ЖК -сенсорный экран для iPhone XR

Как решить проблему электромагнитных помех на сенсорном экране

Разработка мобильных портативных устройств с сенсорным экраном HMIS является сложной задачей дизайна, особенно для прогнозируемых емкостных конструкций сенсорного экрана, которые представляют собой текущую основную технологию для многотушечных интерфейсов. Прогнозируемый емкостный сенсорный экран может точно найти положение, где палец касается экрана, и он может судить о положении пальца, измеряя небольшое изменение емкости. Ключевым конструктивным соображением в таких сенсорных приложениях является влияние электромагнитных помех (EMI) на производительность системы. Деградация производительности, вызванная помехи, может оказать вредное влияние на конструкции сенсорного экрана, и эти источники помех будут изучены и проанализированы в этой статье.

Проецируемая емкостная структура сенсорного экрана
Типичные прогнозируемые емкостные датчики установлены под стеклянной или пластиковой крышкой. На рисунке 1 показан упрощенный вид на сторону двухслойного датчика. Электроды передачи (TX) и прием (RX) подключены к прозрачному оксиду олова индия (ITO), образуя поперечную матрицу, причем каждый соединение TX-RX имеет характерную емкость. TX ITO расположен ниже RX ITO, разделенного полимерной пленкой или оптическим клеем (OCA). Как показано на рисунке, направление электродов TX находится слева направо, а направление электродов RX находится снаружи к внутренней части бумаги.

Как работает датчик
Давайте проанализируем работу сенсорного экрана без учета факторов помех на мгновение: палец оператора, как говорят, находится на земле. RX удерживается при потенциале заземления с помощью схемы контроллера сенсорного экрана, а напряжение TX имеет переменное. Различное напряжение TX заставляет ток проходить через конденсатор TX-RX. Тщательно сбалансированная интегрированная схема RX, изоляции и измеряет заряд, поступающий в RX. Измеренный заряд представляет собой «взаимную емкость», соединяющие TX и RX.
Статус датчика: не тронут
На рисунке 2 показана схематическая диаграмма магнитных силовых линий в нетронутом состоянии. В отсутствие прикосновения пальцев линии потока TX-RX занимают значительное количество места внутри крышки. Линии Fringe Flux проецируются из структуры электрода, следовательно, термин «прогнозируемая емкость».
Состояние датчика: прикосновение
Когда палец касается крышки, между TX и пальцем образуются линии магнитной силы, и эти магнитные силовые линии заменяют большое количество магнитных полей TX-RX, как показано на рисунке 3. Прикосновение пальца уменьшает TX-RX взаимная емкость. Схема измерения заряда идентифицирует изменяющуюся емкость (△ C), тем самым обнаруживая пальцем над соединением TX-RX. Выполнив измерение △ C на всех пересечениях матрицы TX-RX, можно получить карту распределения сенсорного распределения всей панели.
На рисунке 3 также показан еще один важный эффект: емкостная связь между пальцем и электродами RX. На этом пути электрические помехи могут соединиться с RX. Некоторая степень муфты пальца-RX неизбежна.