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电容式触摸屏技术交流资料 CTP技术支持 周子玉 内容概要 电容感应基本原理 电容屏常见问题 电容屏叠构 牧东合作触控IC简介 结束语 电容屏工作简单数学模型 当手指或导体触摸到TP时，电容值Cp就会产生变化 工作原理概括 1.触摸TP，寄生电容产生变化 2. 发射极发射信号，经过容抗，阻抗后，信号产生滞后或超前，接收极接受信号后计算出具体数值，扫描整屏，产生数据矩阵 3. 和基准数据矩阵对比，产生DIFF值矩阵，使用重心算法映射到LCD分辨率，得出具体坐标值，赋予ID号 4. 产生中断，主控使用IIC读走数据 自电容和互电容 自电容 检测通道与地之间的寄生电容变化，有手指存在时寄生电容会增加，IC 通道pin 既是发射极 又是接收极 互电容 检测发射通道和接受通道交叉处的互电容（也就是耦合电容）的变化，有手指存在时互电容会减小，IC 通道pin 发射极和接受极是分开的 自电容原理 穿行驱动/感应 特点 M+N个电容 M+N条连线 模拟多点（2点） 互电容原理 串行驱动 并行感应 特点 M*N个电容 M+N条连线 真实多点 互电容 VS 自电容 电容式IC设计几个挑战 1.检测微小电容变化的挑战 来自多点电容触摸屏设计的第一个挑战是如何将由于手指触摸而产生的微小的互电容变化转化成数字信号并具有足够的分辨率。我们知道，一般地讲，多点触摸是基于互电容感应原理，而互电容是发射感应条与接受感应条在交叉点处的寄生电容，这个电容是非常的小，通常在0.2~4pF, 而手指触摸而产生的互电容的变化就更小了。对这种微小的互电容变化的检测，不仅需要有对电容变化高度灵敏的硬件检测电路以实现微弱模拟电量到数字信号的转换，同时也需要相应的软件来进行控制协调以保证在整个触摸屏上的每一点对手指触摸信号有足够高的灵敏度。 悬空问题是这种挑战一种极端的表现 电容式设计几个挑战 2.如何提高信噪比SNR的表现 信噪比(SNR)是多点电容触摸屏设计中最重要的指标之一对一个触摸屏来讲，有足够大的手指信号是远远不够的。事实上，触摸屏并非置身于象牙塔上，在它的周围有诸多的噪声源。比如，紧贴在它下面的LCD就是一个噪声源，它能够在LCD的表面产生高达15nA/mm2的电流噪声和1V以上的电压噪声。虽然一个ITO的屏蔽层被放在触摸屏的下面的方案被一些设计者所采用,但屏蔽层的增加，导致触摸屏厚度的增加和成本的增加，也一定程度影响了可视性。并非所有的终端客户都可以接受。手机本身的射频信号和外界的电磁波也会对其产生干扰。当采用触摸屏的终端采用外部市电供电时，通过来自电网和电源适配器可能产生很大的共模噪声。还有使人感到棘手的充电器噪声，触摸屏及系统本身所产生的噪声如AD转换带来噪声、开关噪声以及电源噪声和ESD测试所使用的8千伏ESD噪声。在这么一个多噪声的环境中，如何使触摸屏系统对各种噪声源的噪声有很好的噪声免疫力获得足够高的信噪比是多点电容触摸屏设计的一个挑战。 TP与 LCD air gap 不够， 通道走线或触控IC 与 RF天线太近，会是TP失灵， 或自动报点 ESD测试时，自动报点，程序跑飞。 电容式设计几个挑战 3.如何克服来自低档充电器的噪声 在中国市场，大量的低档充电器被用户所选用。这类充电器所产生的噪声和其他噪声有两个特别的不同：第一是它的噪声在没有手指触摸时并不呈现出来，仅当触摸时才显现出来并且非常地强烈，使得一个有效的触摸变得很不稳定进而变得失效;其次是这个噪声是来自充电器并通过地线传到触摸屏系统的一种共模噪声，它很难通过普通的硬件滤波来滤掉，常用的数字滤波对它的滤波效果也不理想。所以必须有一种高级的滤波方法来对付这种低档充电器的噪声。 使用低档充电器时，报点会漂移或自动报点 电容式设计几个挑战 4.防水（防雾）性能的考验 防水性能是电容触摸屏设计的一大挑战。似乎使用互电容扫描的多点电容触摸屏具有天然的防水能力，它并不构成一个设计挑战。为什么这样说呢?因为使用自电容扫描的触摸屏，水滴和手指触摸产生的信号变化的方向是相同的，要将水滴从手指触摸中分辨出来颇费周折。而互电容扫描的触摸屏水滴和手指触摸产生的信号变化的方向正好是相反的，因为手