Ihre Anforderung
Moderne, kapazitive Touchscreens, wie sie z. B. in Mobiltelefonen zum Einsatz kommen, reagieren empfindlich auf das Gleichtaktrauschen externer Stromversorgungsgeräte (External Power Supply, EPS). Bei kapazitiven Touchscreens wird die Kapazität einer menschlichen Fingerkuppe gegenüber einer Bezugsmasse gemessen. Falls das zu bedienende Touch-Gerät an ein externes Stromversorgungsgerät angeschlossen wird, kann der Gleichtakteinfluss auf die Bezugsmasse die gemessene Kapazität signifikant verfälschen. Das externe Stromversorgungsgerät befindet sich gewissermaßen in der Spannungsschleife für die Kapazitätsmessung. Das Messen und die Charakterisierung von externen Stromversorgungsgeräten gemäß den Normen, wie sie beispielsweise im „Guide on Implementation of Requirements of the Common EPS“ oder in IEC 62684 festgehalten sind, gewährleisten eine fehlerfreie Bedienung von Mobilgeräten mit kapazitiven Touchdisplays.
Für den Messaufbau wird das EPS an das Stromversorgungsnetz mit 90 V bis 264 V (L) angeschlossen. Anschließend wird das Gleichtaktrauschen zwischen dem Messtor n und Schutzerde (PE) gemessen (siehe Abb. 1). Die Messkurve verläuft periodisch zur Netzfrequenz, wird aber gekappt, mit einer geschätzten Größe von 200 V (Uss). Das Netzsignal dominiert die vom EPS verursachten Pulse, beeinflusst die Touchscreen-Bedienung jedoch nicht negativ. Die Probleme werden durch die Pulse verursacht. Der Zoom (Abb. 1) auf die gemessene Spannung V(n, PE) zeigt das Gleichtaktrauschen (Common Mode Noise, CMN), das durch das Schaltnetzteil (SMPS) verursacht wird, als Folge von Pulsen, die vom Netzsignal überlagert werden. Zudem tritt ein deutliches Rauschen als Folge von ungenügender Auflösung zum Vorschein. Die relative Größe des SMPS-Pulses wird als Differenz zwischen den Cursorn gemessen (ΔV = –5,4 V). Die Aufgabe besteht darin, das Worst-Case-Pulssignal zu messen. Da aber einige hundert Pulse pro Netzperiode auftreten, müsste das Zoom-Fenster immer manuell angepasst werden, um jeden Puls zu messen. In diesem Fall sind keine automatisierten Messungen möglich. Für eine erfolgreiche und schnelle Messung benötigt man zwei Dinge:
- Ausreichende Auflösung
- Auffinden des Worst-Case-Pulses mit der maximalen, relativen Größe (um die SMPS-Pulse zu analysieren)