觸摸屏設計挑戰升級 工程師該如何提升用戶體驗？

　　有一種方法可幫助解決處理問題，即為觸摸控制器添加一個更大的處理器，或者將部分計算卸載到系統的主處理單元。這意味著將電容數據發送到主機端，并在應用或圖形處理器上運行算法。其中一個實現方案就是使用觸摸屏控制器掃描傳感器，搜索第一次觸摸，然后將圖像傳輸至主機處理器。然后，主機會處理整個陣列、過濾噪聲、查找觸摸坐標，并跟蹤手指ID。采用并行處理支持在作為觸摸屏和顯示屏主機的數千兆赫多內核處理器上完成大量數字運算。

　　信噪比（SNR）

　　SNR是指信號功率與噪聲功率之比，換言之，即有用信息與錯誤或不相關數據之比。觸摸屏面板上的傳感器相當于一根大型天線，可接收熒光燈、LCD或充電器等系統和環境噪聲。

　　圖2 TT Combined image_White

　　大型屏幕可作為更大型的天線，因此更容易接收噪聲并使接收通道達到飽和。這會造成誤觸摸、觸摸中斷或觸摸屏“鎖定”以致觸摸屏完全無法報告數據，從而顯著影響觸摸性能。為了排除這些干擾，觸摸屏控制器要求能夠增強信號或降低噪聲。提高信噪比的一些主要方法包括提高發射電壓以增強信號；使用硬件及數字濾波法降低噪聲，或利用跳頻遠離噪聲頻率。

　　信噪比與發射電壓成線性比例。發射電壓可通過充電泵或VDDA驅動程序來提供。在大多數消費類電子設備中，充電泵一般可帶有2.7-3V電源，且能進一步將這一電源電壓提升到更高的電壓。大屏幕的問題在于充電泵對高電容面板的驅動能力有限。也就是說必須增加外部泵或電源，而這會相應增加成本和功耗。

　　在沒有足夠信號的情況下，另一個選項是最大限度地降低噪聲。第一道防線就是使用濾波器創造更加潔凈的電容環境。如果這種方法無效，第二道防線一般是使用跳頻去搜索干擾較少的頻率。如上所述，大尺寸面板的寄生電容和電阻更高，會影響電阻電容（RC）時間常數，從而導致發射頻率更低。更低的頻率意味著它很難在噪聲范圍以外掃描整個面板。較高的發射頻率會給觸摸控制器提供更大的空間，使其遠離噪聲源。理想的最大發射頻率為350kHz或者更高，但需要根據客戶的具體目標，不斷地在信噪比、刷新率以及功耗之間進行權衡，從而優化每臺設備。臺式電腦上的單機游戲更注重響應速度而非功耗，然而便攜式設備則需要考慮功耗以延長電池使用壽命。

　　功耗

　　隨著移動性在我們生活中占據著越來越重要的位置，功耗成為了消費者在選擇便攜式電子設備時的一項重要考慮因素。市場調查顯示，大多數用戶認為電池使用壽命是購買新型便攜式設備時需要考慮的最重要特性之一。

　　圖3 電池壽命的重要性

　　由于液晶顯示屏尺寸的加大，功耗通常與屏幕尺寸成正比。液晶顯示屏的功耗在整個系統功耗中占相當大的比例。要想保持電池使用壽命，一種方法就是在系統中使用更大的電池組。但這會增加系統的重量，從而影響用戶的便攜性體驗。另一種方法是通過降低刷新率、降低發射電壓、禁用各種數字濾波器或使用盡可能低的模擬/數字電源，但這種方法會降低設備性能。同樣，這些解決方案都會給用戶體驗帶來負面影響，因此都不是理想的方案。

　　對于好的設備而言，重量與性能都是關鍵因素，延長電池使用壽命的最佳解