Pantalla táctil LCD para iPhone XR

Cómo resolver el problema de interferencia electromagnética de la pantalla táctil

El desarrollo de dispositivos portátiles móviles con HMIS con pantalla táctil es un desafío de diseño complejo, especialmente para diseños de pantalla táctil capacitiva proyectada, que representan la tecnología corriente actual para interfaces multitáctiles. La pantalla táctil capacitiva proyectada puede ubicar con precisión la posición donde el dedo toca la pantalla, y puede juzgar la posición del dedo midiendo el pequeño cambio de capacitancia. Una consideración de diseño clave en tales aplicaciones de pantalla táctil es el efecto de la interferencia electromagnética (EMI) en el rendimiento del sistema. La degradación del rendimiento causada por la interferencia puede tener un efecto perjudicial en los diseños de pantalla táctil, y estas fuentes de interferencia se explorarán y analizarán en este artículo.

Estructura de pantalla táctil capacitiva proyectada
Los sensores capacitivos proyectados típicos se montan debajo de una cubierta de vidrio o plástico. La Figura 1 muestra una vista lateral simplificada de un sensor de dos capas. Los electrodos de transmisión (TX) y Recibe (RX) están conectados a óxido de estaño de indio transparente (ITO), formando una matriz cruzada, con cada unión TX-RX con una capacitancia característica. El TX ITO se encuentra debajo del RX ITO, separado por una película de polímero o pegamento óptico (OCA). Como se muestra en la figura, la dirección de los electrodos TX es de izquierda a derecha, y la dirección de los electrodos RX es desde el exterior hasta el interior del papel.

Cómo funciona el sensor
Analicemos el funcionamiento de la pantalla táctil sin considerar los factores de interferencia por un momento: se dice que el dedo del operador tiene potencial en tierra. El circuito del controlador del controlador de pantalla táctil se mantiene en el potencial de tierra, mientras que el voltaje TX es variable. El voltaje TX variable hace que la corriente fluya a través del condensador TX-RX. Un circuito integrado RX cuidadosamente equilibrado, aísla y mide la carga que ingresa RX. La carga medida representa la "capacitancia mutua" que conecta TX y RX.
Estado del sensor: no tocado
La Figura 2 muestra un diagrama esquemático de las líneas de fuerza magnética en el estado intacto. En ausencia de toque de dedo, las líneas de flujo TX-RX ocupan una cantidad considerable de espacio dentro de la cubierta. Las líneas de flujo marginal se proyectan fuera de la estructura del electrodo, de ahí el término "capacitancia proyectada".
Estado del sensor: toque
Cuando un dedo toca la cubierta, se forman líneas de fuerza magnética entre TX y el dedo, y estas líneas de fuerza magnética reemplazan una gran cantidad de campos magnéticos de franjas TX-RX, como se muestra en la Figura 3. De esta manera, el toque del dedo reduce el TX-RX Capacitancia mutua. El circuito de medición de carga identifica la capacitancia cambiante (△ c), detectando así un dedo sobre la unión TX-RX. Al realizar la medición △ c en todas las intersecciones de la matriz TX-RX, se puede obtener el mapa de distribución táctil de todo el panel.
La Figura 3 también muestra otro efecto importante: el acoplamiento capacitivo entre el dedo y los electrodos RX. A través de este camino, la interferencia eléctrica puede acoplar a Rx. Cierto grado de acoplamiento de dedo-RX es inevitable.