开发规划移动手持设备的触摸屏人机界面是一项赋有应战的杂乱规划作业，特别关于投射式电容触摸屏规划来说更是如此，而这项技能是当时多点触摸界面的干流。投射式电容触摸屏能够准确定位屏幕上手指轻触的方位，他经过丈量电容的细小改变来判别手指方位。在此类触摸屏运用中，需求考虑的一个要害规划问题是电磁搅扰(EMI)对体系功用的影响。本文首要针对构成体系功用下降、影响触摸屏规划的搅扰源进行评论和剖析。
投射式电容触摸屏构成
投射式电容传感器一般安装在玻璃或塑料通明盖板下方。图 1 显现双层式传感器简易侧面图。发射(Tx)和接纳(Rx)电极衔接到通明铟锡氧化物(ITO)，组成穿插矩阵，每个Tx – Rx 接点上都有一个特别电容。Tx ITO 坐落 Rx ITO 下方，被一层薄薄的聚合物薄膜和/或光学胶(OCA)离隔。如图所示，Tx 电极方向从左至右，Rx 电极方向从纸外指向纸内。
传感器作业原理
让咱们暂时不考虑搅扰要素，对触摸屏作业原理进行剖析：一般操作人员的手指处于地电势。Rx 经过触摸屏操控器电路也被置于地电势，一起 Tx 电压可变。改变的 Tx 电压使电Silicon Laboratories, Inc. Rev 1.0 2流经过 Tx-Rx 电容。一个经过精密测算过的 Rx %&&&&&%阻隔并丈量进入 Rx 的电荷，丈量的电荷代表与 Tx 和 Rx 相连的“互感电容”。
传感器状况：未触摸
图 2 显现未触摸状况下磁通线示意图。在没有手指触碰的状况下，Tx-Rx 磁力线占有盖板内相当大空间。边际磁力线投射到电极外更远的当地 – 因而称作“投射式电容”。
传感器状况：触摸时
如图 3 所示，当手指触摸盖板时，Tx 与手指之间构成的磁通线，替代大部分 Tx-Rx 边际磁场。经过这种方法，手指触摸削减 Tx-Rx 互感电容。电荷丈量电路识别出电容改变(delta C)，因而，检测到 Tx-Rx 衔接点上方的手指。经过对一切 Tx-Rx 矩阵的交汇点进行 delta C 丈量，能够得到整个面板的触摸分布图。
图3 还显现出另一个重要的影响：手指和 Rx 电极之间发生耦合电容，经过这条途径，电子搅扰或许会耦合到 Rx。在必定程度上，手指-Rx 间耦合是不可防止的。
专用术语
投射式电容触摸屏搅扰经过不易发觉的寄生途径耦合发生。术语“地”一般用于指 DC 电路参阅点或许指经过低阻抗衔接到大地，两者所指不同。实际上，关于便携式触摸屏设备来说，这种不同正是触摸耦合搅扰发生的根本原因。为了分清和防止混杂，咱们运用下列术语来评论触摸屏搅扰。
Earth(地) – 与大地衔接，例如，经过 3 孔 AC 电源插座的地线衔接到大地
Distributed Earth(分布式地) – 经过电容衔接物体和大地
DC Ground(直流地) – 便携式设备的 DC 参阅节点
DC Power(直流电源) – 便携式设备的电池电压。或许与便携式设备衔接的充电器输出电压，例如 USB 接口充电器中的 5V Vbus
DC VCC(直流 VCC 电源) – 为便携式设备电子器材(包含 LCD 和触摸屏操控器)
Neutral(零线) – AC 电源回路，地电势
Hot(前方) – AC 电源电压，与地电势相对
LCD Vcom 耦合到触摸屏接纳线路
便携式设备触摸屏能够直接安装到 LCD 显现屏上。典型的 LCD 架构中，液晶资料在通明的凹凸电极之间发生偏置。低电极决议显现屏的单个像素，而高电极一般是接连平面，掩盖整个显现屏可视前端，在电压 Vcom 发生偏置。在典型低压便携式设备(例如手机)中，AC Vcom 电压为 DC 地和 3.3V 之间来回震动的方波。AC Vcom 电平一般每个显现行切换一次，因而所发生的 AC Vcom 频率为显现帧刷新率的 1/2 与行数的乘积。典型的便携式设备 AC Vcom 频率一般为 15kHz。图 4 为 LCD Vcom 电压与触摸屏耦合示意图。
