模拟量输入模块 1756-IF8
模拟量输入模块 1756-IF8
手指和接收电极之间的距离(d)主要由触摸屏覆盖透镜的厚度决定(见图3)。典型的覆盖透镜厚度范围从0.5毫米到1.0毫米不等。这就意味着具有0.5毫米覆盖透镜的设备其“d”是1.0毫米覆盖透镜设备的一半,而电容则为2倍。换言之,0.5毫米覆盖透镜注入的噪声是1.0毫米覆盖透镜的两倍。随着设备的外观形状向更轻薄的趋势发展,覆盖透镜的厚度以及触摸控制器承受更轻薄透镜造成更大噪声的能力也变得益发重要。
虽然充电器需要通过若干项产品认证,但对于共模噪声并没有什么相关的要求。2010年,一批手机OEM厂商就制定通用规范EN62684达成共识,用以管理充电器在频率范围内可允许的**峰值对峰值电压。该规范要求充电器产生的噪声不得超过1Vpp(从1kHz到100kHz),而在100kHz频率以上则要求更低的电压强度。典型的选配市场充电器并不遵循这一指导性要求。
虽然较低噪声的充电器产生的噪声在1–5Vpp之间,但噪声较高的充电器的波动范围则达到20–40Vpp,这就会产生巨量电荷转移。注入电荷的量取决于噪声的电压幅度(Q=C*V)。虽然噪声量很大,但触摸屏控制器仍必须能检测到引发幅度较小的电荷变化的手指。
电容式触摸屏手机还面临一种新型共模噪声,那就是移动高清链接(MHL),这是用来从手机向HDTV传输音频视频的标准接口。手机通过MHL适配器连接到HDTV,该适配器将手机的USB接口转换成电视的HDMI接口。这种共模噪声来源于电视电源,并会通过HDMI和USB线缆传递给手机。
更轻薄设备带来的挑战
现如今,轻薄即时尚。积极推出越来越薄的触摸屏设备,特别是触摸屏手机,面临双重问题:一是从显示屏耦合到传感器的噪声增加;二是传感器的寄生电容提高。
显示屏生成的噪声相对于充电器噪声而言强度要低很多,但对触摸性能产生的影响很大,因为其距离触摸传感器很近。虽然AMOLED显示屏很安静(但比LCD更昂贵),但如今市场上大多数还都是噪声更高的ACVCOM和DCVCOM型LCD显示屏。这种显示屏的常用电极VCOM层就是噪声的来源。让我们回过头来再讨论一下方程式(1),这次是要确定平行板电容器在触摸传感器中指定接收电极和显示屏VCOM层之间所产生的电容的大小。这里,面积“A”就是接收电极的全部面积,由于显示屏覆盖整个屏幕,因此距离“d”就是接收电极和VCOM层之间的距离。
触摸传感器的扫描频率会对噪声环境下的触摸性能产生很大影响。如果噪声频率接近扫描面板的频率,就可能造成触摸数据损坏。在此情况下,我们可通过自适应跳频技术来将扫描频率更改到噪声幅度足够低的水平,避免数据损坏。但是,跳频的效果有限,取决于可选的发射频率范围以及存在噪声的频率范围。一些充电器会在整个频率范围内释放大量噪声,因而难以找到无干扰的区域。较大充电器噪声的基本频率为1kHz到300kHz,频率较高时谐波幅度则较低。我们可在300kHz到500kHz范围内采用高频扫描来解决这个问题,从而**避免**高幅度噪声频带和**初的一些谐波。另外,这种方法也能在远离LCD噪声频率范围的情况下改进显示屏的抗噪性