電容式觸控電荷轉(zhuǎn)移橫向模式技術(shù)

　　與之相反，橫向模式電荷轉(zhuǎn)移感測(cè)是每個(gè)感測(cè)元素都采用兩個(gè)電極?；旧?，其電氣行為與單端電荷轉(zhuǎn)移感測(cè)相同，但這些電路在發(fā)送/接收矩陣中采用電極數(shù)組創(chuàng)造觸控屏幕功能。該方案的優(yōu)點(diǎn)是其需要的布線較少，更甚之能同時(shí)識(shí)別和區(qū)分多個(gè)觸點(diǎn)之間的差異，單端電路也可感測(cè)多個(gè)觸點(diǎn)，不過(guò)由于訊號(hào)本身模糊，故不能區(qū)分。此外，橫向模式方案還有速度快和功耗低的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠淠芡瑫r(shí)測(cè)量一條驅(qū)動(dòng)線路上的所有節(jié)點(diǎn)，所以可減少50%的采集周期數(shù)。這種雙電極式結(jié)構(gòu)具有自我屏蔽外部噪聲的功能，在定功率級(jí)上可提高訊號(hào)穩(wěn)定性，因此，量研科技（Quantum Research）一直將橫向模式感測(cè)技術(shù)作為驅(qū)動(dòng)觸控屏幕的主要方案，利用高載模式采樣、擴(kuò)頻調(diào)制及數(shù)字訊號(hào)處理等各種增強(qiáng)型技術(shù)的結(jié)合，促成抗噪聲源干擾能力強(qiáng)，即使在惡劣環(huán)境下也較穩(wěn)健的解決方案。

　　在電氣方面，橫向模式感測(cè)的工作原理非常類似于T橋衰減器電路，使用者的手指實(shí)際上相當(dāng)于一對(duì)電容之間的Cx項(xiàng)（圖3）。手指觸控屏幕表面吸收驅(qū)動(dòng)電極和接收電極之間的耦合電荷，電荷經(jīng)由大量雜散電容路徑返回至電路的接地，這會(huì)降低訊號(hào)的強(qiáng)度，而降低的程度很容易且可靠地測(cè)出。

圖3：橫向模式感測(cè)的工作原理

　　盡管功耗極低，橫向模式傳感器卻容易可穿過(guò)好幾毫米厚的塑料、玻璃及其它材料，檢測(cè)出使用多手指觸摸，電極可由任何導(dǎo)電材料制作而成，如ITO，而且?guī)缀跞魏纬叽绾托螤疃伎梢?。噪聲消除算法可幫助這些傳感器消除LCD等模塊產(chǎn)生的噪聲，通常毋需單獨(dú)的屏蔽層，從而提高顯示器的光傳輸性能，同時(shí)降低產(chǎn)品的建構(gòu)成本和背光功率的要求，而廠商推出的QMatrix橫向模式電路采用一種雙斜坡轉(zhuǎn)換形式，可確保電路對(duì)時(shí)間和溫度的變化具有高度穩(wěn)定性（圖4）。

圖4:QMatrix橫向模式電路示意圖

廠商發(fā)展的芯片透過(guò)與驅(qū)動(dòng)脈沖同步開(kāi)關(guān)的采樣電容收集耦合到接收電極中的訊號(hào)，并利用一個(gè)脈沖串改進(jìn)訊噪比，每個(gè)脈沖串的脈沖數(shù)量將直接影響電路的增益，因此，可方便調(diào)整電路增益，使其適合于不同的面板材料、按鍵尺寸和面板厚度。

　　脈沖串產(chǎn)生的第一個(gè)斜坡是加到采樣電容上的梯級(jí)波形訊號(hào)，脈沖串過(guò)后，驅(qū)動(dòng)器把斜率電阻的參考端切換為高電平，對(duì)采樣電容進(jìn)行放電，直到將電荷用完，電壓比較器檢測(cè)出零交叉點(diǎn)為止，獲得零交叉點(diǎn)所需的斜坡時(shí)間與X、Y電荷耦合成比例，并隨用戶手指觸摸面板表面而減?。▓D5）。

圖5：零交叉點(diǎn)所需的斜坡時(shí)間與X、Y電荷耦合比例圖

　　這種自動(dòng)調(diào)零行為讓電路對(duì)工作電壓和電路參數(shù)，如Cs值的變化具有極強(qiáng)的適應(yīng)能力。該項(xiàng)技術(shù)還提供潮濕抑制及固有的抗射頻（RF）干擾能力，這是其它電容方法無(wú)法望其項(xiàng)背的部分，如面板表面若存在水珠之類的局部水膜，將使訊號(hào)耦合略微增加；而使用者手指的觸摸則會(huì)使耦合減小。這意味著少量的潮濕會(huì)造成錯(cuò)誤的方向變化，導(dǎo)致誤觸發(fā)，這是令其它解決方案感到頭疼的問(wèn)題。潮濕水膜的出現(xiàn)可能引開(kāi)電荷，但由于水膜的建模模型是一個(gè)依賴于時(shí)間特性的分布式RC網(wǎng)絡(luò)，電荷收集中門(mén)控時(shí)間的使用（微秒數(shù)量級(jí)或更短）抑制水膜的影響。