干貨 | 基于ANSYS Q3D電容觸摸屏仿真分析介紹

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電容式觸摸屏技術是利用人體的電流感應進行工作的。電容式觸摸屏是一塊四層復合玻璃屏,玻璃屏的內表面和夾層各涂有一層ITO(氧化銦錫),最外層是一薄層矽土玻璃保護層,夾層ITO涂層作為工作面,四個角上引出四個電極,內層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環境。

電容屏在原理上把人體當作一個電容器元件的一個電極使用,當有導體靠近與夾層ITO工作面之間耦合出足夠量容值的電容時,流走的電流就足夠引起電容屏的誤動作。廣泛應用于智能手機、平板電腦等智能終端產品中。本文主要介紹如何使用ANSYS Q3D仿真電容式觸摸屏。

1.創建模型


可以使用ANSYS自身的建模功能建立電容屏模型,也可以導入第三方繪圖軟件繪制好的模型。在Q3D中創建好的觸摸屏和手指的三維模型如圖1所示,其橫截面如圖2所示。

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圖1 電容觸摸屏仿真模型            圖2電容觸摸屏仿真模型橫截面

2.設置Nets


設置好的Nets如圖3和圖4所示。

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圖3 手指模型

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圖4 ITO模型

3.設置求解頻率


求解頻率設置為100MHZ,勾選Capacitance/Conductance和Save Fields項,不勾選DC和AC Resistance/Inductance項。在CG標簽下,設置網格劃分的條件,其具體數值如圖5所示。

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圖5 求解頻率設置對話框

4.結果后處理


點擊菜單Q3D Extractor>Results>Solution Data,打開Solution對話框,查看仿真結果。如圖6所示,為手指模型、橫向ITO與縱向ITO之間的電容矩陣結果。在工程管理窗口下的Reduce Matrix節點下,可以通過后處理減少結果矩陣,并且不需要重新運算。右鍵點擊工程管理窗口下的Reduce Matrix節點,設置手指接地,對比手指接地與懸浮地的結果,如圖7所示。

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圖6 仿真結果(懸浮地)

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圖7 仿真結果(手指接地)

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