S-TouchTM电容式触摸控制器PCB布局指南

触摸滑动条

触摸滑动条的基本功能是用来检测手指在一维方向上的滑动位置。
触摸滑动条的典型应用之一是进行音量控制。可以使用两种方法来实现触摸滑动条：触摸状态滑动条和比例计量滑动条。

把方形触摸按键按顺序紧密排列在一起，即可以设计成触摸状态滑动条。


图.6触摸状态滑动条的实现

位置传感器开启（ON）

表1触摸状态滑动条的设计


当检测到某传感通道处于开启状态时，就能确定手指在触摸滑动条上的位置。在上例中，使用了5个传感通到来检测9个位置。如果S1和S2通道同时处于开启状态，就意味着手指的位置位于位置2。

对于覆盖有2-3毫米的丙稀酸塑料层外壳的应用，建议使用最小尺寸为10x10毫米的传感电极。滑动条传感器之间的间隙值建议为0.75毫米。两个相邻传感电极之间的间隙不要超过1毫米。这是为了确保当手指正好位于间隙内时，两个传感器通道能够同时开启。

触摸状态滑动条的优点是设计简单，在噪声环境下具有较高的稳定性。然而，如果需要数量较多的位置，该方法则会因为需要过多传感器通道而无法实施。

另一种方法是使用比例计量滑动条。该方法不是通过检测每个传感通道上的触摸状态来实现，而是根据每个传感器通道所测得的确切电容变化来确定手指的位置。当测得每个传感通道的确切电容变化后，通过进行比例计算来确定手指的确切位置。



图.7比例计量滑动条的实现

上述位置中的手指触摸会导致三个传感通道电极的电容增加。由于手指覆盖面积的不同，每个传感器所增加的电容值也不相同。然后，对传感器的原始电容数据进行处理，就可以获得手指在滑动条上的绝对位置。

触摸旋转器

同滑动条一样，触摸旋转器也是基于触摸状态和比例计量方法实现的。
应用触摸状态方法的旋转器通过检查每个传感通道的状态来确定手指的位置。应用比例计量方法的旋转器，通过测量由于手指触摸而导致的各个传感通道增加的确切电容来确定手指的位置。手指在旋转器上滚动时，会导致几个传感通道的电容增大。然后，通过计算这些传感通道所增加的电容值，可以计算得出手指触摸的确切位置。


图.8触摸状态和比例计量触摸旋转器的实现

触摸旋转器对于手指触摸检测的稳定性取决于要求的分辨率和传感通道的数量。对于高分辨率的触摸旋转器来说，可能需要使用更多的传感通道，而不一定像图8中所示的那样仅使用了三个传感通道。

其他考虑因素

按照这些基本的设计指引进行PCB设计和布局，能够使电容感应应用更加可靠。在PCB设计中，还要考虑其他的重要因素，包括：

●PCB上无浮板/极板。PCB的空白区域可填充接地铜箔或留空。

●PCB应当设计成所需要的参考电容值小于20pF(该参考电容值是在硬件调整期间确定的)，并且各个通道的固有电容应小于10pF。如果大于此值，则需要修改某些基本布局，如降低接地铜箔的密度，扩大感应输入迹线/电极到接地铜箔的间距，缩小传感器信号迹线的宽度，甚至去除接地铜箔。如果感应输入电容的最大值超过10pF，则需要使用调谐电容进行匹配设置。

●尽可能地把各个感应通道之间的固有电容的差别控制在10pF以内(可在硬件调整期间测定这一差别)。如果超过10pF，需要降低迹线长度和传感器电极尺寸的失配，来进行重新布局以便把差别降至最低。

●在I2CSDA和SCL线路中安装串联电阻器，以便过滤连接主板和触摸模块的线束所引起的噪声干扰，或来自可能导致I2C信号失真的电源噪声的干扰。