電容式觸摸傳感器觸摸屏的實(shí)現原理

圖5顯示了固件中實(shí)現的差分計數與按鍵狀態(tài)之間的轉移函數。

圖5：差分計數與按鍵狀態(tài)之間的轉移函數。(online)

該轉移函數中的遲滯提供了開(kāi)關(guān)狀態(tài)之間的干凈利落的轉換，即使計數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(mén)限被稱(chēng)為“噪聲門(mén)限”，而高門(mén)限則被稱(chēng)為“手指門(mén)限”。門(mén)限水平的設定決定了系統的性能。當覆蓋層非常厚時(shí)，信噪比很低。在此類(lèi)系統中設定門(mén)限水平是一項具有挑戰性的工作，而這恰好是電容式傳感設計技巧的一部分。

圖6顯示了一個(gè)持續時(shí)間為3秒的按鍵觸壓操作的理想原始計數波形。

圖6：把門(mén)限水平繪制在一個(gè)去除了基線(xiàn)的原始計數圖上

同時(shí)還給出了門(mén)限值。噪聲門(mén)限被設定的計數值為10，而手指門(mén)限設定的計數值則為60。實(shí)際上，在實(shí)際計數數據中始終存在噪聲分量，圖中并未顯示，以便能清晰地顯示門(mén)限水平。

部分調整過(guò)程還包括選擇電流源DAC的電平以及設置用于計數累加的振蕩器周期數。在固件中，函數CSR_1_SetDacCurrent(200, 0)把電流源設定在其低電流范圍內，數值為200(最高255)，大約對應于14μA。函數CSR_1_SetScanSpeed(255)把振蕩器周期數設定為253(255-2)。原始計數和差分計數的分析表明：該系統的寄生引線(xiàn)電容CP約為15pF而手指電容CF約為0.5pF?？梢?jiàn)，手指電容使總電容產(chǎn)生了約3%的變化。對于每個(gè)按鍵，每個(gè)原始計數值的采集所需要的時(shí)間僅為500μs。

測量性能

電容式傳感系統的性能測量結果示于圖7中。

圖7：通過(guò)10mm厚的玻璃進(jìn)行檢測時(shí)傳感器的性能測量結果