電容式感應(yīng)技術(shù)讓設(shè)計輕松易行(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)最佳值的過程。由于形狀、尺寸和電磁環(huán)境的不同，因此每個傳感器都需要一組單獨的校準參數(shù)。校準參數(shù)必須認真進行選擇，從而確保 EMI/EMC、電源波動、(溫度、濕度等)環(huán)境參數(shù)變化等造成的外部噪聲不會影響檢測算法，同時也不會造成手指觸摸誤檢測。

　　傳感器需要調(diào)校的參數(shù)基本分為兩大類：

　　1. 電容轉(zhuǎn)換為數(shù)字值/計數(shù)相關(guān)參數(shù);
　　2. 用于識別手指按壓、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數(shù))。對于觸摸檢測而言，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計數(shù)多大的變化。傳感器的增益必須進行最佳校準，避免其過于敏感，以至于出現(xiàn)接近檢測而無法檢測到按鈕按壓的情況。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。為了可靠地進行手指檢測，我們應(yīng)當(dāng)確保最低的信噪比標準。

　　在同一系統(tǒng)中校準多個傳感器、特別是當(dāng)來自傳感器的信號要用于滑條或觸摸板的某些高級位置計算算法時，我們應(yīng)當(dāng)確保系統(tǒng)增益能獨立于傳感器的寄生電容，也就是要確保手指對于任何傳感器引起的計數(shù)變化相同(見圖 1)，從而避免高級位置計算算法不能準確地判斷手指位置。這些算法通常使用各種傳感器信號的加權(quán)平均來計算手指位置?！　?/p>

 

　　另外很重要的一點就是確保傳感器信號不會因為傳感器的寄生電容(Cp)而飽和。在這種情況下，即使增益較高，也不會接收到手指響應(yīng)，因為系統(tǒng)已經(jīng)飽和了。我們可考慮如圖 2 所示的電容到計數(shù)轉(zhuǎn)換曲線圖，其可充分滿足前述電路拓撲結(jié)構(gòu)的需求?！　?/p>

 

　　這里，您可注意到計數(shù)一開始都是與 Cp成正比的，但在 4096 達到飽和。這是因為電容到計數(shù)轉(zhuǎn)換的分辨率為 12 位(等于所述電路拓撲結(jié)構(gòu)中的計數(shù)器)。Cp 高于 20pF 的按鈕在此情況下將不會顯示響應(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)不變的同時提高系統(tǒng)分辨率(這會延長掃描傳感器所需的時間，從而降低響應(yīng)速率)。
　　2. 修改系統(tǒng)，對較高 Cp 的傳感器轉(zhuǎn)移響應(yīng)(見圖 3)，這樣就能確保即使是 25pF 的傳感器給出的信號也跟 20pF 的傳感器響應(yīng)速率相同。我們可在所述電路拓撲結(jié)構(gòu)中采用漏電流，從而輕松地實現(xiàn)這一目的?！　?/p>