电容式触摸传感器设计技巧

测量性能

电容式传感系统的性能测量结果示于图8中。


图8：通过10mm玻璃进行检测时传感器的性能测量结果。

差分计数是通过主PC上一个终端仿真程序获得，然后借助电子制表软件绘制而成的。将手指在10mm厚的玻璃覆盖层上按压3秒。按键的开关状态会被叠加在原始计数上。按键在这两种状态之间快速转换，哪怕是由于通过厚玻璃进行检测而使原始计数信号中具有较大的噪声时也是如此。请注意手指和按键门限随着基线的漂移而进行周期性调整。当检测到手指的触压动作时，基线值将锁定，直到手指移开为止。

图9和图10显示了两种状态转换处的局部细节图。


图9：向“开”状态转换时的局部细节图。


图10：向“关”状态转换时的局部细节图。

在图 9中，按键最初处于为关闭(OFF)状态。超过手指门限的差分计数的第一个采样把按键状态转换至通(ON)状态。在图10中，低于噪声门限的差分计数的第一个采样将按键转换至断状态。

电容式触摸传感器与机械式开关相比的主要优点是长期使用时不易损坏。混合信号技术的最新发展，不仅让触摸式传感器的成本在各种消费类产品中降到了具有成本效益的水平，还提高了检测电路的灵敏度和可靠性(因为增加了覆盖层的厚度和耐用性)。利用本文介绍的设计方法，可以检测到手指在一个10mm玻璃上的按压，并通过基于噪声门限和手指门限的反跳法，来实现按键开关状态之间的快速转换，从而使电容式触摸传感器成为可替代机械式开关元件的一种实用方案。

作者：赛普拉斯半导体公司 高级应用工程师 Mark Lee