双层触摸屏一般由布满 Tx 和 Rx 阵列的阻隔 ITO 层组成，中心为绝缘层。Tx 线占有整个Tx 阵列行距宽度，中心仅靠最小线距离离隔，以满意出产所需。这种架构一般被称为自屏蔽式(self-shielded)，首要是因为 Tx 阵列把 Rx 阵列与 LCD Vcom 屏蔽开。但是，经过 Tx 带间空地，耦合仍旧或许发生。为了下降架构本钱，并取得更好的透视性，单层触摸屏将 Tx 和 Rx 阵列安装在单个 ITO层上，每个独立的衔接顺次跨过每个阵列。因而 Tx 阵列不能在 LCD Vcom 平面和传感器Rx 电极之间构成屏蔽层。这或许发生潜在的严峻 Vcom 搅扰耦合。
充电器搅扰
触摸屏搅扰的另一个潜在来历是电源供电之蜂窝电话充电器中的开关电源。如图 5 所示，搅扰经过手指被耦合到触摸屏上。小型蜂窝电话充电器一般有 AC 电源前方和零线输入，但没有衔接地线。充电器是安全阻隔的，所以在电源输入和充电器次级线圈之间没有 DC衔接。但是，这仍然会经过开关电源阻隔变压器发生电容耦合。充电器搅扰源在屏幕上触摸的手指上发生回来途径。
留意，在这种状况下，充电器搅扰是指设备供电电压与大地之间的搅扰，这种搅扰或许被当成 DC 电源和 DC 地之间的“共模”搅扰。在充电器输出的 DC 电源和 DC 地之间所发生的电源开关噪声，假如没有被彻底过滤掉，则或许会影响触摸屏的正常运转。这种电源纹波按捺(PSRR)问题是别的一种搅扰状况，本文不做评论。
充电器耦合阻抗
充电器开关搅扰经过变压器初级-次级绕组漏电容(大约 20pF)耦合发生。这种弱电容耦合现象能够被充电器和设备自身所发生的寄生并联电容抵消。拿起设备时，并联电容将添加，这一般足以消除充电器开关搅扰，防止搅扰影响触摸屏运转。充电器发生搅扰的最坏一种状况是，便携式设备放在桌面上并衔接到充电器，一起操作人员手指与触摸屏触摸。
充电器开关搅扰构成
典型的蜂窝手机充电器选用反激式(flyback)电路拓扑。这种充电器所发生的搅扰波形比较杂乱，并且不同充电器发生的搅扰波形差异很大，他取决于电路和输出电压操控战略。搅扰振幅的改变也很大，这取决于制造商在开关变压器屏蔽规划上投入的尽力和本钱。典型参数包含：
波形：包含杂乱的脉宽调制方波和 LC 振铃信号波形
频率：额定负载下 40–150kHz，负载很高时，脉冲频率或跳转周期操作下降到 2kHz以下
电压：最高为峰值电压的一半= Vrms / sqrt(2)
充电器电源搅扰构成
在充电器前端，AC 电源电压整流发生充电器高电压，这样，充电器开关电压器材也发生幅值为电压一半的正弦波。与开关搅扰类似，此电源电压也是经过开关阻隔变压器发生耦合。在 50Hz 或 60Hz 时，该组成部分的频率远低于开关频率，其发生的有用耦合阻抗更高。电压搅扰的严峻程度取决于对地并联阻抗特性，一起还取决于触摸屏操控器对低频的灵敏度。
电源搅扰的特别状况：3 孔插头不带接地功用
额定功率较高的电源适配器，例如笔记本电脑 AC 适配器，或许会装备 3 孔 AC 电源插头。为了按捺输出端 EMI，充电器或许把主电源地引脚内部衔接到输出的 DC 地。此类充电器一般在前方和零线以及地线间衔接 Y 类电容器，然后按捺来自电源线上的 EMI。假定地线衔接存在，该类适配器不会对供电 PC 和 USB 衔接的便携式触摸屏设备构成搅扰。图 5 中的虚线框说明晰此种装备。
关于 PC 和衔接 USB 的便携式触摸屏设备来说，PC 充电器的 3 孔电源插头刺进没有地线衔接的电源插座，这是充电器搅扰的一种特别状况。Y 类电容器耦合 AC 电源到 DC 输出地。相对而言，较大的 Y 类电容器值能够更有用的耦合电源电压，这使得较大电源频率电压经过触摸屏上手指发生的阻抗耦合相对较低。
小结
当今广泛用于便携式设备的投射式电容触摸屏，很简单遭到电磁搅扰。来自内部或外部的搅扰电压会经过电容耦合到触摸屏设备，这些搅扰电压引起触摸屏内的电荷运动，或许会对手指触摸屏幕时的电荷运动丈量构成混杂。因而，触摸屏体系的有用规划和优化取决于对搅扰耦合途径的知道，并对其尽或许进行消减或补偿。
搅扰耦合途径涉及到寄生效应，例如变压器绕组电容和手指-设备间电容。对这些影响进行恰当的建模，能够充沛了解和知道到搅扰的来历和巨细。
关于许多便携式设备来说，电池充电器构成触摸屏首要的搅扰来历。当操作人员用手指触摸触摸屏时，所发生的%&&&&&%使得充电器搅扰耦合电路得以封闭。充电器内部屏蔽规划的质量和是否有恰当的充电器接地规划，是影响充电器搅扰耦合的要害要素。
