电容式触摸传感器原理

    测量性能

    电容式传感系统的性能测量结果示于图7中。

    图7：通过10mm厚的玻璃进行检测时传感器的性能测量结果

    通过一个终端仿真程序，在主PC上获得差分计数，然后借助电子制表软件加以绘制。将手指放置在10mm厚的玻璃覆盖层上，并持续3秒的时间。按键的开关状态被叠加在原始计数上。按键在这两种状态之间干净利落地转换，即使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8显示了两种状态转换处的局部细节图。

    图8：开关状态转换局部细节图

    在图9a中，按键初始状态为断(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9b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。

    与机械式开关相比，基于电容的触摸传感器的主要优点是耐用性好，不易损坏，可以长期使用。混合信号技术的近期发展，不仅使得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，而且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，说明通过一个10mm的玻璃来检测手指的按键触压是可能的，并利用基于噪声门限和手指门限的反跳法，实现了按键开关状态之间的干净利落的转换，从而使电容式触摸传感器成为机械式开关元件的一种实用型替代方案。

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