改善键盘软板电磁兼容性的方法技术

一种改善键盘软板电磁兼容性的方法，通过在键盘软板的扫描线设计一低通滤波器，即可将软板电路所产生的高频噪声进行滤除，以实现电磁兼容性的要求；而形成低通滤波器的方法，则可在扫描线的输入端与按键接点之间，以及按键接点与接点之间，选择性设计电感，并在扫描线的按键接点与接地网形成电容；形成电容的方法可在接地网形成对应于扫描线按键接点的接地接点；形成电感的方法则可以ㄇ形电感来实现。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种改善电磁兼容性的方法，特别是一种改善键盘软板的电磁兼容性的方法。这种电磁兼容性的要求在键盘产品的领域同样适用。一般的键盘产品为了要符合电磁兼容性的要求，就必须设法将键盘电路当中的噪声滤除。一般的做法是提供电磁防护，如加装金属屏蔽、系统接地等等。然而加装金属屏蔽会使得键盘重量加重，造成使用的不便。而以系统接地的方法，则会在键盘电路设计时增加许多设计成本。因此，如何在键盘电路上发展出一套简单且成本低廉的改善电磁兼容性的方法，成为研发人员的努力目标。为实现上述目的，本专利技术提供一种，包含下列步骤在键盘软板电路布局时，在扫描线上各自设计一低通滤波器，例如π型滤波器，其中，每条扫描线的π型滤波器由一个以上串联的电感与一个以上并联的电容所组成。而电感的设计位置，可在每条扫描线上的按键接点与接点之间与按键接点与扫描线的输入端之间进行选择。电容的设计则可在扫描线上的按键接点与该键盘软板的一接地网之间来形成。其中，电容的设计，可在对应于每个扫描线的按键接点(pad)任意选择而在接地网设计接地接点来形成。最好的情况是每个对应的接地点都形成一个接地接点。而电感的设计，则可采用ㄇ形，其间距最佳者为0.3毫米左右。设计的位置，较佳者为个别设计在扫描线的输入端与第一个按键接点之间。为让本专利技术的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数个较佳实施例，并配合附图详细说明如下。具体实施例方式附图说明图1是现有的键盘软板结构示意图。其包含了三层结构，第一层为返回线(return line)层，第二层为隔离层(未画出)，第三层则为扫描线(scan line)及其背面的接地网层。返回线层即为标示X的线层，图1是以八条返回线、十八条扫描线为例，其包含了X0、X1、X2…X6、X7等返回线与Y0、Y1、Y2…Y16、Y17等扫描线。其中，每条返回线均与扫描线层的按键接点(touch pads)对应各自的按键接点，而形成可导接的部分。亦即，按键接点100X对应按键接点100Y，按键接点102X对应按键接点102Y，按键接点107X对应按键接点107Y，依此类推。因此，当使用者按下某个键盘按键时，即会将其下返回层的按键接点接触到扫描线层的按键接点，键盘即送出代表该按键的信号。然而，为了防止电磁干扰信号的产生，本专利技术通过直接在软板上设计出具有π型滤波器(filter)的电路结构来滤除电路可能产生的噪声电磁波，以防止软板电路可能产生的天线效应，实现改善EMC的目的。亦即，在软板布局(layout)之初，即在电路板上设计好低通(low pass)滤波器，例如π型滤波器。图2是本专利技术的键盘软板增设π型滤波器的示意图，如图2所示，π型滤波器以设计在扫描线上(Y0～Y17)为较佳的设计位置。因为扫描线是由键盘集成电路(IC)送出约25kHz(千赫)的扫描信号(视键盘型号而定)，作为撷取键盘的输入信息的时钟脉冲，以转换为输出信号。因此，它是可能产生电路噪声的部位。设置低通滤波器的目的在于滤除由电路本身所产生的高频噪声，但不能滤掉电路本身所产生信号，例如上述的扫描频率信号。而滤波器的频率响应H(w)是一可控制的值，因此可一并在电路板设计时进行考虑。以下将举两个实施例来进行说明本专利技术的具体做法。图3是本专利技术的键盘软板增设π型滤波器的第一具体实施例。在电感的设计上，本专利技术在扫描线路上直接设计一个ㄇ形电感，如ㄇ形电感100I与ㄇ形电感270I。并在扫描线上的每个按键接点与接地线之间接上一个电容，做法是直接在接地网上与扫描线的按键接点直接对应处，设计一个相同大小的接地接点。如图3当中的接地接点100G、101G、107G、270G、271G、277G等等，个别为一个电容，如图3所示。