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如何解决工业触摸屏电磁干扰问题?

文章来源:http://www.chinasunyee.com/人气:101发表时间:2017-12-19

  电容式触摸屏作为当前多点触摸界面的主流技术广泛运用在工业设备,在工控行业也称之为工业触摸屏,电容触摸屏的抗干扰是触摸屏的性能要求之一,如果抗干扰弱的话,那会影响总机的触摸屏效果,比如触摸不灵敏,不精准等问题。工业触摸屏电磁干扰问题在前期开发着在前期设计上极具挑战。



  投射式电容触摸屏能够精确定位手指轻触屏幕的位置,它通过测量电容的微小变化来判别手指位置。在此类触摸屏应用中,需要考虑的一个关键设计问题是电磁干扰(EMI)对系统性能的影响。干扰引起的性能下降可能对触摸屏设计产生不利影响,本文将对这些干扰源进行探讨和分析。


传感器工作原理


  让我们暂不考虑干扰因素,来对触摸屏的工作进行分析:操作人员的手指标称处在地电势。Rx通过触摸屏控制器电路被保持在地电势,而Tx电压则可变。变化的Tx电压使电流通过Tx-Rx电容。一个仔细平衡过的Rx集成电路,隔离并测量进入Rx的电荷,测量到的电荷代表连接Tx和Rx的“互电容”。




投射式电容触摸屏结构


  典型的投射式电容传感器安装在玻璃或塑料盖板下方。发射(Tx)和接收(Rx)电极连接到透明的氧化铟锡(ITO),形成交叉矩阵,每个Tx-Rx结点都有一个特征电容。Tx ITO位于Rx ITO下方,由一层聚合物薄膜或光学胶(OCA)隔开。


  当今广泛用于便携式设备的投射式电容触摸屏很容易受到电磁干扰,来自内部或外部的干扰电压会通过电容耦合到触摸屏设备。这些干扰电压会引起触摸屏内的电荷运动,这可能会对手指触摸屏幕时的电荷运动测量造成混淆。因此,触摸屏系统的有效设计和优化取决于对干扰耦合路径的认识,以及对其尽可能地消减或是补偿。


  干扰耦合路径涉及到寄生效应,例如:变压器绕组电容和手指-设备电容。对这些影响进行适当的建模,可以充分认识到干扰的来源和大小。


  对于许多便携式设备来说,电池充电器构成触摸屏主要的干扰来源。当操作人员手指接触触摸屏时,所产生的电容使得充电器干扰耦合电路得以关闭。充电器内部屏蔽设计的质量和是否有适当的充电器接地设计,是影响充电器干扰耦合的关键因素。


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