結(jié)合功能強(qiáng)大的電路和智能軟件實(shí)現(xiàn)最佳觸摸屏

　　產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員若想在設(shè)備中加入電容式觸摸屏，便必需滿足許多有時(shí)相互矛盾的要求。這種難題通常會(huì)引伸出一個(gè)問(wèn)題：是否為了改善噪聲的穩(wěn)健性而要犧牲顯示屏的響應(yīng)性能。

　　消費(fèi)者希望在觸摸屏上移動(dòng)手指時(shí)能夠得到實(shí)時(shí)的反應(yīng)。一個(gè)良好的觸摸控制器可以將非?？焖俚母滦畔⒘靼l(fā)送到操作系統(tǒng)，讓應(yīng)用程序時(shí)刻知道手指當(dāng)前的位置，從而作出實(shí)時(shí)反應(yīng)。而且，雖然用手指輸入方式來(lái)瀏覽內(nèi)容非常不錯(cuò)，但是在創(chuàng)建內(nèi)容方面，筆或手寫筆提供了許多優(yōu)點(diǎn)，可以讓使用者書寫和繪畫。一個(gè)良好的觸摸接口應(yīng)當(dāng)同時(shí)支持這兩種輸入方式。

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)選擇容易整合在其產(chǎn)品中的零部件，預(yù)裝標(biāo)準(zhǔn)固件的觸摸控制器能夠顯著地縮短開發(fā)周期和調(diào)試周期。設(shè)計(jì)人員無(wú)需編寫復(fù)雜的觸摸感測(cè)代碼，只要選擇一組適合其項(xiàng)目具體要求的參數(shù)值，并將這些數(shù)值應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)的2線或3線界面。

　　例如，消費(fèi)者對(duì)價(jià)格適宜的便攜式產(chǎn)品的需求，推動(dòng)制造商生產(chǎn)材料層數(shù)較少的觸摸屏。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，傳感器現(xiàn)在已不再使用銦錫氧化物 （ITO）“屏蔽”層，而傳統(tǒng)上ITO層用于保護(hù)觸摸屏傳感器以避免來(lái)自其下之顯示設(shè)備的干擾。

　　圖1：現(xiàn)有觸摸屏疊層對(duì)比下一代觸摸屏疊層，右邊的“touch-on-lens”疊層的層數(shù)較少，可以減小顯示屏的厚度并提高亮度。但是，由于缺少了ITO屏蔽層，如果觸摸屏控制器沒有針對(duì)這一問(wèn)題而進(jìn)行設(shè)計(jì)的話，顯示屏的噪聲問(wèn)題便會(huì)急劇增加。

　　沒有屏蔽層，傳感器下面的顯示屏的干擾信號(hào)將比上面的手指的信號(hào)強(qiáng)很多倍。解決這一問(wèn)題為觸摸屏控制器芯片帶來(lái)了非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。便攜式觸摸系統(tǒng)的另一個(gè)挑戰(zhàn)來(lái)自電池充電器，這也許會(huì)讓人有點(diǎn)驚訝。車內(nèi)充電器、無(wú)線充電器、售后市場(chǎng) （after-market） 充電器和其它充電器通常使用切換技術(shù)來(lái)控制其輸出電壓，而切換頻率時(shí)的噪聲會(huì)影響觸摸屏的運(yùn)作。

　　下圖所示為用戶在智能手機(jī)的畫圖應(yīng)用上以手指畫一組對(duì)角線時(shí)所顯示的圖像，同一臺(tái)智能手機(jī)連接不同的充電器，對(duì)每個(gè)圖像進(jìn)行捕獲。很明顯，這款智能手機(jī)所使用的觸摸屏控制器對(duì)于應(yīng)付充電器噪聲的穩(wěn)健性不足。

　　圖2：連接不同充電器的智能手機(jī)觸摸屏的畫線測(cè)試結(jié)果，在連接某些充電器時(shí)，觸摸屏顯示出誤觸、較差的線性度和高抖動(dòng)，而這些都是很差的用戶體驗(yàn)的例子。

　　雖然有些相對(duì)簡(jiǎn)單的方法可以個(gè)別應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，但要同時(shí)解決所有難題，則需要使用更復(fù)雜的系統(tǒng)。

　　觸摸控制器IC的工作原理是將電壓信號(hào)傳輸?shù)絺鞲衅鲀?nèi)，并測(cè)量該數(shù)組中每個(gè)電容器的充電量。來(lái)自顯示屏和充電器的噪聲改變了有效的信號(hào)電壓，擾亂了測(cè)量結(jié)果。但是，如果增加信號(hào)電壓，干擾變得相對(duì)較小，就可帶來(lái)更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。

　　這種技術(shù)簡(jiǎn)單有效，因此在觸摸控制器中廣泛使用。例如，愛特梅爾公司的maXTouch? S系列器件采用高達(dá)24V高壓驅(qū)動(dòng)，可提高嘈雜環(huán)境中的信噪比。

　　LCD、OLED和其它顯示屏組件產(chǎn)生的噪聲并非在任何時(shí)候都相同。隨著不斷刷新圖像，這些噪聲會(huì)跟從一個(gè)嘈雜期和安靜期的重復(fù)模式：從圖像頂部的像素水平線開始，更新每條水平線的顏色值，直到達(dá)到屏幕底部，然后重新返回到頂部，開始下一幀運(yùn)作。

　　電氣活動(dòng)通常在連續(xù)的水平線之間出現(xiàn)短暫的停頓，而在各幀之間的停頓會(huì)更長(zhǎng)。有些觸摸控制器試圖利用這些被稱為“消隱信號(hào)間隔 （blanking interval）”的停頓，因?yàn)檫@些時(shí)候的噪聲水平通常低得多。

　　但是，這種方法存在幾方面的局限性。首先，經(jīng)特別設(shè)計(jì)可向觸摸控制器等其它部件提供同步信號(hào)的顯示屏組件少之又少，因此觸摸控制器很難了解什么時(shí)候會(huì)是安靜期。其次，消隱信號(hào)間隔并不總是安靜的，而且在某些情況下，間隔也太短而無(wú)法利用。最后，也是最重要的是，與顯示屏組件同步意味著觸摸控制器失去了選擇其工作頻率的自由。因此，雖然這種技術(shù)成功地避免了顯示屏的噪聲，但是避免來(lái)自充電器等其它來(lái)源的噪聲就變得更加困難。

　　因此，在實(shí)際系統(tǒng)中，與顯示屏組件同步并不是一種切實(shí)可行的方法。