如何解決觸摸屏的電磁干擾問(wèn)題
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開(kāi)發(fā)具有觸摸屏人機界面的移動(dòng)手持設備是一項復雜的設計挑戰，尤其是對于投射式電容觸摸屏設計來(lái)說(shuō)更是如此，它代表了當前多點(diǎn)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(guò)測量電容的微小變化來(lái)判別手指位置。在此類(lèi)觸摸屏應用中，需要考慮的一個(gè)關(guān)鍵設計問(wèn)題是電磁干擾(EMI)對系統性能的影響。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(jìn)行探討和分析。
投射式電容觸摸屏結構
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(jiǎn)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(gè)Tx-Rx結點(diǎn)都有一個(gè)特征電容。Tx ITO位于Rx ITO下方，由一層聚合物薄膜或光學(xué)膠(OCA)隔開(kāi)。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。
傳感器工作原理
讓我們暫不考慮干擾因素，來(lái)對觸摸屏的工作進(jìn)行分析：操作人員的手指標稱(chēng)處在地電勢。Rx通過(guò)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(guò)Tx-Rx電容。一個(gè)仔細平衡過(guò)的Rx集成電路，隔離并測量進(jìn)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(xiàn)示意圖。在沒(méi)有手指觸碰的情況下，Tx-Rx磁力線(xiàn)占據了蓋板內相當大的空間。邊緣磁力線(xiàn)投射到電極結構之外，因此，術(shù)語(yǔ)“投射式電容”由之而來(lái)。
傳感器狀態(tài)：觸摸
當手指觸摸蓋板時(shí)，Tx與手指之間形成磁力線(xiàn)，這些磁力線(xiàn)取代了大量的Tx-Rx邊緣磁場(chǎng)，如圖3所示。通過(guò)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結點(diǎn)上方的手指。通過(guò)對Tx-Rx矩陣的所有交叉點(diǎn)進(jìn)行△C測量，便可得到整個(gè)面板的觸摸分布圖。
圖3還顯示出另外一個(gè)重要影響：手指和Rx電極之間的電容耦合。通過(guò)這條路徑，電干擾可能會(huì )耦合到Rx。某些程度的手指-Rx耦合是不可避免的。
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