Tela de toque LCD para iPhone XR

Como resolver o problema de interferência eletromagnética da tela de toque

O desenvolvimento de dispositivos portáteis móveis com HMIS em tela sensível ao toque é um desafio de design complexo, especialmente para projetos de tela sensível ao toque capacitiva projetados, que representam a atual tecnologia convencional para interfaces com várias toques. A tela de toque capacitiva projetada pode localizar com precisão a posição em que o dedo toca na tela e pode julgar a posição do dedo medindo a pequena mudança de capacitância. Uma consideração de design -chave nessas aplicações de tela sensível ao toque é o efeito da interferência eletromagnética (EMI) no desempenho do sistema. A degradação do desempenho causada pela interferência pode ter um efeito prejudicial nos projetos de tela de toque, e essas fontes de interferência serão exploradas e analisadas neste artigo.

Estrutura de tela de toque capacitiva projetada
Os sensores capacitivos projetados típicos são montados sob uma tampa de vidro ou plástico. A Figura 1 mostra uma vista lateral simplificada de um sensor de duas camadas. Os eletrodos de transmissão (TX) e recebimento (RX) são conectados ao óxido de índio de índio transparente (ITO), formando uma matriz cruzada, com cada junção TX-RX com uma capacitância característica. O TX ITO está localizado abaixo do RX ITO, separado por um filme de polímero ou cola óptica (OCA). Como mostrado na figura, a direção dos eletrodos TX é da esquerda para a direita, e a direção dos eletrodos RX é do exterior para o interior do papel.

Como o sensor funciona
Vamos analisar a operação da tela de toque sem considerar os fatores de interferência por um momento: o dedo do operador é considerado em potencial do solo. O RX é mantido com potencial de terra pelo circuito do controlador de tela de toque, enquanto a tensão TX é variável. A tensão TX variável faz com que a corrente flua através do capacitor TX-RX. Um circuito integrado RX cuidadosamente equilibrado, isola e mede a carga que entra no RX. A carga medida representa a "capacitância mútua" que conecta TX e RX.
Status do sensor: não tocado
A Figura 2 mostra um diagrama esquemático das linhas de força magnética no estado intocado. Na ausência de toque dos dedos, as linhas de fluxo TX-RX ocupam uma quantidade considerável de espaço dentro da tampa. As linhas de fluxo de franjas são projetadas para fora da estrutura do eletrodo, daí o termo "capacitância projetada".
Estado do sensor: toque
Quando um dedo toca a tampa, as linhas de força magnética são formadas entre TX e o dedo, e essas linhas de força magnética substituem um grande número de campos magnéticos de franjas TX-RX, como mostra a Figura 3. Desta forma, o toque do dedo reduz o Capacitância mútua TX-RX. O circuito de medição de carga identifica a alteração da capacitância (△ C), detectando assim um dedo sobre a junção TX-RX. Ao realizar medição △ C em todas as interseções da matriz TX-RX, o mapa de distribuição de toque de todo o painel pode ser obtido.
A Figura 3 também mostra outro efeito importante: o acoplamento capacitivo entre o dedo e os eletrodos RX. Através desse caminho, a interferência elétrica pode se unir a RX. Algum grau de acoplamento de Finger-RX é inevitável.