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1、 如何提升表面声波触摸屏的硬件性能及如何提升表面声波触摸屏的硬件性能及 大尺寸屏技术大尺寸屏技术 一一、提升表面声波触摸屏的硬件性能及大尺寸屏技术提升表面声波触摸屏的硬件性能及大尺寸屏技术的意义的意义： 目前，随着全球科技与经济的发展，各行业信息化建设水平在不断提高，触摸技术在金融、电信、公共传媒、娱乐、新闻展示、会议系统、交通监控、宾馆、医院和教育等领域快速发展并应用普及。触摸屏的主流技术基本可以分为四类：电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、表面声波技术触摸屏、红外线技术触摸屏。电容式触摸技术及电阻式触摸技术在中小尺寸如手机上已经有广泛的运用； 但在中大尺寸上目前表面声波触摸技术与红外线触摸技术
2、占领了市场的绝大部分份额。 中大尺寸触摸屏目前还只是在起步阶段； 伴随城市信息化水平的不断提高，中大尺寸触摸屏应用最广泛的是金融、电信自助服务终端领域;其次是公共信息查询领域、公共交通自助售票系统、教育、娱乐 KTV 和工控设备领域。“数字城市”的发展，更好的带动了触摸屏行业的发展。 公共交通自助售票系统是近年来大规模使用触摸屏技术的新兴行业。通过为机场、地铁、高铁等公共交通场所量身设计的自助售票终端，解决了售票处排队拥挤的状态，结合触摸屏技术方便快捷的优势，从查询交通信息到完成整个出票过程高效、可靠、安全。如何才能保证触摸产品的高效、可靠、安全？这就需要我们工程师做好产品的设计工作，最主要是
3、做好产品的硬件性能，使其具有良好的电磁兼容性能，为产品的软件搭建一个良好的工作舞台；不管何种触摸技术，硬件部分是产品好坏的基础，只有不断提升产品的硬件性能，才能实现产品的高效、可靠、安全。 下图为当前市场主流触摸技术对照表： 二二、表面声波触摸屏工作原理表面声波触摸屏工作原理 表面声波触摸屏（声波屏）是利用声波可以在刚体表面传播的特性设计而成，如下图所示： 以 X 轴为例，控制电路产生发射信号（电信号） ，该电信号经玻璃屏上的 X 轴发射换能器转换成厚度方向振动的超声波， 超声波经换能器下的楔形座折射产生沿玻璃表面传播的分量。 超声波在前进途中遇到 45 度倾斜的反射线后产生反射，产生和入射波
4、成 90 度、和 Y 轴平行的分量，该分量传至玻璃屏 X 方向的另一边也遇到 45 度倾斜的反射线，经反射后沿和发射方向相反的方向传至 X 轴接收换能器。X轴接收换能器将回收到的声波转换成电信号。 控制电路对该电信号进行处理得到表征玻璃屏声波能量分布的波形。有触摸时，手指会吸收部分声波能量，回收到的信号会产生衰减，程序分析衰减情况可以判断出 X 方向上的触摸点坐标。同理可以判断出 Y 轴方向上的坐标，X、Y 两个方向的坐标一确定，触摸点自然就被唯一地确定下来。 声波屏设计的精妙之处在于每个方向只用一对换能器便能侦测整个触摸面，而且分辨率可达 4096 之高；不像红外触摸屏，每个方向至少需要几十
5、对发射/接收管， 随着屏尺寸的增大或分辨率的提高，需要成比例地增加发射/接收管对的数量。 其实现关键在于反射阵列，反射阵列精密准确的间距分布保证了回收信号的一致。 由于信号衰减程度和手指触摸力度直接相关，声波屏还能响应Z 轴座标，即触摸力度，这在某些情形下变得很有用，很有趣。 三三、表面声波屏的表面声波屏的特点及特点及优势优势 、 光学性能最好。 清晰美观， 因为结构少， 只有一层普通玻璃，透光率和清晰度都比电容电阻触摸屏好得多。 、防刮擦、抗暴。声波屏表面即使划伤，只要不是很深，一样正常工作，电阻屏就没办法做 到这一点，用刀片一划即坏。 、一次校准，无漂移现象。声波是机械振动，不受电磁信号影
6、响，不象电容屏，易受电场或磁场影响而产生漂移。 、分辨率高，可达，反应速度快，使用时感觉很顺畅。 、使用寿命长，单点触摸达万次。这是显而易见的，声波屏主体是纯玻璃， 不象电容屏或电阻屏要在玻璃上做镀膜或覆多层膜之类的加工， 这些加工又受制于透光和触摸等多种因素， 加工 之后的玻璃屏显然不如纯玻璃屏那么耐用。 电阻屏和电容屏都很容易出现同一软件用久之后某些 点触摸迟钝或不能触摸的情况，这是因为同一软件往住某些点频繁操作率先老化，但声波屏不会。 、缺点主要是受灰尘和水滴、油污等影响，需要定期清洁反射阵列。 、声波屏的另一大优势就是成本低，原因是工作原理决定，每个方向只用一对换能器，大大降低了成本。
