Strwythur Sgrin Cyffwrdd Capacitive Rhagamcanol
Mae synwyryddion capacitive tafladwy nodweddiadol wedi'u gosod o dan orchuddion gwydr neu blastig. Mae Ffigur 1 yn dangos golygfa ochr symlach o synhwyrydd haen ddwbl. Mae'r electrodau allyrrydd (Tx) a derbynnydd (Rx) wedi'u cysylltu ag ocsid tun indium tryloyw (ITO) i ffurfio traws-fatrics. Mae gan bob nod Tx-Rx gynhwysedd nodweddiadol. Mae Tx ITO wedi'i leoli o dan Rx ITO ac mae haen o ffilm polymer neu ludiog optegol (OCA) wedi'i wahanu. Fel y dangosir yn y ffigur, mae cyfeiriad yr electrod Tx o'r chwith i'r dde, ac mae cyfeiriad yr electrod Rx o'r tu allan i'r tu mewn.
Egwyddor Gweithio'r Synhwyrydd
Gadewch i ni ddadansoddi gwaith y sgrin gyffwrdd heb ystyried y ffactor ymyrraeth am y foment: mae bys y gweithredwr wedi'i labelu fel geopotential. Mae Rx yn cael ei gynnal ym mhotensial y ddaear trwy gylched rheolydd y sgrin gyffwrdd, tra bod foltedd Tx yn amrywiol. Mae'r foltedd Tx cyfnewidiol yn achosi i'r cerrynt basio trwy'r cynhwysydd Tx-Rx. Mae cylched integredig Rx cytbwys yn ynysu ac yn mesur y taliadau sy'n mynd i mewn i Rx. Mae'r taliadau mesuredig yn cynrychioli'r "cynhwysedd cydfuddiannol" sy'n cysylltu Tx a Rx.
Statws synhwyrydd: heb ei gyffwrdd
Mae Ffigur 2 yn dangos diagram sgematig o'r llinell magnetig yn y cyflwr digyffwrdd. Yn absenoldeb cyswllt bys, mae llinellau magnetig Tx-Rx yn meddiannu cryn le yn y clawr. Daw'r term "cynhwysedd tafluniol" o'r ffaith bod y llinellau magnetig ymyl yn cael eu taflunio y tu allan i strwythur yr electrod.
Statws Synhwyrydd: Cyffwrdd
Pan fydd y bys yn cyffwrdd â'r clawr, mae llinellau magnetig yn ffurfio rhwng y Tx a'r bys, sy'n disodli nifer fawr o feysydd magnetig ymyl Tx-Rx, fel y dangosir yn Ffigur 3. Yn y modd hwn, mae cyffwrdd bys yn lleihau cynhwysedd cydfuddiannol Tx-Rx. Mae'r gylched mesur gwefr yn cydnabod y cynhwysedd amrywiol (Delta C) ac yn canfod y bys uwchben cyffordd Tx-Rx. Trwy fesur pob croestoriad o fatrics Tx-Rx â Delta C, gellir cael dosbarthiad cyffwrdd y panel cyfan.
Mae Ffigur 3 hefyd yn dangos effaith bwysig arall: cyplu capacitive rhwng bysedd ac electrodau Rx. Trwy'r llwybr hwn, gellir cyplysu ymyrraeth drydanol â Rx. Mae rhywfaint o gyplu bys-Rx yn anochel.
Terminoleg arbennig
Cynhyrchir ymyrraeth y sgrin gyffwrdd capacitive projective gan y cyplydd llwybr parasitig ansensitif. Defnyddir y term "daear" fel arfer i gyfeirio at naill ai nod cyfeirio mewn cylched DC neu gysylltiad rhwystriant isel â'r ddaear: nid ydyn nhw'r un termau. Mewn gwirionedd, ar gyfer dyfeisiau sgrin gyffwrdd cludadwy, y gwahaniaeth hwn yw gwraidd ymyrraeth cyplu cyffwrdd. Er mwyn egluro ac osgoi dryswch, rydym yn defnyddio'r termau canlynol i werthuso ymyrraeth sgrin gyffwrdd.
