾源進行探討和分析。
投射式電容觸摸屏結(jié)構(gòu)
典型的投射式電容傳感器安裝在玻璃或塑料蓋板下方。圖1所示為雙層式傳感器的簡化邊視圖。發(fā)射(Tx)和接收(Rx)電極連接到透明的氧化銦錫(ITO)，形成交叉矩陣，每個Tx-Rx結(jié)點都有一個特征電容。Tx ITO位于Rx ITO下方，由一層聚合物薄膜或光學膠(OCA)隔開。如圖所示，Tx電極的方向從左至右，Rx電極的方向從紙外指向紙內(nèi)。
傳感器工作原理
讓我們暫不考慮干擾因素，來對觸摸屏的工作進行分析：操作人員的手指標稱處在地電勢。Rx通過觸摸屏控制器電路被保持在地電勢，而Tx電壓則可變。變化的Tx電壓使電流通過Tx-Rx電容。一個仔細平衡過的Rx集成電路，隔離并測量進入Rx的電荷，測量到的電荷代表連接Tx和Rx的“互電容”。
傳感器狀態(tài)：未觸摸
圖2顯示了未觸摸狀態(tài)下的磁力線示意圖。在沒有手指觸碰的情況下，Tx-Rx磁力線占據(jù)了蓋板內(nèi)相當大的空間。邊緣磁力線投射到電極結(jié)構(gòu)之外，因此，術(shù)語“投射式電容”由之而來。
傳感器狀態(tài)：觸摸
當手指觸摸蓋板時，Tx與手指之間形成磁力線，這些磁力線取代了大量的Tx-Rx邊緣磁場，如圖3所示。通過這種方式，手指觸摸減少了Tx-Rx互電容。電荷測量電路識別出變化的電容(△C)，從而檢測到Tx-Rx結(jié)點上方的手指。通過對Tx-Rx矩陣的所有交叉點進行△C測量，便可得到整個面板的觸摸分布圖。
圖3還顯示出另外一個重要影響：手指和Rx電極之間的電容耦合。通過這條路徑，電干擾可能會耦合到Rx。某些程度的手指-Rx耦合是不可避免的。
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