四线电阻触屏的原理分析

一、描述

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如图所示,假定触摸屏覆盖的显示面积的图形分辨率为:水平 W=640,垂直 H=480,坐标原点位于左下角。检测时,在 X+或 Y+电极上接正电压,X-或 Y-接地。用测量电压的方法确定触点坐标。

1.按下触屏上一点,如何得到该点的几何坐标?假设外加电压 Vs,给出分析计算。给出 x 和 y 的计算公式。

2.如何测得触点上下层之间的接触电阻 RT?给出测量步骤和计算方法。

3.为了监视是否有触屏按压事件发生,需要某种电压检测电路,可以使用一个辅助 外部电阻 Rs 和电压源 Vs。假定使用电压源 Vs=5V,并假设 RX=RY=RT=1 千欧姆。要求检测电压有大于 1V 变化幅度时(上升或下降均可),认为触摸屏被触压。设计这个电路,计 算 Rs 阻值。

4.为以上分析进行仿真验证。

二、解决方案

1、计算触点的X,Y坐标分为如下两步:

\1. 计算Y坐标,在Y+电极施加驱动电压Vs, Y-电极接地,X+作为引出端测量得到接触点的电压,由于ITO层均匀导电,触点电压与Vs电压之比等于触点Y坐标与屏高度之比。

\2. 计算X坐标,在X+电极施加驱动电压Vs, X-电极接地,Y+作为引出端测量得到接触点的电压,由于ITO层均匀导电,触点电压与Vs电压之比等于触点X坐标与屏宽度之比。

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2、计算触点接触电阻:

方法一:

1.令X-接地,X+接电源,测Y+的电压值

2.令X-接地,Y+接电源,测Z1处的电压值。

3.令X-接地,Y+接电源,测Z2处的电压值。

仿真图:

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计算过程

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imgk img

方法二:

\1. X- 接地,X+接电源,测Y+的电压值得到触点x坐标

\2. Y- 接地,Y+接电源,测X+电压值得到触点的Y坐标

\3. X- 接地,Y+接电源,测X+电压v

仿真图imgimgimg

计算过程:

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则: img= imgk img

3、 监视是否有触屏按压事件发生

需要某种电压检测电路,可以使用一个辅助外部电阻 Rs 和电压源 Vs。假定使用电压源 Vs=5V,并假设 RX=RY=RT=1 千欧姆。要求检测电压有大于 1V 变化幅度时(上升或下降均可),认为触摸屏被触压。设计这个电路,计 算 Rs 阻值。

方法一:

理论分析:

考虑RY和RX全部接入电路有:

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则Rs>1V

设计电路图

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仿真验证

当触点在右上角时,也就是X方向和y方向的全部电阻接入该电路,关闭开关,Rs电压由0V变为1V.

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当触点在左下角时,也就是X方向和y方向没有电阻接入该电路,关闭开关,Rs电压由0V变为2.143V

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方法二:

将RY与RX被触点分隔的两部分电阻并联后接入电路,电路图如下:

理论分析:

考虑触点在触屏中央:

img>1

则: img k img

电路图设计

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仿真验证:

触电在中央时:

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触电在触屏四个角时:

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