Y Ddaear: Cysylltu â'r ddaear, er enghraifft, trwy wifren ddaear allfa pŵer AC tri thwll. Daear Ddosbarthedig: Cysylltiad cynhwysedd rhwng gwrthrychau a'r ddaear.
DC Ground: Nod cyfeirio DC ar gyfer dyfeisiau cludadwy.
Pwer DC: Foltedd batri ar gyfer dyfeisiau cludadwy. Neu foltedd allbwn gwefrydd wedi'i gysylltu â dyfais gludadwy, fel 5V Vbus mewn gwefrydd rhyngwyneb USB.
DC VCC (cyflenwad pŵer DC VCC): Cyflenwad foltedd sefydlog ar gyfer dyfeisiau electronig cludadwy (gan gynnwys rheolyddion LCD a sgrin gyffwrdd).
Niwtral: cylched pŵer AC (geopotential enwol).
Poeth: Mae foltedd cyflenwad pŵer AC, llinell sero gymharol yn cymhwyso egni trydanol.
LCD Vcom Ynghyd â'r Gylchdaith sy'n Derbyn Sgrin Gyffwrdd
Gellir gosod sgrin gyffwrdd dyfeisiau cludadwy yn uniongyrchol ar sgrin arddangos LCD. Mewn pensaernïaeth LCD nodweddiadol, mae deunyddiau crisial hylifol yn rhagfarnllyd gan electrodau uchaf ac isaf tryloyw. Mae'r electrodau is yn pennu nifer y picseli sengl o'r sgrin arddangos; yr electrodau cyffredin uchaf yw'r awyren barhaus sy'n gorchuddio pen blaen gweledol cyfan y sgrin arddangos, sydd â thuedd ar y foltedd Vcom. Mewn dyfais gludadwy foltedd isel nodweddiadol (fel ffôn symudol), mae'r foltedd AC VCOM yn don sgwâr sy'n esgyn yn ôl ac ymlaen rhwng DC a 3.3V. Mae lefel AC Vcom fel arfer yn cael ei newid unwaith fesul llinell arddangos, felly amledd AC Vcom a gynhyrchir yw 1/2 o gynnyrch cyfradd adnewyddu'r ffrâm arddangos a nifer y rhesi. Efallai y bydd gan ddyfais gludadwy nodweddiadol amledd AC Vcom o 15 kHz. Mae Ffigur 4 yn dangos y foltedd LCD Vcom ynghyd â'r sgrin gyffwrdd.
Mae'r sgrin gyffwrdd dwy haen yn cynnwys haen ITO ar wahân wedi'i gorchuddio â araeau Tx a Rx, wedi'u gwahanu gan haen dielectrig. Mae llinellau Tx yn meddiannu lled cyfan y bylchau arae Tx, a dim ond y bylchau lleiaf sy'n ofynnol ar gyfer saernïo sydd wedi'u gwahanu rhwng y llinellau. Gelwir y bensaernïaeth hon yn hunan-gysgodi oherwydd bod araeau Tx yn cysgodi araeau Rx o LCD Vcom. Fodd bynnag, gall cyplu ddigwydd o hyd trwy ryng-ofod bandiau Tx.
Er mwyn lleihau cost pensaernïaeth a chyflawni tryloywder gwell, mae sgrin gyffwrdd un haen yn gosod araeau Tx a Rx ar un haen ITO ac yn cysylltu araeau trwy bontydd ar wahân yn eu tro. Felly, ni all yr arae Tx ffurfio haen darian rhwng yr awyren LCD Vcom a'r electrod synhwyrydd Rx. Gall hyn arwain at gyplu ymyrraeth Vcom difrifol.
