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电容触摸屏方案:硬件设计篇-第三讲(下)本节主讲触控电路分析

点滴 admin 6年前 (2013-12-17) 348次浏览 已收录 0个评论 扫描二维码

本节主讲触控电路中基础电路分析与器件作用。

讲述本章主要是为了不是电子专业以及不具备电子基础知识的朋友的,快速对设计中的一些疑虑与分析提供一定的形象的参考与分析方法与思路,有电子专业背景的就无需阅读,在第四讲中,将配合触控原理推出调试的基本思想以及驱动代码的架构与调试驱动的一些主要步骤与原则,欢迎关注。

在讲述前,我们必须严格研究电路原理图,其实几乎所有的触控方案的原理图纸无非都是由主控芯片以及外围元器件组成,外围元器件简单简单点就是电阻,电容为主要器件,少数有二极管,三极管,晶振,磁珠,以及低压线性稳压器件就是所谓的LDO,但是在2012年后的方案几乎主要是电阻,电容,二极管。如需背光电路的含有三极管。所以本节主要补充这些元器件的一些作用与在电路中所启的作用,帮助朋友快速分析电路,做到抛砖引玉的作用。

电阻:导体对电流的阻碍作用就叫导体的电阻。电阻其实不用介绍太多,简单讲就是对电流起到阻碍的作用。学术讲:阻碍电流通过,主要作用:在电路中起分压、降压、限流、负载、分流、区配等作用,如果把电流比喻为河流的各种闸门就是电阻,高度越高电阻越大,高度差就类似电压差,这个只是针对线性电路来说,但是在高频电子线路就不是简单的电阻了,触摸屏的扫描频率比较高,算是高频电路了。在高频电路中电阻体等效LRC电路(电感串联一个电容与电阻的并联电路)。其中L引线电感;c分布电容Lc,越小,高频特性越好。在高频电路中,阻值低的电阻以分布电感影响为主,阻值高的电阻以分布电容影响为主。对于低阻值的电阻,应尽可能缩短电阻引线以减小引线电感。对于高阻值的电阻,由于其分布电容的旁路作用,使电阻值大幅度降低,所以应尽可能使用小电阻值。高频特性也跟材料有一定的关系。金属膜电阻比碳膜电阻高频特性好;碳膜电阻比线绕电阻高频特性好;表面贴装电阻比引线电阻高频特性好;小尺寸电阻比大尺寸电阻高频特性好,依照这个特性,我们一般采用的是0402封装的贴片电阻。所以在高频电路中对电阻的电阻值及误差、额定功率、最大工作电压和噪声这些参数在高频下都会发生变化的,分析问题的时候需要注意。

电容电容是一种储能元件,隔直流通交流作用:在电路中起滤波、耦合、旁路、调谐和能量转换等作用,简单点就是一个水池,如果把电流比喻成河流的话,电容就是物理上的池塘,湖泊。容量大的就是湖泊,容量小的就是鱼塘,在河流中起到缓流,蓄水等功能。但是在高频电路中我们也不能简单看做一个电容,需要具体分析。在高频电路中电容等效为LRC电路(电感串联一个电容与电阻的并联电路)L分布电感;R极间绝缘电阻,电解电容高频特性差;云母、陶瓷电容性能好,所以我们触控电路中一般采用陶瓷无极性电容。一般有1uf2.2uf4.7uf0.1uf等参数的。在发生谐振前,频率越高,容抗降低,感抗降低

电感作用:在电路中有通直流、阻交流,通低频.串联使其与原电阻共同分担电源电压等作用,一些触控方案中会使用,表现为磁珠。主要在稳压,稳流,延时,滤波作用,在触控电路中很少会关注,其中电感还涉及品质因数的问题,这里就不多加描述了,因为本文定位是给菲电阻专业背景入门的。

二极管:有单极性与双极性的器件,这个器件经常在复位电路,电压IO口出现,主要是起到保护电路作用,二极管在高频电路中主要体现检波、振幅调制、混频等。在触控电路中主要起保护作用,以及增加ESD设计

其他元器件目前在2012年的方案设计中逐步消失了,在这里就不多讲述了,大家可以查阅相关的资料。在讲述了这些以后我们该如何分析电路?

电路,就是一个回路,在讲述触控原理的时候我们就讲述过如果实现坐标的计算,那在rowdata的数据收集中如何获取比较好的数据呢?也就是说在电路中尽量减少干扰,理想状态就是不是我们想要的数据最好就不要出现,也就是说我们所说的信噪比非常好。类似我们煮饭,要想煮出好东西,首先材料必须好,然后就是手艺,选材就是我们电路最外界的一种数据采集,手艺就是我们的算法。围绕这个比喻,电容就是要减少干扰保证数据的清洁,我们在驱动电压,模拟电压,模拟地,内部供电电压,外部上电压都加上了电容。这些IO口的电压电容,进行滤波,类似在河流上增加湖泊,避免河流突然水位上涨引起过大的流速与浪涌,就是我们说的纹波,电容必须选择合适,以及对一些干扰波滤除。二极管,主要是加强静电,以及过压保护电路,电阻一般就是看ic触控电路的需要了。一般少用或者是在i2c电路上加上拉电阻,由于很多触控芯片内核其实就是单片机,单片机的IO口驱动能力很容,一般是通过外部上拉使用外部电源进行驱动。

所以根据上边的理论我们就知道在布局划线元器件为什么要靠近ic,保护他的肯定要靠近,减少滤波的肯定要靠近,想象下,一条河流湖泊开在前段能减少浪涌还是在靠近结束的时候能减少浪涌?很简单有如人喝水一样你拿个小杯子喝水我一票水进去你就被呛到了,如果你是用一个水缸喝水,我一瓢水进去我如何能让你呛到?

在电压正常,连接不上电脑的情况,我是不是要分析下是否VDD的电阻过大?选择元器件的时候是不是我们要选择精度的时候有一定的依据?

Sensor的电路其实等同一个电容,电容充放电,涉及一个时间的问题,什么时候的电容能冲到响应的时间,其中RC=时间常数这个问题,所以需要考虑电阻的大小问题。感兴趣的朋友可以看看高频电子电路,以及模拟电路,数字电路的基础课程,会定你分析电路,布线,以及工作中提供一种分析方法与分析理论讨论,使得你能针对很多问题进行独立分析与排除问题,杜绝问题,提高良率与降低成本,节省时间,本文只是抛砖引玉温习基础。

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少将,关注Web全栈开发、项目管理,持续不断的学习、努力成为一个更棒的开发,做最好的自己,让世界因你不同。
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