電容式感應(yīng)技術(shù)讓設(shè)計(jì)輕松易行(一)

　　對(duì)于電容式感應(yīng)設(shè)計(jì)而言，布局布線發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。重視布局布線問(wèn)題，不僅能有助于實(shí)現(xiàn)出色的性能(降低噪聲、提高信號(hào)強(qiáng)度)，而且還有助于實(shí)現(xiàn)EMI/EMC合規(guī)性。我們應(yīng)該記住，良好的布局布線還有助于實(shí)現(xiàn)以下兩大目標(biāo)：

　　1. 更高的手指電容和更低的寄生電容：在一個(gè)給定系統(tǒng)中的信號(hào)是寄生電容與手指電容所產(chǎn)生的信號(hào)之和。為了提高固定范圍內(nèi)特定信號(hào)的大小，應(yīng)降低寄生電容，同時(shí)降低其它信號(hào)，這樣才能避免產(chǎn)生信號(hào)飽和問(wèn)題。

　　2. 降低噪聲：這有助于提高系統(tǒng)的可靠性，避免誤檢測(cè)。

　　原理圖和布局布線的一些關(guān)鍵指南如下：

　　傳感器的外形和尺寸

　　電容式傳感器支持創(chuàng)新的外形，能讓設(shè)計(jì)外觀獨(dú)特優(yōu)美，因此深受歡迎。在選擇特定的外形時(shí)，了解它們有哪些約束條件相當(dāng)重要，因?yàn)檫@會(huì)影響到設(shè)計(jì)的性能參數(shù)。PCB上的傳感器可分為 4 種不同類型：

　　1. 獨(dú)立的傳感器或按鈕

　　應(yīng)用最廣泛的外形是按鈕，其可以是圓形或者方形。不過(guò)，設(shè)計(jì)人員也能根據(jù)電路板面積和其它設(shè)計(jì)約束條件來(lái)選擇自己的外形。芯片制造商建議這種形狀，是因?yàn)槭种傅膸缀涡螤钆c圓形相類似。

　　在選擇傳感器外形時(shí)的一個(gè)重要考慮因素就是避免尖角：

　　- 尖角更加敏感，因此傳感器對(duì)于觸摸位置/方向的響應(yīng)將是非線性的，這是一種無(wú)法預(yù)期的行為。
　　- 邊角輻射的EMI更高，這可能會(huì)導(dǎo)致合規(guī)性問(wèn)題。無(wú)論哪里需要，都應(yīng)該把邊角變圓。

　　圖1所示為一些推薦的形狀：　　

 

　　傳感器的尺寸決定了手指電容的大小。為了提高信噪比，手指電容應(yīng)盡可能的高，不過(guò)由于覆蓋物厚度、所用材料類型等設(shè)計(jì)上的約束條件，手指電容通常都介于0.1pF到1pF的范圍內(nèi)。

　　當(dāng)用戶觸摸傳感器時(shí)，手指就好像是平板電容的第二個(gè)電極，而傳感器面板則作為第一個(gè)電極。因此，以下公式清晰地表達(dá)出了傳感器尺寸對(duì)于手指電容的影響：　　

這里，
　　?o是絕對(duì)磁導(dǎo)率，等于8.854 x 10e-12。
　　?r是相對(duì)磁導(dǎo)率，也稱作介電常數(shù)——是覆蓋物的介電常數(shù)。
　　A是平板電容的面積，也就是手指所占據(jù)的傳感器面積。
　　d是覆蓋物的厚度。