7、尤其 10 英寸以上的触摸屏，声波屏具有显著的成本优势，而且尺寸越大优势越大。 四四、国内外表面声波屏技术对比国内外表面声波屏技术对比 1、 国际市场上占有率最高的声波屏产品是美国 ELO 公司的产品；该公司是世界上最早研发并生产声波屏产品的， 拥有许多专利及核心技术；产品硬件性能可靠性好，控制器供电为 5V 电源，工作电流只有 40mA,电磁兼容性能好，至今最大单屏尺寸可达 46 英寸；国内最好的产品与之相比还存在较大差距；其产品控制器具有以下特点： 1.1、控制器电路板中采用专用的声波屏 IC 控制；国内的控制器还是采用分离器件组合而成。 1.2、控制器采用 5V 电源，电磁兼容性能好。
8、1.3、控制器工作原理发射电路采用推挽拓扑方式，模拟信号稳定，触摸流畅，无断线现象。 1.4、由于控制器及屏体硬件设计较为优异，其产品单屏尺寸可达 46 英寸。 2、国内从事声波屏制造公司较多，产品种类较多。控制器供电方式有 12V 的，也有 5V 的；绝大部分控制器电磁兼容性能不达标，主要表现在辐射骚扰检测项目上； 我们设计公司是从事该类产品电路板设计制做的，控制器都是 5V 供电，给客户设计的控制器为公司带来了良好的效益。 2.1、国产控制器电路板采用分离器件组合而成。主要 IC 器件有单片机、发射 MOS 管、高速 AD 转换器及 DA 转换器、带有自动增益控制的放大器及电源 IC 等。
9、 2.2、控制器采用电源分 12V 与 5V 两种。12V 的控制器电磁兼容性能差，辐射骚扰检测项目不过关；另一缺点就是功耗大，达 1W 以上；而 5V 的控制器电磁兼容性能好，辐射骚扰检测项目容易通过；功耗仅有 0.4W 左右（与国外的控制器性能一致） 。 2.3、控制器工作原理发射电路大多采用正激拓扑方式，通过示波器观察其发射波形不规范；触摸流畅性与国外产品相比要稍差些。 2.4、由于控制器及屏体硬件技术与国外产品相比还存在差距，目前国内产品单屏尺寸最大为 32 英寸。 五五、提升表面声波屏硬件技术方向提升表面声波屏硬件技术方向 提升硬件技术与研发大尺寸屏的意义是一致的； 主要体现在屏体与
10、控制器两个方面，而声波屏的核心技术主要体现在控制器上，所以我们这里主要讨论提升控制器的硬件性能； 研究过声波屏控制器的工程师或许注意到这样一个现象， 国内市场占有率较大的控制器种类不是很多，但经过分析其硬件电路，可以说基本一样；由于电路板设计不同硬件性能却存在很大差异；所以，声波屏控制器性能与电路板设计关系很大，可以说电路板设计好坏代表了声波屏控制器性能的优异。那么电路板设计不好会产生哪些问题： 5.1、表面声波屏通讯中断 从事声波屏的工程师在测试产品时会遇到这样一个奇怪现象， 就是通讯会偶尔中断； 对于串口控制器来说就是在触摸时偶尔会停发数据；对于 USB 控制器将直接造成死机；这些都是比较
11、明显的，如果遇到不明显的问题，产品测试工程师很难测出，会把有问题的产品直接卖到客户手中，造成频繁的售后服务。 5.2、表面声波屏工作不稳定 体现在测试产品时光标会跳动；有些场合测试时效果很好，但将电脑开机工作一夜，第二天早上会发现光标位置变了，这也是比较隐蔽的问题。 5.3、表面声波屏触摸灵敏度较差 5.4、控制器线路板上有些 IC 器件寿命会减少 该现象也是隐蔽性较强的； 比如说串口控制器中的通讯芯片232，在电路板设计不好的条件下用一段时间会有 30%-40%比例的损坏，公司质管部门还以为器件购买有问题，实际上是电路板没有设计到位。 5.5、避免 12V 电源的控制器设计 许多国内公司一直生产 12V 的控制器，这主要因为 5V 控制器的电路板设计难度大； 但 12V 的控制器存在电磁兼容性能不达标及功耗大的缺点，所以 5V 的控制器将是发展方向，实现声波屏产品的低功耗转变。 从以上各问题总结来看，声波屏的关键技术就是线路板设计，技术的发展是没有止境的；好的电路板设计可以屏蔽各种干扰，从而提升产品的硬件稳定性，及产品的大尺寸化；我们线路板设计公司为许多国内客户设计了多种声波屏控制器，它们主要是 5V 控制器，性能优异，为商家带来了丰厚的收益，相信在不久的将来在 5V 控制器方面将突破 32 吋，从而实现声波屏尺寸逐级突破，达到国外产品的技术水准。 QQ：1403711907
