0章节 触摸屏是目前最简单、便利和必要的一种嵌入式方式。触摸屏的应用于非常广阔,汽车娱乐系统目前也广泛用于了触摸屏,触摸屏的应用于给驾驶者带给了较好的用户体验,同时也对汽车娱乐系统的EMC设计带给了挑战。 触摸屏根据感应器原理可分成电阻式、电容式、声波式和光学式等。目前,电容式触摸屏凭借其高灵敏度、多点触碰和寿命长等特点,已沦为汽车娱乐系统市场的主流。
本文主要对电容触摸屏展开讲解和EMC设计分析。 1电容触摸屏概述 当手指触碰在触摸屏上时,手指和触摸屏表面构成一个耦合电容,耦合电容对于触摸屏表面的持续扫瞄脉冲信号是导体,于是手指吸取回头一部分的电流,控制器通过对变化电流比例的计算出来得出结论触碰点的方位。图1右图为电容式触摸屏的工作原理示意图。 图1电容触摸屏工作原理 触摸屏的水平和横向方向产于着若干根XLine和YLine,XLine不会升空100kHz至300kHz的脉冲信号,YLine不会接管到XLine耦合过来的信号。
如果没手指触碰,整个触摸屏范围内的YLine检测的电流值是一定的,如果有手指触碰,则YLine上耦合到的信号不会因为相连了手指产生的耦合电容而不会再次发生显著变化。 2电容触摸屏的EMC设计 如上节所述,电容触摸屏检测用的脉冲信号频率在100kHz至300kHz之间,汽车电子EMC测试标准中的RE(RadiatedEmission)和BCI(BulkCurrentInjection)测试都覆盖面积了这个频段,如果处理不当将很更容易造成RE测试结果微克和BCI测试时触摸屏误将启动时。
另外,由于电容触摸屏在汽车电子EMC测试中必须遭受多次25kV静电静电测试,所以如果涉及防水设计过于理想,不会更容易造成触摸屏损毁或者触摸屏驱动IC过热的问题。 2.1电容触摸屏RE问题及解决问题措施 RE测试是取决于被试品通过空间电磁辐射对其他设备的干扰能力。汽车电子的RE测试频率一般从100kHz开始,所以在低频段不会测得电容触摸屏的检测信号。在笔者一个项目的第一次摸底时找到在低频段相当严重微克,如图2红色曲线右图。
通过排除法定位了侵扰源头来自电容触摸屏检测用的脉冲信号,而此脉冲信号各参数几乎是由触摸屏控制器掌控,要有效地减少电磁辐射值必需通过改动触摸屏控制器的软件设置来改动脉冲信号的参数。在不影响触摸屏报点各项性能的前提下以下措施的应用于通过实验检验不会明显降低脉冲信号造成的电磁辐射。
(1)减少脉冲信号的电压和电流。 触摸屏在符合电池时间时可以减少输入脉冲信号的电压和电流。 (2)脉冲下降沿设置为较慢下降。
触摸屏控制器为了延长大尺寸触摸屏屏电池时间从而提升报点亲率一般都会将脉冲下降沿配备为较慢下降,即下降沿在100ns左右。而对于汽车电子产品,报点亲率会拒绝太高的情况下可以将斜率改回较慢下降,即下降沿在500ns左右。 (3)在触摸屏无触碰动作10秒后工作模式从Active改以Idle。
所谓Active模式是指控制器倒数收到脉冲信号,Idle模式是指控制器间隔一段时间收到脉冲信号。这样测试时天线在单个频点单位时间内检测到的能量就较少了很多。 (4)减小脉冲间隔时间和增加脉冲个数。 减小脉冲间隔时间和增加脉冲个数某种程度可以减少天线在单个频点单位时间内检测到的能量。
其中措施(1)和(2)不会减少测试的峰值,措施(3)和(4)不会减少测试的平均值和定峰值。 图2音响娱乐系统某产品排查前后单极天线测试结果对比 图2蓝色曲线是用于了触摸屏新的配备软件后的测试结果。可以显现出在低频段不但仍然微克而且有了充足的余量。
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