降低LCD雜訊　觸控IC商祭出五大招

　　設(shè)計者要確實降低影響觸控面板控制器的顯示雜訊，可利用幾種方法，包括削減雜訊強度、避開雜訊的頻率、導(dǎo)入數(shù)字濾波器、改良觸控傳感器設(shè)計或加強觸摸屏與LCD面板的同步化。

　　一般來說，設(shè)計工程師可以用一層強固的ITO覆蓋住整個顯示器，此遮蔽層置放于顯示器與觸控面板傳感器之間，直接連結(jié)電路接地端，因此顯示雜訊會直接傳到接地端而不是觸控面板控制器。遮蔽層在減少雜訊方面通常效率頗高，不過，由于會增加觸控面板制造成本，加上會減少面板的透光度使影像品質(zhì)略受影響，因此較不受業(yè)者青睞。

　　相形之下，挑選適合的運作頻率，讓觸控控制器的頻率不同于LCD雜訊頻率則是最佳選項之一。對此種方法而言，導(dǎo)入能應(yīng)付大量尖峰雜訊的觸控控制器，并且避免觸摸屏感測電路過度飽和，有助達成降雜訊的目標。

　　此外，窄頻接收器有助于配合雜訊尖波（Spikes）進行調(diào)整，還能幫助在擷取到的波形產(chǎn)生快速傅立葉轉(zhuǎn)換（FFT），以便了解應(yīng)把觸摸屏運作頻率設(shè)定在哪裡，如圖5顯示DCVCOM時域波形的FFT。目前觸控控制器制造商也以開發(fā)出許多自動工具，能幫助挑選理想的運作頻率，其中許多工具能掃描觸摸屏運作頻率，還能同時監(jiān)視雜訊。

　　圖5 DCVCOM耦合雜訊與頻率FFT關(guān)系圖

　　此外，數(shù)字濾波器對降低雜訊亦有很大幫助。工程師有許多線性與非線性濾波器可挑選，對不同的應(yīng)用各有優(yōu)缺點。線性濾波器方面，傳統(tǒng)無限脈沖響應(yīng) （Infinite Impulse Response， IIR）或有限脈沖響應(yīng)（Finite Impulse Response， FIR）濾波器，雖然在降低雜訊方面表現(xiàn)不錯，但在追蹤屏幕上手指碰觸點的速度會有點遲鈍。

　　如今業(yè)界已針對這些濾波器進行許多改良，帶來更好的手指追蹤性能。其他非線性濾波器也能降低雜訊，尤其針對含有高強度但不常出現(xiàn)的雜訊尖波的脈沖雜訊。另外有少數(shù)濾波器能聰明的辨識LCD雜訊，并把雜訊從實際信號分離出來。含有硬體濾波器的觸控控制器會為產(chǎn)品加分不少，因能節(jié)省雜訊處理的時間與功耗。

　　由于觸控傳感器對整體產(chǎn)品的效能而言相當重要，因此，許多新型傳感器設(shè)計也紛紛朝向能降低顯示雜訊的研發(fā)方向邁進。其中一種熱門方桉就是曼哈頓（Manhattan），取這個名字是因為它的樣式酷似紐約曼哈頓地區(qū)的街道，為完美的水平與垂直排列（圖6）。

　　圖6 曼哈頓觸控傳感器架構(gòu)示意圖

　　觸控傳感器包含發(fā)送器（TX）與接收器（RX），所有真正多點觸控的傳感器都能驅(qū)動TX，并在RX上接收信號。在曼哈頓傳感器設(shè)計中，TX占位相當寬，位置在RX之下；RX則較窄，因為要消除寄生電容以及減少雜訊耦合。

　　總而言之，曼哈頓傳感器讓TX傳感器能削減大部分的雜訊，且不會讓雜訊傳到RX，現(xiàn)今業(yè)界均采用許多精密的曼哈頓衍生技術(shù)。

　　In-cell實現(xiàn)觸控面板與LCD同步化

　　最后，觸控面板與LCD之間的同步化，亦是降低顯示雜訊的選項之一。事實上，這絕對須仰賴In-Cell設(shè)計才能實現(xiàn)。觸控面板控制器要進行同步化，可透過監(jiān)看LCD驅(qū)動器的水平與垂直同步信號，分別名為HSYNC（Horizontal Synchronization）與VSYNC（Vertical Synchronization），進一步與LCD面板同步。

　　值得注意的是，在ACVCOM解決方桉中，有些觸控面板控制器能直接從觸摸屏傳感器挑出雜訊，隨即開始掃描，不須藉由監(jiān)看LCD驅(qū)動器的HSYNC與VSYNC信號；此種ACVCOM的同步化相當直接，因為基頻強度很高且頻率很低。

　　相形之下，DCVCOM就比較困難，因為雜訊頻率較高，觸控面板控制器的掃描與靜止期之間需要精準的時序調(diào)整。

　　隨著手機做得愈來愈薄，觸控面板控制器會暴露在更多的顯示雜訊下，這是因為顯示器與觸摸屏傳感器之間有更緊密結(jié)合的電容耦合，促使各界更專注于顯示器如何運作，顯示雜訊究竟來自哪裡，如何量測顯示雜訊，以及有哪些降低顯示雜訊的選項。