電容式感應技術(shù)讓設計輕松易行(二)

　　電容式傳感器的調校工作就是確定不同傳感器各種相關(guān)參數最佳值的過(guò)程。由于形狀、尺寸和電磁環(huán)境的不同，因此每個(gè)傳感器都需要一組單獨的校準參數。校準參數必須認真進(jìn)行選擇，從而確保 EMI/EMC、電源波動(dòng)、(溫度、濕度等)環(huán)境參數變化等造成的外部噪聲不會(huì )影響檢測算法，同時(shí)也不會(huì )造成手指觸摸誤檢測。

　　傳感器需要調校的參數基本分為兩大類(lèi)：

　　1. 電容轉換為數字值/計數相關(guān)參數;
　　2. 用于識別手指按壓、并區別手指按壓與噪聲的閾值參數。

　　電容轉換為計數的參數：

　　這種參數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)。對于觸摸檢測而言，傳感器的外形和尺寸決定著(zhù)手指耦合到傳感器能產(chǎn)生多大的電容，而增益則決定著(zhù)手指電容能帶來(lái)計數多大的變化。傳感器的增益必須進(jìn)行最佳校準，避免其過(guò)于敏感，以至于出現接近檢測而無(wú)法檢測到按鈕按壓的情況。同樣地，其敏感度又不能太低，避免出現把手指觸摸當成系統噪聲的情況。為了可靠地進(jìn)行手指檢測，我們應當確保最低的信噪比標準。

　　在同一系統中校準多個(gè)傳感器、特別是當來(lái)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(shí)，我們應當確保系統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變化相同(見(jiàn)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平均來(lái)計算手指位置?！　?/p>

 

　　另外很重要的一點(diǎn)就是確保傳感器信號不會(huì )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(huì )接收到手指響應，因為系統已經(jīng)飽和了。我們可考慮如圖 2 所示的電容到計數轉換曲線(xiàn)圖，其可充分滿(mǎn)足前述電路拓撲結構的需求?！　?/p>

 

　　這里，您可注意到計數一開(kāi)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轉換的分辨率為 12 位(等于所述電路拓撲結構中的計數器)。Cp 高于 20pF 的按鈕在此情況下將不會(huì )顯示響應。在這種情況下我們可采取以下兩種措施：

　　1. 保持增益常數不變的同時(shí)提高系統分辨率(這會(huì )延長(cháng)掃描傳感器所需的時(shí)間，從而降低響應速率)。
　　2. 修改系統，對較高 Cp 的傳感器轉移響應(見(jiàn)圖 3)，這樣就能確保即使是 25pF 的傳感器給出的信號也跟 20pF 的傳感器響應速率相同。我們可在所述電路拓撲結構中采用漏電流，從而輕松地實(shí)現這一目的?！　?/p>