如何測量電容式觸摸屏的實際信噪比
發布時間:2012-02-28
中心議題:
- 探討測量電容式觸摸屏的實際信噪比
解決方案:
- 采用投射式電容觸摸屏觸摸技術
- 采用金屬手指模擬器
觸摸屏控製器製造商經常拿各種規格和標準來使自己的產品與眾不同。其中最常提到的就是信噪比(SNR)。然而,當噪聲存在時,即使數字 上看起來不錯,也並不意味著SNR就是一個很好的係統性能指標。這篇文章將討論什麼是信噪比,它是如何計算的,它對係統性能意味著什麼,是否能很好的度量 觸摸性能。
什麼是信噪比?
信噪比是觸摸屏控製器的性能指標,現在已經作為行業標準被大家 接受。信噪比的問題是沒有任何行業標準的測量、計算、報告方法,尤其是在某些典型係統中,噪聲具有高可變性的情況下,例如移動電話。這兩個部分(信號和噪 聲)的測量和計算很大程度上依賴於被測裝置(DUT),有代表性的是移動電話。值得注意的是,雖然信噪比作為性能衡量已被廣泛接受,行業專家明白,大多數 市場宣揚的高信噪比放到實際應用中並不能保證。此外,在噪聲環境下,提供高信噪比也不能完全符合其功能規範。
在電容式觸摸屏中,信噪比中信號就是加上測量到的手指電容後的實際電容的變化量。手指電容取決於傳感器覆蓋物厚度、手指大小,DUT到地的寄生電容,以及傳感器模式。噪聲成分依賴於內部控製器噪聲和外部噪聲源,本文將會就這些方麵進行討論。
投射式電容觸摸屏觸摸技術已應用在很多新型智能手機中,觸摸傳感器使用時都會遇到噪聲。噪聲從顯示器(可能是LCD或AMOLED)耦合到觸摸傳感器,距離 越近噪聲越大。不像模擬顯示那樣同步,這類LCD噪聲通常是尖峰噪聲。USB充電器噪聲通常也是也尖峰噪聲。它也是最容易變化的,因為在每個設備中 AC/DC變壓器的結構和組件是不同的。
第三方低成本的充電器特別容易出現這種噪聲尖峰。因此,當觸摸控製器沒有像 cypressChargerArmor那樣的噪聲抑製技術時,USB充電器是OEM廠商最頭疼的事情。當所有這些外部噪聲存在時,我們期望觸摸控製器不 huicuowubaogaoshouzhichumohuoshouzhiweizhi。tamenbingbunengguileiyuputong,huogaosi,huofenbushizaosheng。zhejiugeigongchengshiheyingxiaorenyuandailaiyigewenti,yaoqufenchumeiyouzaoshengshiADC的信噪比。
在眾多的測量條件下,信噪比一直能夠作為度量標準不能不說是一個奇跡。此外,信噪比不能預測最重要和量化的觸摸屏噪聲相關參數:抖動(也稱為無噪聲分辨率)和錯誤觸摸報告。幸運的是,有一個信噪比測量技術能預測非高斯噪聲存在時的抖動。
噪聲如何影響觸摸屏係統
不bu好hao的de信xin噪zao比bi會hui影ying響xiang係xi統tong的de魯lu棒bang性xing,造zao成cheng假jia觸chu摸mo和he位wei置zhi跳tiao動dong。手shou指zhi靠kao近jin觸chu摸mo屏ping時shi會hui幹gan擾rao相xiang交jiao的de兩liang個ge透tou明ming電dian極ji的de邊bian緣yuan電dian場chang。這zhe種zhong電dian容rong稱cheng為wei互hu電dian容rong。這zhe就jiu改gai變bian了le傳chuan感gan器qi的de電dian 容rong。交jiao叉cha點dian發fa生sheng在zai發fa射she和he接jie收shou電dian極ji直zhi角jiao交jiao叉cha處chu。在zai手shou機ji觸chu摸mo屏ping上shang有you好hao幾ji百bai個ge這zhe樣yang的de交jiao叉cha點dian。觸chu摸mo屏ping控kong製zhi器qi測ce量liang所suo有you交jiao叉cha點dian電dian容rong的de變bian化hua,並bing把ba測ce量liang數shu據ju轉zhuan換huan成cheng量liang化hua的de原yuan 始數據。通過測量每個交叉點,而不是整個電極,控製器就能夠創建一個二維的觸摸屏傳感器電容圖表。
如果在手指附近交叉點發生一個大的噪聲尖 峰,那麼在位置計算算法就會添加一個錯誤標誌。然後該算法轉換原始數據到坐標;根據噪聲峰值大小,手指位置報告的坐標可能是抖動,當手指靜止,可能在兩坐 標間交替。當智能手機使用觸摸屏接口,插到USB充電器時,某些無意識的輸入或選擇可能會出現這些情況。
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我們可以斷定,在缺少規範化測量方 法時,信噪比可以作為性能度量,但並不完美。這裏有定義好了的性能指標,測量步驟,計算方法,觸摸屏控製器供應商(見賽普拉斯規範001-49389)和 移動設備OEM可以使用來量化觸摸性能。這些規範是必要的,可以保證可重複的試驗結果,驗證觸摸屏性能,減少觸摸屏測試硬件和固件變化。
dianxingdexingnengceshichulechumopingyingjianhekongzhiqijiekouwaihaixuyaojinshushouzhimoniqi,jiaju,shiboqi,hanshufashengqi,zidongjixie。liru,biaozhundedoudongceliangguochengfenweiqibu,jilushouzhiweizhi 坐zuo標biao上shang的de時shi間jian噪zao聲sheng。這zhe裏li的de測ce量liang表biao明ming有you多duo大da運yun動dong,多duo少shao距ju離li,我wo們men會hui期qi望wang是shi不bu動dong的de手shou指zhi。這zhe是shi一yi個ge相xiang對dui簡jian單dan的de參can數shu測ce量liang,它ta直zhi接jie並bing立li即ji在zai用yong戶hu界jie麵mian產chan生sheng影ying響xiang。相xiang比bi之zhi 下(xia),信(xin)噪(zao)比(bi)的(de)影(ying)響(xiang)在(zai)觸(chu)摸(mo)屏(ping)性(xing)能(neng)上(shang)就(jiu)不(bu)那(na)麼(me)直(zhi)接(jie)了(le)。即(ji)使(shi)在(zai)噪(zao)聲(sheng)環(huan)境(jing)下(xia),數(shu)字(zi)濾(lv)波(bo)器(qi)和(he)位(wei)置(zhi)計(ji)算(suan)算(suan)法(fa)也(ye)能(neng)夠(gou)去(qu)除(chu)抖(dou)動(dong),就(jiu)是(shi)降(jiang)低(di)了(le)信(xin)噪(zao)比(bi)值(zhi)(作為一種性能度量)。 把信噪比作為一個性能指標是不可取的,因為它不能最終給你一個真正意義上的係統性能。
benwenshixianggaosudajia,buyaoyidianjianmian,yipiangaiquan,xinzaobibingbunenggaosuwomenxitongshifouhenhaodixiangyingchumo。zhejiushiweishenmechumokongzhiqilingxianzhizaoshang,rusaipulasiTrueTouch,有一套測試和測量方法來評估新的觸摸屏設計的性能。
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