触摸屏的电磁干扰的种类

触摸屏的电磁干扰的种类，投射式电容触摸屏结构，传感器工作原理，介绍了充电器干扰，充电器耦合阻抗，充电器开关干扰分量，充电器电源干扰分量等。

开发具有触摸屏人机界面的移动手持设备是一项复杂的设计挑战，尤其是对于投射式电容触摸屏设计来说更是如此，它代表了当前多点触摸界面的主流技术。

投射式电容触摸屏能够精确定位手指轻触屏幕的位置，它通过测量电容的微小变化来判别手指位置。

在此类触摸屏应用中，需要考虑的一个关键设计问题是电磁干扰 (EMI)对系统性能的影响。

干扰引起的性能下降可能对触摸屏设计产生不利影响，本文将对这些干扰源进行探讨和分析。

1、投射式电容触摸屏结构

典型的投射式电容传感器安装在玻璃或塑料盖板下方。

图1为双层式传感器的简化边视图。发射(Tx)和接收(Rx)电极连接到透明的氧化铟锡 (ITO)，形成交叉矩阵，每个Tx-Rx结点都有一个特征电容。

Tx ITO位于Rx ITO下方，由一层聚合物薄膜或光学胶(OCA)隔开。

如图，Tx电极的方向从左至右，Rx电极的方向从纸外指向纸内。

图1：传感器结构参考。

2、传感器工作原理

暂不考虑干扰因素，来对触摸屏的工作进行分析：操作人员的手指标称处在地电势。

Rx通过触摸屏控制器电路被保持在地电势，而Tx电压则可变。变化的 Tx电压使电流通过Tx-Rx电容。

一个仔细平衡过的Rx集成电路，隔离并测量进入Rx的电荷，测量到的电荷代表连接Tx和Rx的“互电容”。

传感器状态：未触摸

图2显示了未触摸状态下的磁力线示意图。

在没有手指触碰的情况下，Tx-Rx磁力线占据了盖板内相当大的空间。边缘磁力线投射到电极结构之外，因此，术语“投射式电容”由之而来。

图2：未触摸状态下的磁力线。

传感器状态：触摸

当手指触摸盖板时，Tx与手指之间形成磁力线，这些磁力线取代了大量的Tx-Rx边缘磁场，如图3所示。通过这种方式，手指触摸减少了Tx-Rx互电容。

电荷测量电路识别出变化的电容(△C)，从而检测到Tx-Rx结点上方的手指。通过对Tx-Rx矩阵的所有交叉点进行△C测量，便可得到整个面板的触摸分布图。

图3还显示出另外一个重要影响：手指和Rx电极之间的电容耦合。通过这条路径，电干扰可能会耦合到Rx。某些程度的手指-Rx耦合是不可避免的。

图3：触摸状态下的磁力线。

3、专用术语

投射式电容触摸屏的干扰通过不易察觉的寄生路径耦合产生。

术语“地”通常既可用于指直流电路的参考节点，又可用于指低阻抗连接到大地：二者并非相同术语。

实际上，对于便携式触摸屏设备来说，这种差别正是引起触摸耦合干扰的根本原因。

为了澄清和避免混淆，使用以下术语来评估触摸屏干扰。

Earth(地)：与大地相连，例如，通过3孔交流电源插座的地线连接到大地。

Distributed Earth(分布式地)：物体到大地的电容连接。

DC Ground(直流地)：便携式设备的直流参考节点。

DC Power(直流电源)：便携式设备的电池电压。或者与便携式设备连接的充电器输出电压，例如USB接口充电器中的5V Vbus。

DC VCC(直流VCC电源)：为便携式设备电子器件(包括LCD和触摸屏控制器)供电的稳定电压。

Neutral(零线)：交流电源回路(标称处在地电势)。

Hot(火线)：交流电源电压，相对零线施加电能。