如此，每条扫描线即可构成一个π型滤波器，并具有低通滤波的功能。在实际制作时，ㄇ形电感的设计位置以在扫描线输入之处设计为最佳，亦即图3的ㄇ形电感100I至270I。并且ㄇ形电感的间距最佳者在0.3毫米(mm)左右，其向上延伸的长度则越长越好，可视软板的空间来设计。而电容的大小，则可由按键接点与接地接点的直径来决定，而直径可为3～4Φ(Φ＝mm)。并且，电容的数目越多可让滤波的效果更佳，且电容的值越大，滤波效果会更加。其中，C＝εA/d，亦即，每个电容的电容值正比于接点面积(A)且反比于按键接点与接地接点的距离(d)。由于按键接点与接地网之间的距离d相当地小，约0.01mm，因此其所形成的电容值相当大，进而可使滤波效果增加。而这些经过设计的电感与电容，可直接在软板电路洗出时直接制作，其制作上相当简单。图4是本专利技术的键盘软板增设π型滤波器的第二具体实施例。这一实施例在扫描线尾端，也就是相对于最后一条返回线X7，亦即，扫描线的按键接点107Y至277Y之前，设计ㄇ形电感107I、277I。这种设计方法也能符合本专利技术的要求。然而，事实上只要能在适当位置形成电感以及上述的电容即可形成本专利技术所需要的低通滤波器。因此，电感与电容的位置在理论上是可以在任何位置，以任意的方式来设计。并且，电感的形状也不限于上述的ㄇ形电感。换句话说，在设计上只要能实现符合电磁兼容性的要求，可在键盘电路的任何位置来设计低通滤波器。而设计的方式，可采用本专利技术所揭露的具体实施方法即可。图5是应用本专利技术的键盘软板增设π型滤波器之前的EMI测试图，相应的测试结果列于表1；图6是应用本专利技术的键盘软板增设π型滤波器之后的EMI测试图，相应的测试结果列于表2。比较后可发现，运用本专利技术前的键盘软板，其超出标准6dB的噪声有七个点，而在运用本专利技术的电路后，仅剩下一个点。以这一例子来说，其可改善6dB以上的噪声输出。由此可见，本专利技术改善电磁兼容性具有立即可见的功效。表1 应用本专利技术的键盘软板增设π型滤波器之前的EMI测试情况 表2应用本专利技术的键盘软板增设π型滤波器之后的EMI测试情况 由上可知，运用本专利技术的，有实现设计简单且不增加成本、又不影响既有的功能即可改善EMC的功效。虽然本专利技术的较佳实施例揭露如上所述，然而其并非用以限定本专利技术，本行业的普通技术人员在不脱离本专利技术的精神和范围内，可进行各种轻易思及的变化和润饰，因此本专利技术的专利保护范围应以权利要求书界定的为准。权利要求1.一种，其特征在于包含下列步骤在该键盘软板的电路布局时，在多条扫描线上各自设计一低通滤波器，其中，每条该扫描线的该低通滤波器是由一个以上串联的电感与一个以上并联的电容所组成，该一个以上串联的电感是选择设计在每条该扫描线上的按键接点和接点之间以及第一个按键接点和该扫描线的输入端之间，且每个该多个电容是选择设计在每个该扫描线上的按键接点与该键盘软板的一接地网之间。2.如权利要求1所述的，其特征在于所述的一个以上的电容，是在对应于每个该扫描线上的按键接点处，在该接地网任意设计接地接点而形成。3.如权利要求2所述的，其特征在于所述的按键接点与该接地接点的直径是3～4毫米。4.如权利要求1所述的，其特征在于所述的一个以上的电容，较佳者是在对应于每个该扫描线上的按键接点处，在该接地网同时设计接地接点而形成。5.如权利要求4所述的，其特征在于所述的按键接点与该接地接点的直径是3～4毫米(mm)。6.如权利要求1所述的，其特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善键盘软板电磁兼容性的方法，其特征在于包含下列步骤： 在该键盘软板的电路布局时，在多条扫描线上各自设计一低通滤波器，其中，每条该扫描线的该低通滤波器是由一个以上串联的电感与一个以上并联的电容所组成，该一个以上串联的电感是选择设计在每条该扫描线上的按键接点和接点之间以及第一个按键接点和该扫描线的输入端之间，且每个该多个电容是选择设计在每个该扫描线上的按键接点与该键盘软板的一接地网之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄炯至，
申请(专利权)人：光宝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]