觸摸屏設(shè)計挑戰(zhàn)升級 工程師該如何提升用戶體驗？

　　有一種方法可幫助解決處理問題，即為觸摸控制器添加一個更大的處理器，或者將部分計算卸載到系統(tǒng)的主處理單元。這意味著將電容數(shù)據(jù)發(fā)送到主機端，并在應(yīng)用或圖形處理器上運行算法。其中一個實現(xiàn)方案就是使用觸摸屏控制器掃描傳感器，搜索第一次觸摸，然后將圖像傳輸至主機處理器。然后，主機會處理整個陣列、過濾噪聲、查找觸摸坐標(biāo)，并跟蹤手指ID。采用并行處理支持在作為觸摸屏和顯示屏主機的數(shù)千兆赫多內(nèi)核處理器上完成大量數(shù)字運算。

　　信噪比（SNR）

　　SNR是指信號功率與噪聲功率之比，換言之，即有用信息與錯誤或不相關(guān)數(shù)據(jù)之比。觸摸屏面板上的傳感器相當(dāng)于一根大型天線，可接收熒光燈、LCD或充電器等系統(tǒng)和環(huán)境噪聲。

　　圖2 TT Combined image_White

　　大型屏幕可作為更大型的天線，因此更容易接收噪聲并使接收通道達到飽和。這會造成誤觸摸、觸摸中斷或觸摸屏“鎖定”以致觸摸屏完全無法報告數(shù)據(jù)，從而顯著影響觸摸性能。為了排除這些干擾，觸摸屏控制器要求能夠增強信號或降低噪聲。提高信噪比的一些主要方法包括提高發(fā)射電壓以增強信號；使用硬件及數(shù)字濾波法降低噪聲，或利用跳頻遠離噪聲頻率。

　　信噪比與發(fā)射電壓成線性比例。發(fā)射電壓可通過充電泵或VDDA驅(qū)動程序來提供。在大多數(shù)消費類電子設(shè)備中，充電泵一般可帶有2.7-3V電源，且能進一步將這一電源電壓提升到更高的電壓。大屏幕的問題在于充電泵對高電容面板的驅(qū)動能力有限。也就是說必須增加外部泵或電源，而這會相應(yīng)增加成本和功耗。

　　在沒有足夠信號的情況下，另一個選項是最大限度地降低噪聲。第一道防線就是使用濾波器創(chuàng)造更加潔凈的電容環(huán)境。如果這種方法無效，第二道防線一般是使用跳頻去搜索干擾較少的頻率。如上所述，大尺寸面板的寄生電容和電阻更高，會影響電阻電容（RC）時間常數(shù)，從而導(dǎo)致發(fā)射頻率更低。更低的頻率意味著它很難在噪聲范圍以外掃描整個面板。較高的發(fā)射頻率會給觸摸控制器提供更大的空間，使其遠離噪聲源。理想的最大發(fā)射頻率為350kHz或者更高，但需要根據(jù)客戶的具體目標(biāo)，不斷地在信噪比、刷新率以及功耗之間進行權(quán)衡，從而優(yōu)化每臺設(shè)備。臺式電腦上的單機游戲更注重響應(yīng)速度而非功耗，然而便攜式設(shè)備則需要考慮功耗以延長電池使用壽命。

　　功耗

　　隨著移動性在我們生活中占據(jù)著越來越重要的位置，功耗成為了消費者在選擇便攜式電子設(shè)備時的一項重要考慮因素。市場調(diào)查顯示，大多數(shù)用戶認(rèn)為電池使用壽命是購買新型便攜式設(shè)備時需要考慮的最重要特性之一。

　　圖3 電池壽命的重要性

　　由于液晶顯示屏尺寸的加大，功耗通常與屏幕尺寸成正比。液晶顯示屏的功耗在整個系統(tǒng)功耗中占相當(dāng)大的比例。要想保持電池使用壽命，一種方法就是在系統(tǒng)中使用更大的電池組。但這會增加系統(tǒng)的重量，從而影響用戶的便攜性體驗。另一種方法是通過降低刷新率、降低發(fā)射電壓、禁用各種數(shù)字濾波器或使用盡可能低的模擬/數(shù)字電源，但這種方法會降低設(shè)備性能。同樣，這些解決方案都會給用戶體驗帶來負(fù)面影響，因此都不是理想的方案。

　　對于好的設(shè)備而言，重量與性能都是關(guān)鍵因素，延長電池使用壽命的最佳解