从控制器角度谈感应电容触控系统的设计挑战r
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摘要：自2007年iPho
e出现后，感应电容触摸屏的年销售额已增长了100倍，并且速度没有减慢的迹象。本文描述了把感应电容型触摸屏集成到一个设备中时须面对的很多设计和应用挑战，并重点强调了控制器信噪比的重要性。简介自2007年iPho
e出现后，感应电容触摸屏的应用范围就在不断扩大。尽管如此，真正把感应电容触摸屏集成到设备中仍存在着很大的挑战，尤其在液晶显示器LCD、外围器件产生干扰及嘈杂的环境中。有效的解决方案之一是使用高信噪比SNR的触摸屏控制器来对抗噪声。一个高信噪比控制器还会有其它优势，下面将会详细描述。SNR定义为信号有用的信息和噪声无用信号的功率比。如果信号和噪声在相同的负载下测量，SNR可以通过计算幅度均方根RMS的平方获得。功率比的值PSPN通常很大，通常用对数dB来描述。SNR可以表示为：高SNR意味着测到的信号强度比背景噪声高。整体触控性能主要由两个器件决定整体触控性能：触摸屏传感器和触摸屏控制器。触摸屏传感器种类繁多，它们的名称形象的说明了其形状和结构，例如三角形、菱形、雪花形、条形等等。例如，ldquo菱形rdquo是菱形的网格结构，而ldquo条形rdquo是行列交叉的网格，像一个城市的街道。一些传感器类型使用一层ITO，而其它的则需要两层或三层，这决定于所需的系统性能和触摸屏控制器芯片。通常要根据触摸屏控制器结构来决定触摸屏传感器样式和层结构ldquo堆叠rdquo以最大化SNR。例如，在单层互容带有交叉搭桥的菱形样式中，触摸屏表面到ITO的X层和Y层的距离是一样的，这降低了增益误差并使行和列的SNR很接近。尽管如此，仍需要增加一层屏蔽层防止传感器受到LCD噪声干扰。使用高SNR的触摸屏控制器可以降低触摸屏传感器的成本，放宽设计限制，使用更多的样式和层结构。正如下面将要讨论的一样，高SNR触摸屏控制器还可提供额外的好处，例如较容易找到触摸中心，降低了触摸屏对环境噪声的灵敏度，并允许使用手套或尖导电笔。控制器架构自容式和互容式1是两种主要的电容触摸屏感应检测技术，自容式和互容式的特性简单归纳如下：自容式●今天仍在使用的早期技术。●受限于ldquo鬼点rdquo相对于真实触摸位置的错误触摸位置，通常为一点触摸或两点触摸。●菱形样式最普遍。●对LCD噪声抑制较差。●简单，低成本控制器。互容式●正在攻占市场的新一代设计。●真正的两点或多点触摸。●较高的精度。●传感器样式设计更加灵活，这有助于最大化SNR。●r