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[参考译文] TSC2007:具有长触摸电缆的系统:模拟线路过冲

Guru**** 2928980 points
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1651278/tsc2007-a-system-with-a-long-touch-cable-analog-line-overshoot

部件号: TSC2007

系统如下所示:
ESD 二极管封装为 U-DFN2510-10、图案设计为避免出现残桩。
并联的电容器也是 0603 米、图案设计为避免残桩。

触摸面板电阻:
X:440~1100 欧姆、Y:100~420 欧姆

image.png

 

在 X 轴和 Y 轴测量结束时、Y+和 X+引脚发生 4V 过冲。  最大额定值为 3.4V (Vcc + 0.1V)。
过冲的幅度因接触点(电阻值)而异、由于过冲发生在测量结束时、当电流被切断时、被认为是由电缆电感的感应电动势引起。
我们知道、不建议延长模拟线路。 但是、我们希望在该系统中尽可能地减少过冲。
请建议使用当前未实现的组件的有效对策。 (例如,X+和 Y+上为 10pF)
感谢您的指导。

image.png

每个针脚与触摸屏之间的对应关系↓
X-...XR、X+...XL、Y+...Yu、Y-...Yd

X+引脚的过冲在屏幕右侧更大、而在左侧更小。 垂直没有变化。

Y+引脚的过冲在屏幕底部较大、在顶部较小。 水平上没有变化。

在这两种情况下、电压轨迹都在过冲之后遵循缓慢放电模式。

 

 

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    目前、触摸输入可以正常工作、没有任何问题。

    触摸后的第一个采样值通常是异常的、因此我们丢弃前两个采样数据点并使用第三个和后续值。 在这种情况下、触控输入可以正常工作。

    目前、采样周期约为 10ms、每个样本的采样时间约为 2-2.5ms。

    我担心这种过冲是否会长期引起问题。 如果 TI 认为问题出在哪里、我们将考虑采取对策。

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    您好:

    是的、如果过冲超过触控引脚上的绝对最大值、肯定有出现问题的风险。 这里一个小电容器是一个好主意、如果问题仍然存在、甚至可能是一个小串联电阻器。 您还可以放置 ESD 二极管来保护引脚、但可能不有助于消除 4V 过冲。

    此致、

    Garret

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    请给我多一点时间、因为我将通过修改电路来解决此问题。

    我现在已安装之前未安装的电容器并连接到 GND。 我安装了四个 100pF 电容器。

    然后进行了波形测量。 如下面最左边的波形和中心波形所示、与未安装电容器时相比、过冲值保持在 4V。

    另外、请查看下面最右边的波形。 在 X+和 Y+引脚发生过冲后、电压再次上升至 4V、然后缓慢放电。

    当 X+和 Y+引脚从驱动模式转换为高压模式时、会发生此行为。

    未安装电容器时也会出现这种现象。

    大约 40 –50MHz 的 ① μ s 过冲→② 再次上升至 4V、然后缓慢放电

    ① Ω 和 ② Ω 内电压上升到 4V 的原因可能是什么?

    此外、在使用短电缆的应用中是否会观察到这种行为(① 和 ②)?

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    否、我以前在使用短电缆的应用程序中未遇到此问题。 如果可能、我会对此进行测试、看看问题是否仍然存在。

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    使用短扁平电缆 (100mm) 测量波形时、未观察到过冲。 信号线路电容器尚未安装。

    然而、存在–0.7V 下冲。

    使用较长的电缆进行测量时、观察到了相同幅度的下冲。


    于 2026/6/9 进行了更正

    X+→Y+

    下冲发生在  Z2 测量结束时的 Y+引脚处。


    无论电缆长度如何、都是如此。 这是个问题吗? 如果是、原因和可能的解决办法可能是什么?

    *通过安装 3300pF 电容器,解决了长电缆发生的 4V 过冲问题。

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    您是否尝试过如所述在引脚上添加一个小型串联电阻器或二极管保护?

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    上面显示的两个下冲波形都是在没有电阻器、TVS 二极管或电容器的情况下测得的。

    测量是在使用和不使用 TVS 二极管的情况下进行的、但下冲值没有变化。

    增大电容器的电容会略微降低下冲值。

    校正:

    发生下冲的引脚是 Y+引脚、而不是 X+引脚。

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    似乎需要对这些组件进行一些优化尝试才能达到所需的响应。 请确保任何过冲或下冲不超过这些引脚的绝对最大规格。