电容式感应技术让设计轻松易行(一)

　　对于电容式感应设计而言，布局布线发挥着至关重要的作用。重视布局布线问题，不仅能有助于实现出色的性能(降低噪声、提高信号强度)，而且还有助于实现EMI/EMC合规性。我们应该记住，良好的布局布线还有助于实现以下两大目标：

　　1. 更高的手指电容和更低的寄生电容：在一个给定系统中的信号是寄生电容与手指电容所产生的信号之和。为了提高固定范围内特定信号的大小，应降低寄生电容，同时降低其它信号，这样才能避免产生信号饱和问题。

　　2. 降低噪声：这有助于提高系统的可靠性，避免误检测。

　　原理图和布局布线的一些关键指南如下：

　　传感器的外形和尺寸

　　电容式传感器支持创新的外形，能让设计外观独特优美，因此深受欢迎。在选择特定的外形时，了解它们有哪些约束条件相当重要，因为这会影响到设计的性能参数。PCB上的传感器可分为 4 种不同类型：

　　1. 独立的传感器或按钮

　　应用最广泛的外形是按钮，其可以是圆形或者方形。不过，设计人员也能根据电路板面积和其它设计约束条件来选择自己的外形。芯片制造商建议这种形状，是因为手指的几何形状与圆形相类似。

　　在选择传感器外形时的一个重要考虑因素就是避免尖角：

　　- 尖角更加敏感，因此传感器对于触摸位置/方向的响应将是非线性的，这是一种无法预期的行为。
　　- 边角辐射的EMI更高，这可能会导致合规性问题。无论哪里需要，都应该把边角变圆。

　　图1所示为一些推荐的形状：　　

 

　　传感器的尺寸决定了手指电容的大小。为了提高信噪比，手指电容应尽可能的高，不过由于覆盖物厚度、所用材料类型等设计上的约束条件，手指电容通常都介于0.1pF到1pF的范围内。

　　当用户触摸传感器时，手指就好像是平板电容的第二个电极，而传感器面板则作为第一个电极。因此，以下公式清晰地表达出了传感器尺寸对于手指电容的影响：　　

这里，
　　єo是绝对磁导率，等于8.854 x 10e-12。
　　єr是相对磁导率，也称作介电常数——是覆盖物的介电常数。
　　A是平板电容的面积，也就是手指所占据的传感器面积。
　　d是覆盖物的厚度。