電容式感應(yīng)技術(shù)讓設(shè)計(jì)輕松易行(二)

　　電容式傳感器的調(diào)校工作就是確定不同傳感器各種相關(guān)參數(shù)最佳值的過(guò)程。由于形狀、尺寸和電磁環(huán)境的不同，因此每個(gè)傳感器都需要一組單獨(dú)的校準(zhǔn)參數(shù)。校準(zhǔn)參數(shù)必須認(rèn)真進(jìn)行選擇，從而確保 EMI/EMC、電源波動(dòng)、(溫度、濕度等)環(huán)境參數(shù)變化等造成的外部噪聲不會(huì)影響檢測(cè)算法，同時(shí)也不會(huì)造成手指觸摸誤檢測(cè)。

　　傳感器需要調(diào)校的參數(shù)基本分為兩大類(lèi)：

　　1. 電容轉(zhuǎn)換為數(shù)字值/計(jì)數(shù)相關(guān)參數(shù);
　　2. 用于識(shí)別手指按壓、并區(qū)別手指按壓與噪聲的閾值參數(shù)。

　　電容轉(zhuǎn)換為計(jì)數(shù)的參數(shù)：

　　這種參數(shù)可決定任何特定傳感器的增益(單位為 Cp，也就是單位變化的計(jì)數(shù))。對(duì)于觸摸檢測(cè)而言，傳感器的外形和尺寸決定著手指耦合到傳感器能產(chǎn)生多大的電容，而增益則決定著手指電容能帶來(lái)計(jì)數(shù)多大的變化。傳感器的增益必須進(jìn)行最佳校準(zhǔn)，避免其過(guò)于敏感，以至于出現(xiàn)接近檢測(cè)而無(wú)法檢測(cè)到按鈕按壓的情況。同樣地，其敏感度又不能太低，避免出現(xiàn)把手指觸摸當(dāng)成系統(tǒng)噪聲的情況。為了可靠地進(jìn)行手指檢測(cè)，我們應(yīng)當(dāng)確保最低的信噪比標(biāo)準(zhǔn)。

　　在同一系統(tǒng)中校準(zhǔn)多個(gè)傳感器、特別是當(dāng)來(lái)自傳感器的信號(hào)要用于滑條或觸摸板的某些高級(jí)位置計(jì)算算法時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)確保系統(tǒng)增益能獨(dú)立于傳感器的寄生電容，也就是要確保手指對(duì)于任何傳感器引起的計(jì)數(shù)變化相同(見(jiàn)圖 1)，從而避免高級(jí)位置計(jì)算算法不能準(zhǔn)確地判斷手指位置。這些算法通常使用各種傳感器信號(hào)的加權(quán)平均來(lái)計(jì)算手指位置?！　?/p>

 

　　另外很重要的一點(diǎn)就是確保傳感器信號(hào)不會(huì)因?yàn)閭鞲衅鞯募纳娙?Cp)而飽和。在這種情況下，即使增益較高，也不會(huì)接收到手指響應(yīng)，因?yàn)橄到y(tǒng)已經(jīng)飽和了。我們可考慮如圖 2 所示的電容到計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換曲線圖，其可充分滿足前述電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的需求?！　?/p>

 

　　這里，您可注意到計(jì)數(shù)一開(kāi)始都是與 Cp成正比的，但在 4096 達(dá)到飽和。這是因?yàn)殡娙莸接?jì)數(shù)轉(zhuǎn)換的分辨率為 12 位(等于所述電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的計(jì)數(shù)器)。Cp 高于 20pF 的按鈕在此情況下將不會(huì)顯示響應(yīng)。在這種情況下我們可采取以下兩種措施：

　　1. 保持增益常數(shù)不變的同時(shí)提高系統(tǒng)分辨率(這會(huì)延長(zhǎng)掃描傳感器所需的時(shí)間，從而降低響應(yīng)速率)。
　　2. 修改系統(tǒng)，對(duì)較高 Cp 的傳感器轉(zhuǎn)移響應(yīng)(見(jiàn)圖 3)，這樣就能確保即使是 25pF 的傳感器給出的信號(hào)也跟 20pF 的傳感器響應(yīng)速率相同。我們可在所述電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中采用漏電流，從而輕松地實(shí)現(xiàn)這一目的?！　?/p>