加強(qiáng)觸控模組與面板同步 克服雜訊干擾問題

　　至于LCD雜訊如何耦合到觸摸屏傳感器，主要是其電路雜訊將耦合到觸摸屏電路的兩個(gè)電容。第一個(gè)電容為CLC，這個(gè)電容是在子畫素與VCOM表面之間形成，其間液晶材料的作用相當(dāng)于一個(gè)介電質(zhì)。

　　就DCVCOM顯示器來說，驅(qū)動(dòng)子畫素的AC信號(hào)耦合到VCOM層就會(huì)變成雜訊，并傳至整個(gè)面板。DCVCOM層看似是一個(gè)良好的AC接地端，因?yàn)橐訢C 電壓維持這個(gè)節(jié)點(diǎn)；但事實(shí)上則會(huì)削弱雜訊，因?yàn)閂COM層是由電阻相當(dāng)高的ITO制成，此處將發(fā)生第二個(gè)雜訊耦合電容的情況--CSNS。

　　CSNS在VCOM層與電容傳感器之間形成，VCOM層剩馀的雜訊電壓會(huì)透過CSNS耦合到電容式觸摸屏傳感器，并傳至觸控面板控制器的接腳。對(duì)ACVCOM顯示器而言，由于以AC波型驅(qū)動(dòng)VCOM，因此LCD雜訊也會(huì)透過CSNS直接耦合到觸摸屏傳感器。

　　量測(cè)與分析LCD雜訊的方法相當(dāng)簡(jiǎn)單，可用一個(gè)導(dǎo)電金屬連結(jié)到示波器探棒，或采用一片面朝下的銅片，然后直接覆蓋在顯示器的表面（不要附加觸摸屏傳感器）。另外也可用大銅板或一片銅帶，但要注意雜訊強(qiáng)度會(huì)隨著導(dǎo)體尺寸縮小而降低，因此最好覆蓋整個(gè)表面，藉以把示波器的耦合誤差減至最小。

　　圖3顯示擷取到的ACVCOM信號(hào)波形，其中通常含有一個(gè)高強(qiáng)度基頻，其波形接近方波。ACVCOM運(yùn)作頻率一般介于5k~25kHz之間，通常基頻頻率會(huì)對(duì)應(yīng)到LCD每列畫素更新（掃描線頻率）的速度。

　　圖3 ACVCOM顯示器耦合雜訊與時(shí)間關(guān)系圖

　　圖4則顯示實(shí)際擷取到的DCVCOM波形。DCVCOM波形類似數(shù)個(gè)尖銳的高頻脈沖，沒有類似ACVCOM的高強(qiáng)度基頻，但其諧波量可輕易沖高到 50k~300kHz，短暫的脈沖對(duì)應(yīng)到子畫素電極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。DCVCOM雜訊的特性和顯示影像有高度相依性，最糟狀況的影像通常是整個(gè)屏幕上以棋盤狀排列的黑白交錯(cuò)畫素（看起來接近灰色）；但是在分析DCVCOM顯示器特性之前，請(qǐng)務(wù)必測(cè)試多種不同影像。

　　圖4 DCVCOM顯示器耦合雜訊電壓與時(shí)間關(guān)系圖

降低LCD雜訊　觸控IC商祭出五大招

　　設(shè)計(jì)者要確實(shí)降低影響觸控面板控制器的顯示雜訊，可利用幾種方法，包括削減雜訊強(qiáng)度、避開雜訊的頻率、導(dǎo)入數(shù)字濾波器、改良觸控傳感器設(shè)計(jì)或加強(qiáng)觸摸屏與LCD面板的同步化。

　　一般來說，設(shè)計(jì)工程師可以用一層強(qiáng)固的ITO覆蓋住整個(gè)顯示器，此遮蔽層置放于顯示器與觸控面板傳感器之間，直接連結(jié)電路接地端，因此顯示雜訊會(huì)直接傳到接地端而不是觸控面板控制器。遮蔽層在減少雜訊方面通常效率頗高，不過，由于會(huì)增加觸控面板制造成本，加上會(huì)減少面板的透光度使影像品質(zhì)略受影響，因此較不受業(yè)者青睞。

　　相形之下，挑選適合的運(yùn)作頻率，讓觸控控制器的頻率不同于LCD雜訊頻率則是最佳選項(xiàng)之一。對(duì)此種方法而言，導(dǎo)入能應(yīng)付大量尖峰雜訊的觸控控制器，并且避免觸摸屏感測(cè)電路過度飽和，有助達(dá)成降雜訊的目標(biāo)。

　　此外，窄頻接收器有助于配合雜訊尖波（Spikes）進(jìn)行調(diào)整，還能幫助在擷取到的波形產(chǎn)生快速傅立葉轉(zhuǎn)換（FFT），以便了解應(yīng)把觸摸屏運(yùn)作頻率設(shè)定在哪裡，如圖5顯示DCVCOM時(shí)域波形的FFT。目前觸控控制器制造商也以開發(fā)出許多自動(dòng)工具，能幫助挑選理想的運(yùn)作頻率，其中許多工具能掃描觸摸屏運(yùn)作頻率，還能同時(shí)監(jiān)視雜訊。