如何解決中小尺寸觸摸屏的電磁干擾問題

充電器干擾
觸摸屏干擾的另一個(gè)潛在來源是電源供電手機(jī)充電器的開關(guān)電源。干擾通過手指耦合到觸摸屏上，如圖5所示。小型手機(jī)充電器通常有交流電源火線和零線輸入，但沒有地線連接。充電器是安全隔離的，所以在電源輸入和充電器次級(jí)線圈之間沒有直流連接。然而，這仍然會(huì)通過開關(guān)電源隔離變壓器產(chǎn)生電容耦合。充電器干擾通過手指觸摸屏幕而形成返回路徑。



注意：在這種情況下，充電器干擾是指設(shè)備相對(duì)于地的外加電壓。這種干擾可能會(huì)因其在直流電源和直流地上等值，而被描述成“共模"干擾。在充電器輸出的直流電源和直流地之間產(chǎn)生的電源開關(guān)噪聲，如果沒有被充分濾除，則可能會(huì)影響觸摸屏的正常運(yùn)行。這種電源抑制比（PSRR）問題是另外一個(gè)問題，本文不做討論。
充電器耦合阻抗
充電器開關(guān)干擾通過變壓器初級(jí)-次級(jí)繞組漏電容（大約20pF）耦合產(chǎn)生。這種弱電容耦合作用可以被出現(xiàn)在充電器線纜和受電設(shè)備本身相對(duì)分布式地的寄生并聯(lián)電容補(bǔ)償。拿起設(shè)備時(shí)，并聯(lián)電容將增加，這通常足以消除充電器開關(guān)干擾，避免干擾影響觸摸操作。當(dāng)便攜式設(shè)備連接到充電器并放在桌面上，并且操作人員的手指僅與觸摸屏接觸時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)充電器產(chǎn)生的一種最壞情況的干擾。
充電器開關(guān)干擾分量
典型的手機(jī)充電器采用反激式（flyback）電路拓?fù)洹＿@種充電器產(chǎn)生的干擾波形比較復(fù)雜，并且隨充電器不同而差異很大，它取決于電路細(xì)節(jié)和輸出電壓控制策略。干擾振幅的變化也很大，這取決于制造商在開關(guān)變壓器屏蔽上投入的設(shè)計(jì)努力和單位成本。典型參數(shù)包括：
波形：包括復(fù)雜的脈寬調(diào)制方波和LC振鈴波形。頻率：額定負(fù)載下40~150kHz，負(fù)載很輕時(shí)，脈沖頻率或跳周期操作下降到2kHz以下。電壓：可達(dá)電源峰值電壓的一半=Vrms/√2。
充電器電源干擾分量
在充電器前端，交流電源電壓整流生成充電器高電壓軌。這樣，充電器的開關(guān)電壓分量疊加在一個(gè)電源電壓一半的正弦波上。與開關(guān)干擾相似，此電源電壓也是通過開關(guān)隔離變壓器形成耦合。在50Hz或60Hz時(shí)，該分量的頻率遠(yuǎn)低于開關(guān)頻率，因此，其有效的耦合阻抗相應(yīng)更高。電源電壓干擾的嚴(yán)重程度取決于對(duì)地并聯(lián)阻抗的特性，同時(shí)還取決于觸摸屏控制器對(duì)低頻的靈敏度。



電源干擾的特殊情況：不帶接地的3孔插頭
額定功率較高的電源適配器（例如筆記本電腦交流適配器），可能會(huì)配置3孔交流電源插頭。為了抑制輸出端EMI，充電器可能在內(nèi)部把主電源的地引腳連接到輸出的直流地。此類充電器通常在火線和零線與地之間連接Y電容，從而抑制來自電源線上的傳導(dǎo)EMI。假設(shè)有意使地連接存在，這類適配器不會(huì)對(duì)供電PC和USB連接的便攜式觸摸屏設(shè)備造成干擾。圖5中的虛線框說明了這種配置。
對(duì)于PC和其USB連接的便攜式觸摸屏設(shè)備來說，如果具有3孔電源輸入的PC充電器插入了沒有地連接的電源插座，充電器干擾的一種特殊情況將會(huì)產(chǎn)生。Y電容將交流電源耦合到直流地輸出。相對(duì)較大的Y電容值能夠非常有效地耦合電源電壓，這使得較大的電源頻率電壓通過觸摸屏上的手指以相對(duì)較低的阻抗進(jìn)行耦合。