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电容式感应技术让设计轻松易行(二)

—— 第三部分:电容式感应设计的调校工作
作者:PushekMadaan,PriyadeepKaur时间:2012-10-09来源:电子产品世界收藏

  电容式的调校工作就是确定不同各种相关参数最佳值的过程。由于形状、尺寸和电磁环境的不同,因此每个都需要一组单独的校准参数。校准参数必须认真进行选择,从而确保 EMI/EMC、电源波动、(温度、湿度等)环境参数变化等造成的外部噪声不会影响检测算法,同时也不会造成手指触摸误检测。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/137425.htm

  需要调校的参数基本分为两大类:

  1. 电容转换为数字值/计数相关参数;
  2. 用于识别手指按压、并区别手指按压与噪声的阈值参数。

  电容转换为计数的参数:

  这种参数可决定任何特定的增益(单位为 ,也就是单位变化的计数)。对于触摸检测而言,传感器的外形和尺寸决定着手指耦合到传感器能产生多大的电容,而增益则决定着手指电容能带来计数多大的变化。传感器的增益必须进行最佳校准,避免其过于敏感,以至于出现接近检测而无法检测到按钮按压的情况。同样地,其敏感度又不能太低,避免出现把手指触摸当成系统噪声的情况。为了可靠地进行手指检测,我们应当确保最低的信噪比标准。

  在同一系统中校准多个传感器、特别是当来自传感器的信号要用于滑条或触摸板的某些高级位置计算算法时,我们应当确保系统增益能独立于传感器的寄生电容,也就是要确保手指对于任何传感器引起的计数变化相同(见图 1),从而避免高级位置计算算法不能准确地判断手指位置。这些算法通常使用各种传感器信号的加权平均来计算手指位置。  

 

  另外很重要的一点就是确保传感器信号不会因为传感器的寄生电容()而饱和。在这种情况下,即使增益较高,也不会接收到手指响应,因为系统已经饱和了。我们可考虑如图 2 所示的电容到计数转换曲线图,其可充分满足前述电路拓扑结构的需求。  

 

  这里,您可注意到计数一开始都是与 成正比的,但在 4096 达到饱和。这是因为电容到计数转换的分辨率为 12 位(等于所述电路拓扑结构中的计数器)。Cp 高于 20pF 的按钮在此情况下将不会显示响应。在这种情况下我们可采取以下两种措施:

  1. 保持增益常数不变的同时提高系统分辨率(这会延长扫描传感器所需的时间,从而降低响应速率)。
  2. 修改系统,对较高 Cp 的传感器转移响应(见图 3),这样就能确保即使是 25pF 的传感器给出的信号也跟 20pF 的传感器响应速率相同。我们可在所述电路拓扑结构中采用漏电流,从而轻松地实现这一目的。  

 

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关键词: 传感器 Cp

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