最近看了一篇使用COMSOL軟件仿真電容觸摸屏的文章，就想著怎么用ANSYS軟件也來仿真玩玩，百度了下電容觸摸屏的工作原理，大概就是檢測信號依次檢測縱向和橫向電極的電容，根據(jù)電容值的前后變化量來定位觸摸的坐標(biāo)，如下圖（圖片來自百度）。

    電容觸摸屏有自電容和互電容兩種工作模式，其中自電容模式根據(jù)電極和GND之間的電容變化量來定位觸摸位置；互電容模式根據(jù)縱向和橫向電極之間的電容變化量來定位觸摸位置。這里說的電極其實由ITO（銦錫氧化物，一種透明的導(dǎo)電物質(zhì)）構(gòu)成的，可以刻蝕成各種形式的pattern，如下圖（圖片來自百度）：

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先來看看自電容式觸摸屏仿真的例子，軟件使用的是Q3D，如果只關(guān)注電容，在軟件中不必設(shè)置source和sink，直接自定義nets即可。

（1）、最簡單的單層自電容的例子

建立模型如下：

在setup下，右鍵matrix，觀察各個電極的電容，注意到有些電極的電容明顯偏小了100fp，對應(yīng)去找電極的位置，發(fā)現(xiàn)電容偏低的都是最邊上的，應(yīng)該是電容的邊緣效應(yīng)導(dǎo)致的，因為有部分電磁場往外輻射了，正常理想的電容器是所有的電場由正極回到負(fù)極。

（2）、雙層自電容的例子

建立模型如下：

有無手指的電容對比如下，注意應(yīng)該將手指添加到ground net中，可以看出，當(dāng)手指觸摸屏幕時，電容是會增大的。

（3）、雙層互電容的例子

 將例子（2）中的GND net去掉，即變成了雙層互電容觸摸屏，對比手指影響，發(fā)現(xiàn)手指會使得電極間的互電容減小。

如果當(dāng)電容值的變化超過50fF時，芯片認(rèn)為1，即有手指觸摸，那么就可以很精確的定位觸摸的位置了，如下圖，數(shù)值為1的地方就是手指觸摸的位置。

來源： ANSYS電磁仿真  

作者： liuzixiao925