分析外部電源共模噪聲以實現理想的觸摸屏操作

您的任務

　　手機等設備上使用的現代電容式觸摸屏容易受到外部電源(EPS) 發出的共模噪聲的影響。電容式觸摸屏的工作原理在于測量人體指尖相對于接地參考的電容。如果操作的觸摸設備連接到 EPS，接地參考的共模影響會導致測得的電容出現明顯偏差。該 EPS 實際上位于電容測量的電壓環中。根據《通用外部電源實施要求指南》或 IEC 62684 所述標準對EPS 進行測量和特征校準，可以確保使用電容式觸摸顯示屏的手持式設備實現理想操作。

圖 1：共模噪聲信號。

　　對于測試裝置，EPS連接至90V至264V電源(L)。測量n端口和保護接地(PE)之間的共模噪聲（參見圖1）。電壓軌跡隨線路頻率呈現周期性，但出現削減，估計幅度為200V(Vpp)。線路信號控制EPS引起的脈沖，對觸摸屏操作無影響。問題在于脈沖。圖1放大了測得的電壓V（n、PE），將開關電源(SMPS)造成的共模噪聲(CMN)顯示為被線路信號覆蓋的一系列脈沖。圖1還顯示出因分辨率不足而導致的明顯噪聲。測量SMPS脈沖之間的相對幅度，作為光標之間的差值(ΔV=–5.4V)。任務是測量最不理想的脈沖信號。但是，由于每個線路周期中有數百個脈沖，因此必須隨時手動調整縮放窗口以測量每個脈沖。自動測量不適用于這種情況。要成功執行快速測量，需要注意兩個方面：

　　. 確保足夠的分辨率

　　. 確定具備最大相對幅度的最差脈沖（用于分析 SMPS 脈沖）

測試與測量解決方案

　　根據《通用外部電源實施要求指南》，采用RTE1000或RTM3000示波器，并結合一個外部高通濾波器（fC=1kHz；(330pF/1MΩ)||(330pF/1MΩ[示波器的輸入阻抗])）和負載（電阻負載，10kΩ），可滿足這些要求（參見圖2）。濾波器可移除線路信號分量（參見圖3中頂部軌跡）。使用1.25V/div的理想垂直比例顯示CMN信號，提高分辨率。線路觸發可確保穩定的軌跡顯示。要捕獲不足20Msample的線路周期，需要應用下采樣。這也有助于采用高分辨率(HiRes)模式，進一步提高分辨率。

應用

　　RTE1000和RTM3000示波器的搜索功能可以直觀評估共模噪聲。要確定最不理想的情況，可以使用寬度1.5μs±0.3μs（根據圖1光標測量）的脈沖寬度搜索，以及2V電平（根據《通用外部電源實施要求指南》）。示波器會返回超出規定電平的所有SMPS脈沖。圖3顯示了CMN脈沖列表結果。放大的軌跡是列表中的選定脈沖。用戶可以使用向上/向下箭頭滾動瀏覽所有不符合要求的脈沖，并確定最不理想的脈沖。

　　用戶可以通過光標測量或自動測量分析列表中的負脈沖和正脈沖。圖3顯示了采用自動門選通測量分析選定脈沖（低電平：–3.71V；負脈沖持續時間：1.66μs），并與光標測量一致。兩種測量結果均以紅圈圈出（參見圖3右側）。注意，垂直“低電平”測量平衡了脈沖振鈴。測量開始時觀察到振鈴，但如果持續時間短于250ns，脈沖振鈴不會影響《通用外部電源實施要求指南》所要求的測量。

總結

　　RTE1000和RTM3000示波器提供了合適工具，可以快速分析EPS的CMN。結合外部高通濾波器和符合標準的負載，RTE1000和RTM3000可以分析大量SMPS脈沖以檢查是否符合要求。此處顯示了一個負脈沖示例。用戶也可以采用相同方法分析正脈沖。

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