電容觸摸屏電磁干擾問題

       開發(fā)具有觸摸屏人機(jī)界面的移動(dòng)手持設(shè)備是一項(xiàng)復(fù)雜的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，尤其是對(duì)于投射式電容觸摸屏設(shè)計(jì)來說更是如此，它代表了當(dāng)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，它通過測量電容的微小變化來判別手指位置。在此類觸摸屏應(yīng)用中，需要考慮的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)問題是電磁干擾 （EMI）對(duì)系統(tǒng)性能的影響。干擾引起的性能下降可能對(duì)觸摸屏設(shè)計(jì)產(chǎn)生不利影響，本文將對(duì)這些干擾源進(jìn)行探討和分析。

傳感器工作原理

        讓我們暫不考慮干擾因素，來對(duì)觸摸屏的工作進(jìn)行分析：操作人員的手指標(biāo)稱處在地電勢(shì)。Rx通過觸摸屏控制器電路被保持在地電勢(shì)，而Tx電壓則可變。變化的 Tx電壓使電流通過Tx-Rx電容。一個(gè)仔細(xì)平衡過的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)：觸摸

       當(dāng)手指觸摸蓋板時(shí)，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(shí)別出變化的電容（△C），從而檢測到Tx-Rx結(jié)點(diǎn)上方的手指。通過對(duì)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。

專用術(shù)語

        投射式電容觸摸屏的干擾通過不易察覺的寄生路徑耦合產(chǎn)生。術(shù)語“地"通常既可用于指直流電路的參考節(jié)點(diǎn)，又可用于指低阻抗連接到大地：二者并非相同術(shù)語。 實(shí)際上，對(duì)于便攜式觸摸屏設(shè)備來說，這種差別正是引起觸摸耦合干擾的根本原因。為了澄清和避免混淆，我們使用以下術(shù)語來評(píng)估觸摸屏干擾。

        •Earth（地）：與大地相連，例如，通過3孔交流電源插座的地線連接到大地。

        •Distributed Earth（分布式地）：物體到大地的電容連接。

        •DC Ground（直流地）：便攜式設(shè)備的直流參考節(jié)點(diǎn)。

        •DC Power（直流電源）：便攜式設(shè)備的電池電壓。或者與便攜式設(shè)備連接的充電器輸出電壓，例如USB接口充電器中的5V Vbus。

       •DC VCC（直流VCC電源）：為便攜式設(shè)備電子器件（包括LCD和觸摸屏控制器）供電的穩(wěn)定電壓。

       •Neutral（零線）：交流電源回路（標(biāo)稱處在地電勢(shì)）。

       •Hot（火線）：交流電源電壓，相對(duì)零線施加電能。