加強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電容。第一個電容為CLC，這個電容是在子畫素與VCOM表面之間形成，其間液晶材料的作用相當(dāng)于一個介電質(zhì)。

　　就DCVCOM顯示器來說，驅(qū)動子畫素的AC信號耦合到VCOM層就會變成雜訊，并傳至整個面板。DCVCOM層看似是一個良好的AC接地端，因為以DC 電壓維持這個節(jié)點；但事實上則會削弱雜訊，因為VCOM層是由電阻相當(dāng)高的ITO制成，此處將發(fā)生第二個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ACVCOM顯示器而言，由于以AC波型驅(qū)動VCOM，因此LCD雜訊也會透過CSNS直接耦合到觸摸屏傳感器。

　　量測與分析LCD雜訊的方法相當(dāng)簡單，可用一個導(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，但要注意雜訊強度會隨著導(dǎo)體尺寸縮小而降低，因此最好覆蓋整個表面，藉以把示波器的耦合誤差減至最小。

　　圖3顯示擷取到的ACVCOM信號波形，其中通常含有一個高強度基頻，其波形接近方波。ACVCOM運作頻率一般介于5k~25kHz之間，通常基頻頻率會對應(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間關(guān)系圖

　　圖4則顯示實際擷取到的DCVCOM波形。DCVCOM波形類似數(shù)個尖銳的高頻脈沖，沒有類似ACVCOM的高強度基頻，但其諧波量可輕易沖高到 50k~300kHz，短暫的脈沖對應(yīng)到子畫素電極驅(qū)動信號。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屏幕上以棋盤狀排列的黑白交錯畫素（看起來接近灰色）；但是在分析DCVCOM顯示器特性之前，請務(wù)必測試多種不同影像。

　　圖4 DCVCOM顯示器耦合雜訊電壓與時間關(guān)系圖

降低LCD雜訊　觸控IC商祭出五大招

　　設(shè)計者要確實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)計或加強觸摸屏與LCD面板的同步化。

　　一般來說，設(shè)計工程師可以用一層強固的ITO覆蓋住整個顯示器，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，由于會增加觸控面板制造成本，加上會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之一。對此種方法而言，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電路過度飽和，有助達成降雜訊的目標(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)把觸摸屏運作頻率設(shè)定在哪裡，如圖5顯示DCVCOM時域波形的FFT。目前觸控控制器制造商也以開發(fā)出許多自動工具，能幫助挑選理想的運作頻率，其中許多工具能掃描觸摸屏運作頻率，還能同時監(jiān)視雜訊。