噪声大战:投射电容屏抵御内部噪声
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2021-01-20
07:16:45
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噪声大战噪声大战:投射电容屏抵御内部噪声投射电容屏抵御内部噪声
要点 1.电容式触摸屏已广泛普及，但它易于因产品的噪声而产生虚假和错误的响应。 2.噪声于内部
DC/DC转换器子系统和显示驱动器。 3.无论是处理显示屏、充电器、天线或其它的噪声，触摸IC都必须做
到相同的用户体验水平。 今天的用户都希望采用多点触摸系统做操作，并仍能符合日益提高的环保标准。
设计者要满足这些要求可不容易。随着多点触摸系统内部环境的快速改变，争夺触摸屏统治地位的大战也正在
影响着新战场的出现。 当前的一个趋势是手机做得越来越薄。要实现这一目标，就意味着电容触摸传感器
要直接层压在显示屏上，将传感器移入显示屏内，并且要克服很多其它挑战，如天线和地负载。过去只
要点要点
1.电容式触摸屏已广泛普及，但它易于因产品的噪声而产生虚假和错误的响应。
2.噪声于内部DC/DC转换器子系统和显示驱动器。
3.无论是处理显示屏、充电器、天线或其它的噪声，触摸IC都必须做到相同的用户体验水平。
今天的用户都希望采用多点触摸系统做操作，并仍能符合日益提高的环保标准。设计者要满足这些要求可不容易。随着多
点触摸系统内部环境的快速改变，争夺触摸屏统治地位的大战也正在影响着新战场的出现。
当前的一个趋势是手机做得越来越薄。要实现这一目标，就意味着电容触摸传感器要直接层压在显示屏上，将传感器移入
显示屏内，并且要克服很多其它挑战，如天线和地负载。过去只是在传感器结构上放一块屏蔽层以阻挡显示噪声，这种方式已
不可接受了，它会增加太多的成本和厚度。
除了显示屏以外，USB充电插头的普及已使电池充电器商品化。今天的电容触摸屏IC可在高达40V峰峰值的AC噪声下，
检测出皮库仑级的电容变化。所有这些因素都提升了对触摸屏IC的要求，甚至比去年的要求都复杂得多。需要新的创新，于是
开始了噪声大战。
充电器噪声充电器噪声
在有触摸时，充电器噪声会通过电池充电器物理地耦合到传感器上。它的影响包括：降低触摸的精度或线性度，虚假触摸
或幽灵触摸，甚至造成一个无响应或不可靠的触摸屏。肇事者通常是一个零售的低价充电器。尽管OEM提供的充电器一般有
较严格的噪声规格，但充电电路已广泛采用了USB插头，从而为零售市场创造出了巨大的商机。为在这一市场区段中竞争，
零售市场的制造商们正在努力让自己的充电器更便宜。这些低成本的电子产品能够为手机充电，但可能会为触摸屏注入大量噪
声，使手机无法使用。
两种常见电池充电器是： 自激式转换器（ ringing- choke ）和反激式转换器（flyback）。反激式转换充电器通常采用
PWM电路；而低成本自振的自激式转换器则采用了一种反激设计的变体（图1）。
图1,反激式转换充电器通常采用PWM电路（a），而低成本自振荡的自激式充电器则使用反激设计的一种变体（b）。
自激式转换器既没有微控制器也没有电容，缺乏PWM控制，用较低成本的变压器、极少的二极管，以及较小电容值的极
化输入电容。这些减免等于为制造商节省了成本，但却给客户带来了一个高噪声系统。有些自激式转换充电器几乎是一个宽带
噪声发生器，因为它们几乎在从1kHz~100kHz的范围内辐射高达40V峰峰值的噪声。多数充电器有带许多谐波的循环噪声趋
势。一个好的例子是所谓的零等待充电器（zero charger），其噪声输出为10V~25V峰峰值（图2）。
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