手機(jī)電阻式觸摸屏分析

　　如圖5 所示，AMR 是沿X 與Y 兩個(gè)方向在ITO層蝕刻出一條一條平行排列的區(qū)塊，相當(dāng)于將整個(gè)觸摸屏劃分成很多小矩陣區(qū)塊，每個(gè)小矩陣相當(dāng)于一個(gè)小的模擬四線電阻式觸摸屏，各個(gè)區(qū)塊彼此獨(dú)立。如圖6 所示，當(dāng)手指按壓到對(duì)應(yīng)的區(qū)塊時(shí)，區(qū)塊就會(huì)傳出對(duì)應(yīng)比例的電壓，控制器接收到電壓后再將其翻譯成坐標(biāo)信息。

　　圖5 給出了利用四線式電阻觸摸屏實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸技術(shù)的方法：第一個(gè)時(shí)刻，在X1 電極上加上電壓，由Y1、Y2、Y3 電極讀取A、B、C 觸摸單元所探測(cè)到的X 坐標(biāo);同理，在以后的各個(gè)時(shí)刻依次讀取剩余觸摸單元的X 坐標(biāo)。獲得所有觸摸單元的X 坐標(biāo)后，再依次給Y 電極加上電壓，以獲得各個(gè)觸摸單元的Y 坐標(biāo)。

　　模擬矩陣電阻AMR 與純數(shù)字的DMR 技術(shù)多點(diǎn)觸摸屏系統(tǒng)不同，AMR 是一個(gè)數(shù)字模擬混合系統(tǒng)，因此，在掃描電路、AD 轉(zhuǎn)換電路、控制電路的基礎(chǔ)上，還需添加各種輔助元件來(lái)減小外界噪聲對(duì)模擬電路的干擾。特別是對(duì)于AD 轉(zhuǎn)換，為了提高轉(zhuǎn)換的精準(zhǔn)度，有必要在硬件電路上添加下拉電阻，以避免無(wú)觸摸發(fā)生時(shí)AD 輸入端浮接的現(xiàn)象。

　　控制電路將控制掃描電路生成恰當(dāng)?shù)膾呙栊盘?hào)，并使得AD 轉(zhuǎn)換電路在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣和轉(zhuǎn)換。對(duì)于AD 轉(zhuǎn)換電路，可以在串行轉(zhuǎn)換和并行轉(zhuǎn)換間做取舍。串行轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，需要的AD 模塊數(shù)量少，但是總的轉(zhuǎn)換頻率低;并行轉(zhuǎn)換需要的AD 模塊數(shù)量稍多，但總的轉(zhuǎn)換頻率可以得到提高。

　　于是基本電路構(gòu)架便可以分為串行和并行兩種，如圖7 所示。值得注意的是，圖6 僅表現(xiàn)了坐標(biāo)采集轉(zhuǎn)換電路的基本原理和結(jié)構(gòu)，并沒(méi)有畫出為減小各種電器噪聲而添加的元件，如AD 的下拉電阻、濾波電容等。

　　3.3 數(shù)字矩陣電阻DMR 技術(shù)

　　原理上，DMR 是將觸控面板上下層劃分成許多很小的區(qū)塊，當(dāng)某一區(qū)塊被碰觸，這一區(qū)塊就會(huì)被啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，此時(shí)線路會(huì)發(fā)出指示開(kāi)關(guān)的數(shù)字訊號(hào)傳給控制器，控制器便能計(jì)算出觸碰位置的坐標(biāo)。

　　如圖8 所示，8×8 數(shù)字電阻觸摸屏， 基于Altera 解決方案[1]：它采用兩層ITO 分別作為水平的sensing line(觸摸感測(cè)線)和垂直的driving line(加電驅(qū)動(dòng)線)，driving line 和sensing line 之間的觸點(diǎn)就相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)，在未接觸時(shí)，它們之間是絕緣的，而接觸發(fā)生后，兩者發(fā)生短路，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合。驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，其中sensing line 通常由一個(gè)上拉電阻施加高電平，同時(shí)在driving line 上以一定頻率依次在各列中施加負(fù)脈沖電壓，這樣當(dāng)掃描到觸點(diǎn)所在的那一列時(shí)，由于觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)閉合，形成直流通路，使得觸點(diǎn)所在行的電壓被拉低，形成一個(gè)負(fù)脈沖，這樣就檢測(cè)到了觸點(diǎn)的位置。由于driving line 是依次掃描，所以可以檢測(cè)到多個(gè)觸點(diǎn)的位置。

　　圖8 觸摸解碼的工作模式

　　數(shù)字矩陣電阻DMR 其實(shí)就是一個(gè)開(kāi)關(guān)網(wǎng)格，由于各個(gè)開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)彼此獨(dú)立識(shí)別，所以互不干擾，可以實(shí)現(xiàn)真正意義上任意多點(diǎn)的多點(diǎn)觸摸。橫向數(shù)據(jù)的并行寫入以及不需要AD 轉(zhuǎn)換，極大地提高了觸摸屏的工作速度。但是，數(shù)字矩陣電阻DMR 需要眾多的電極和端口，導(dǎo)致其成本遠(yuǎn)高于模擬矩陣電阻AMR，故僅適用于對(duì)系統(tǒng)可靠性和工作速度有特別要求的應(yīng)用場(chǎng)合。