Ymyrraeth gwefrydd
Ffynhonnell bosibl arall o ymyrraeth sgrin gyffwrdd yw'r cyflenwad pŵer newid ar gyfer gwefryddion ffôn symudol sy'n cael eu bwydo â phŵer. Mae'r ymyrraeth wedi'i gyplysu â'r sgrin gyffwrdd trwy'r bysedd, fel y dangosir yn Ffigur 5. Fel rheol mae gan y gwefrydd ffôn symudol bach gyflenwad pŵer AC a mewnbwn sero, ond dim cysylltiad daear. Mae'r gwefrydd wedi'i ynysu'n ddiogel, felly nid oes cysylltiad cerrynt uniongyrchol rhwng y mewnbwn pŵer a coil eilaidd y gwefrydd. Fodd bynnag, mae hyn yn dal i gynhyrchu cyplu capacitive trwy newid newidydd ynysu cyflenwad pŵer. Mae'r gwefrydd yn ymyrryd â'r llwybr dychwelyd trwy gyffwrdd â'r sgrin â bys.
Nodyn: Yn yr achos hwn, mae ymyrraeth gwefrydd yn cyfeirio at foltedd cymhwysol y ddyfais o'i chymharu â'r ddaear. Gellir disgrifio'r math hwn o ymyrraeth fel ymyrraeth "modd cyffredin" oherwydd ei gywerthedd yn y cyflenwad pŵer DC a daear DC. Os nad yw'r sŵn newid rhwng y cyflenwad pŵer DC a'r ddaear DC wedi'i hidlo'n ddigonol, gallai effeithio ar weithrediad arferol y sgrin gyffwrdd. Mae'r broblem cymhareb gwrthod cyflenwad pŵer (PSRR) hon yn broblem arall, na fydd yn cael ei thrafod yn y papur hwn.
Rhwystr Cyplysu Gwefrydd
Mae ymyrraeth newid gwefrydd yn cael ei gynhyrchu gan gyplysu cynhwysedd gollyngiadau (tua 20pF) troelliadau cynradd ac eilaidd y newidydd. Gellir digolledu'r cyplydd capacitive gwan hwn gan gynwysyddion siyntiau parasitig yn ardal gymharol ddosbarthedig ceblau gwefrydd a dyfeisiau derbyn eu hunain. Pan godir y ddyfais, bydd y cynhwysedd cyfochrog yn cynyddu, sydd fel arfer yn ddigon i ddileu ymyrraeth switsh y gwefrydd ac osgoi ymyrraeth sy'n effeithio ar y gweithrediad cyffwrdd. Pan fydd y ddyfais gludadwy wedi'i chysylltu â'r gwefrydd a'i rhoi ar y bwrdd gwaith, a bod bys y gweithredwr yn cyffwrdd â'r sgrin gyffwrdd yn unig, bydd ymyrraeth gwefr gan y gwefrydd.
Newid cydran ymyrraeth y gwefrydd
Mae'r gwefrydd ffôn symudol nodweddiadol yn defnyddio topoleg cylched flyback. Mae'r tonffurfiau ymyrraeth a gynhyrchir gan y gwefrydd yn gymhleth ac yn amrywio'n fawr gyda'r gwefrydd. Mae'n dibynnu ar fanylion y gylched a'r strategaeth rheoli foltedd allbwn. Mae'r osgled ymyrraeth hefyd yn amrywio'n fawr, yn dibynnu ar ymdrech ddylunio a chost uned y gwneuthurwr ar darian y newidydd newid. Mae paramedrau nodweddiadol yn cynnwys: tonffurf: gan gynnwys ton sgwâr PWM cymhleth a tonffurf canu LC. Amledd: 40 ~ 150 kHz o dan lwyth wedi'i raddio, pan fydd y llwyth yn ysgafn iawn, mae amledd y pwls neu'r gweithrediad cylch naid yn gostwng o dan 2 kHz. Foltedd: hyd at hanner foltedd brig y cyflenwad pŵer = Vrms / 2.
Cydran Aflonyddwch Cyflenwad Pwer Gwefrydd
Ym mhen blaen y gwefrydd, mae cywirydd foltedd cyflenwad pŵer AC yn cynhyrchu'r rheilen foltedd uchel y gwefrydd. Yn y modd hwn, mae cydran foltedd newid y gwefrydd wedi'i arosod ar don sinwsoidaidd hanner y foltedd cyflenwad pŵer. Yn debyg i aflonyddu newid, mae foltedd y cyflenwad pŵer yn cael ei gyplysu gan newidydd ynysu newid. Ar 50Hz neu 60Hz, mae amledd y gydran hon yn llawer is na'r amledd newid, felly mae ei rwystriant cyplu effeithiol yn gyfatebol uwch. Mae difrifoldeb ymyrraeth foltedd cyflenwad pŵer yn dibynnu ar nodweddion rhwystriant cyfochrog daear a sensitifrwydd rheolydd sgrin gyffwrdd i amledd isel.
