電容式感應技術(shù)讓設計輕松易行(二)

　　閾值參數：

　　閾值參數有助于在系統中區別噪聲和信號，共有兩大職責：

　　1. 將固有的系統噪聲和環(huán)境中的任何漸變(這也可能導致 Cp 的漸變)與信號相區分;
　　2. 避免 ESD 噪聲或系統中高頻開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的噪聲出現任何突然尖峰的情況。

　　通過(guò)適當校準傳感器而實(shí)現 5:1 的信噪比之后，我們通常建議將手指閾值保持在信號的 75%(見(jiàn)圖 4)，這樣任何低于預期信號 75% 的變化都會(huì )被視為噪聲并被忽略，而手指按壓則會(huì )產(chǎn)生預期的變化?！　?/p>

 

　　這里需要注意的是，當我們確定手指按壓時(shí)不能只是比較前次和當前技術(shù)采樣。試想一下，假設出現巨大的正尖峰，這時(shí)信號就會(huì )超過(guò)手指閾值，但實(shí)際上卻是噪聲。解決這一問(wèn)題的方法之一就是信號去抖動(dòng)，也就是只有信號在一定的最短時(shí)間內均保持在一定高度的情況下才會(huì )報告手指按壓存在。這種方法需要讓計數與某種動(dòng)態(tài)參考相比較。大多數觸摸感應控制器都采用算法來(lái)動(dòng)態(tài)生成這種參考(見(jiàn)圖 4 藍色信號)。

　　這種動(dòng)態(tài)參考被稱(chēng)為基線(xiàn)，在沒(méi)有手指觸摸情況下跟蹤原始計數，從而確保溫度、濕度等環(huán)境漸進(jìn)變化都不會(huì )被誤報。此外，動(dòng)態(tài)參考的更新也可能涉及閾值設置，我們應仔細進(jìn)行調校，從而確?；€(xiàn)正確跟蹤漸進(jìn)變化，而不會(huì )干擾手指信號。它應當作為手指響應的一個(gè)參考。

　　調校過(guò)程：　　

 

　　圖 5 所示的調校算法凸顯了確定系統是否進(jìn)行了適當調校所需的主要步驟。校準參數的設置可通過(guò)采用數字方法或手動(dòng)試驗而完成。哪些參數需要改變則取決于電容式感應技術(shù)所選的算法。

　　生產(chǎn)變化時(shí)的調校：

　　對于大規模量產(chǎn)而言，PCB 或元件可能從多家不同的制造廠(chǎng)商進(jìn)行采購，因此會(huì )出現以下各種變化：

• 各個(gè)電路板的傳感器寄生電容 (CP) 和 PCB 介電材料因質(zhì)量和工藝而各不相同。
• 外部元件/內部參數的容差會(huì )導致計數/電容增益變化。
• 覆蓋物厚度的容差和介電常數的變化可能導致不同傳感器的手指電容不同。

　　在調校設計中應當考慮到上述變化問(wèn)題，從而避免這些變化導致電路板發(fā)生故障。我們可采用一些基本的統計方法來(lái)計算手指電容和增益的預期變化。這樣，我們就可以將信號和各種校準閾值參數建立在平均數和觀(guān)察到的變化基礎之上。

　　節約調校時(shí)間——自動(dòng)調校

　　正如我們所看到的，調?？赡軙?huì )是一項非常繁瑣的工作。有的應用有著(zhù)嚴格的產(chǎn)品上市進(jìn)程要求，或者有時(shí)用戶(hù)不希望花上大量時(shí)間進(jìn)行調校，針對這種情況，有些控制器實(shí)現了自動(dòng)調校算法。自動(dòng)調校能計算啟動(dòng)時(shí)的傳感器寄生電容，并配置所有參數達到所需的敏感度。此外，這種自動(dòng)調校功能還能監控運行時(shí)的噪聲，并相應地調整閾值參數。