電容式觸摸傳感器觸摸屏的實現(xiàn)原理

圖5顯示了固件中實現(xiàn)的差分計數(shù)與按鍵狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移函數(shù)。

圖5：差分計數(shù)與按鍵狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移函數(shù)。(online)

該轉(zhuǎn)移函數(shù)中的遲滯提供了開關(guān)狀態(tài)之間的干凈利落的轉(zhuǎn)換，即使計數(shù)是有噪聲的情況下也不例外。這也為按鍵提供了一種反跳功能。低門限被稱為“噪聲門限”，而高門限則被稱為“手指門限”。門限水平的設(shè)定決定了系統(tǒng)的性能。當覆蓋層非常厚時，信噪比很低。在此類系統(tǒng)中設(shè)定門限水平是一項具有挑戰(zhàn)性的工作，而這恰好是電容式傳感設(shè)計技巧的一部分。

圖6顯示了一個持續(xù)時間為3秒的按鍵觸壓操作的理想原始計數(shù)波形。

圖6：把門限水平繪制在一個去除了基線的原始計數(shù)圖上

同時還給出了門限值。噪聲門限被設(shè)定的計數(shù)值為10，而手指門限設(shè)定的計數(shù)值則為60。實際上，在實際計數(shù)數(shù)據(jù)中始終存在噪聲分量，圖中并未顯示，以便能清晰地顯示門限水平。

部分調(diào)整過程還包括選擇電流源DAC的電平以及設(shè)置用于計數(shù)累加的振蕩器周期數(shù)。在固件中，函數(shù)CSR_1_SetDacCurrent(200, 0)把電流源設(shè)定在其低電流范圍內(nèi)，數(shù)值為200(最高255)，大約對應(yīng)于14μA。函數(shù)CSR_1_SetScanSpeed(255)把振蕩器周期數(shù)設(shè)定為253(255-2)。原始計數(shù)和差分計數(shù)的分析表明：該系統(tǒng)的寄生引線電容CP約為15pF而手指電容CF約為0.5pF。可見，手指電容使總電容產(chǎn)生了約3%的變化。對于每個按鍵，每個原始計數(shù)值的采集所需要的時間僅為500μs。

測量性能

電容式傳感系統(tǒng)的性能測量結(jié)果示于圖7中。

圖7：通過10mm厚的玻璃進行檢測時傳感器的性能測量結(jié)果