Achos arbennig o aflonyddwch pŵer: Plwg 3 twll heb sylfaen Gall addaswyr pŵer â phŵer cyfradd uwch (fel addaswyr gliniaduron AC) fod â phlygiau pŵer AC 3-twll. Er mwyn atal yr EMI allbwn, gall y gwefrydd gysylltu pin daear y prif gyflenwad pŵer yn fewnol â daear DC yr allbwn. Mae'r math hwn o wefrydd fel arfer yn cysylltu cynhwysydd Y rhwng y llinell dân a'r llinell sero a'r ddaear, ac felly'n atal y dargludiad EMI o'r llinell bŵer. Gan dybio bod y cysylltiad yn bodoli'n fwriadol, ni fydd addaswyr o'r fath yn ymyrryd â dyfeisiau sgrin gyffwrdd cludadwy sy'n cael eu pweru gan gyfrifiaduron personol a chysylltiadau USB. Mae'r ffrâm wifren wedi'i chwalu yn Ffigur 5 yn dangos y ffurfweddiad hwn. Ar gyfer PC a'i ddyfeisiau sgrin gyffwrdd cludadwy wedi'u cysylltu â USB, os yw gwefrydd PC â mewnbwn pŵer tri twll yn cael ei fewnosod mewn soced pŵer digyswllt, bydd achos arbennig o ymyrraeth gwefrydd yn digwydd. Mae cynhwysydd Y yn cyplysu cyflenwad pŵer AC i allbwn DC. Gall cynhwysedd Y cymharol fawr gyplysu'r foltedd cyflenwad pŵer yn effeithiol, sy'n golygu bod y cwpl foltedd amledd cyflenwad pŵer mwy trwy'r bys ar y sgrin gyffwrdd â rhwystriant cymharol isel. Crynodeb o'r erthygl hon Y dyddiau hyn, mae'r sgrin gyffwrdd capacitive projective a ddefnyddir yn helaeth mewn dyfeisiau cludadwy yn agored i ymyrraeth electromagnetig. Bydd y foltedd ymyrraeth o'r tu mewn neu'r tu allan yn cael ei gyplysu â'r ddyfais sgrin gyffwrdd trwy gynhwysedd. Gall y folteddau ymyrraeth hyn achosi symudiad gwefr yn y sgrin gyffwrdd, a allai ddrysu mesur symudiad gwefr pan fydd y bys yn cyffwrdd â'r sgrin. Felly, mae dyluniad effeithiol ac optimeiddio'r system sgrin gyffwrdd yn dibynnu ar gydnabod llwybr cyplu ymyrraeth a'r gostyngiad neu'r iawndal cymaint â phosibl. Mae'r llwybr cyplu ymyrraeth yn cynnwys effeithiau parasitig, megis cynhwysedd weindio trawsnewidyddion a chynhwysedd dyfais bys. Gall modelu'r effeithiau hyn yn briodol gydnabod ffynhonnell a maint ymyrraeth yn llawn. I lawer o ddyfeisiau cludadwy, gwefryddion batri yw'r brif ffynhonnell ymyrraeth ar gyfer sgriniau cyffwrdd. Pan fydd bys y gweithredwr yn cyffwrdd â'r sgrin gyffwrdd, mae'r cynhwysedd sy'n deillio o hyn yn achosi i'r gwefrydd ymyrryd â'r gylched gyplu gael ei diffodd. Ansawdd dyluniad cysgodi y tu mewn i'r gwefrydd a dyluniad sylfaenol y gwefrydd yw'r ffactorau allweddol sy'n effeithio ar gyplu ymyrraeth gwefrydd.
