如何解決工業(yè)觸摸屏電磁干擾問題？
2024-06-27 16:13:38
電容式觸摸屏作為當(dāng)前多點(diǎn)觸摸界面的主流技術(shù)廣泛運(yùn)用在工業(yè)設(shè)備，在工控行業(yè)也稱之為工業(yè)觸摸屏，電容觸摸屏的抗干擾是觸摸屏的性能要求之一，如果抗干擾弱的話，那會影響總機(jī)的觸摸屏效果，比如觸摸不靈敏，不精準(zhǔn)等問題。工業(yè)觸摸屏電磁干擾問題在前期開發(fā)著在前期設(shè)計(jì)上極具挑戰(zhàn)。
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)對系統(tǒng)性能的影響。干擾引起的性能下降可能對觸摸屏設(shè)計(jì)產(chǎn)生不利影響，本文將對這些干擾源進(jìn)行探討和分析。
投射式電容觸摸屏結(jié)構(gòu)
典型的投射式電容傳感器安裝在玻璃或塑料蓋板下方。發(fā)射(Tx)和接收(Rx)電極連接到透明的氧化銦錫(ITO)，形成交叉矩陣，每個(gè)Tx-Rx結(jié)點(diǎn)都有一個(gè)特征電容。Tx ITO位于Rx ITO下方，由一層聚合物薄膜或光學(xué)膠(OCA)隔開。
傳感器工作原理
讓我們暫不考慮干擾因素，來對觸摸屏的工作進(jìn)行分析：操作人員的手指標(biāo)稱處在地電勢。Rx通過觸摸屏控制器電路被保持在地電勢，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”。
當(dāng)今廣泛用于便攜式設(shè)備的投射式電容觸摸屏很容易受到電磁干擾，來自內(nèi)部或外部的干擾電壓會通過電容耦合到觸摸屏設(shè)備。這些干擾電壓會引起觸摸屏內(nèi)的電荷運(yùn)動，這可能會對手指觸摸屏幕時(shí)的電荷運(yùn)動測量造成混淆。因此，觸摸屏系統(tǒng)的有效設(shè)計(jì)和優(yōu)化取決于對干擾耦合路徑的認(rèn)識，以及對其盡可能地消減或是補(bǔ)償。
干擾耦合路徑涉及到寄生效應(yīng)，例如：變壓器繞組電容和手指-設(shè)備電容。對這些影響進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕?，可以充分認(rèn)識到干擾的來源和大小。
對于許多便攜式設(shè)備來說，電池充電器構(gòu)成觸摸屏主要的干擾來源。當(dāng)操作人員手指接觸觸摸屏?xí)r，所產(chǎn)生的電容使得充電器干擾耦合電路得以關(guān)閉。充電器內(nèi)部屏蔽設(shè)計(jì)的質(zhì)量和是否有適當(dāng)?shù)某潆娖鹘拥卦O(shè)計(jì)，是影響充電器干擾耦合的關(guān)鍵因素。
