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投射电容存在两种形式。
(1)自电容感应:检测传感器网格行和列(x+y)上的电荷变化。特定行的电荷变化可归因于多个列的电荷变化,自电容感应适用于单点触控式应用。
(2)互电容感应:检测网格每个交互点的电荷变化(x*y)。因此,它可以精确感应多点触控。见图1
1.png
图1:自电容传感器网格如左图所示,互电容网格如右图所示。由于扫描方式的区别,自电容网格无法可靠***屏幕上的多个手指,而互电容网格可以。
手指触控动作在自电容和互电容感应模式下的表现形式截然不同。在自电容模式下,单次触控会在电荷转移到地面后表现为电流的增加;而互电容模式下,触控的检测结果是交叉点上两个传感器之间的整体互电容降低。
水作为导体会增强临近传感器之间的边际电场,并使电容增大。这可能会造成触摸屏将水识别为自电容模式下的轻手指触控。这可以通过感应临近传感器中的复制电场来解决,从而有效消除临近传感器之间产生的边际电场。然而,自电容不支持多点触控。
在互电容网格中,水的表现形式相同,但会被感知为电荷的增加,并与手指触碰效果的极性相反。这样,当擦拭屏幕上的水时可能会被传感器记录为一次手指误触。
自电容感应与互电容感应的结合(如赛普拉斯truetouch控制器中所实施的那样)可提供稳定可靠的防水解决方案。能够在tx和rx线之间进行切换以准确掌握水滴轮廓也非常重要。
当屏幕上覆盖一层水膜或大水滴时,其产生的效果可能与拇指或手掌等大物体(取决于水滴/薄膜的大小)类似。需要以特殊算法精准确定水体的位置并***手指的移动。
2.抗扰性
对于触摸屏来说,一般存在两种干扰源:
1)直接耦合干扰:这种干扰来自邻近的机器、高压交流电以及节能灯的电子镇流器。这些干扰都存在于制造工厂,可以耦合到人体中并通过手指触控注入到系统中。
2)共模干扰:这种干扰来自于触摸屏设备内部(如电源、质量不好的充电器)并通过手指释放到地面。
干扰包括宽带与窄带噪声,通常振幅较高。我们看到,共模干扰的频率最高可达500khz,振幅可达40vpp。见图2
2.png
图2:窄带和宽带充电器干扰图
在两种情况下,用户都会看到误触的情况;包括报告误触坐标或造成触摸传感器过载(触控会显示为沿rx传感器伸展的长线条)。这会导致流水线收到错误指令并造成延迟。在很多情况下,干扰脉冲会充满接收电容器,从而遗漏本应记录在该交叉点上的触控信号并影响整体触控体验。良好的信噪比(snr)是触摸屏控制器抵抗各种干扰的必要条件之一。 可通过多种方式抵抗干扰。
a)提高tx电压:提高snr的最有效方式之一就是增大信号电压。这是一种简单有效的snr改善方式。有些赛普拉斯半导体触摸屏控制器会提供内置10vtx,用以提高snr同时避免增加额外的物料成本。
b)跳频:rx通道可动态改变频率以回避干扰波及其谐波。在干扰强烈的环境下,必须启用跳频,且触摸屏控制器必须内置特殊算法以便不断跳过干扰频率。
除上述方式外,还存在很多抑制干扰技术。其中有些新方法可以有效防止频道饱和,同时利用片上dsp实现的开窗法来有效恢复信号。
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