電容式近距傳感器應用與考慮因素

用傳導屏蔽提高感測靈敏度

圖4顯示隨著(zhù)金屬耦合增加，與手指耦合的電場(chǎng)就隨之減少。因此，天線(xiàn)與手指之間的電容就減少，導致偵測距離變短。根據金屬耦合的強度，近距感測信號最多會(huì )減少10倍。把金屬物體連結到傳導屏蔽(driven shield)，能減少與近距天線(xiàn)之間的耦合，例如，增加手指與天線(xiàn)之間的內部電容。傳導屏蔽可以維持與近距傳感器一樣的功能來(lái)減少寄生耦合。相較于其它沒(méi)有采用屏蔽的類(lèi)似設計，當使用屏蔽時(shí)，偵測信號的強度可提高5倍以上。但它的偵測距離仍不及沒(méi)有金屬耦合的天線(xiàn)。

近距感測電路搭配特定PCB

近距感測天線(xiàn)與主控制器PCB是密不可分的，近距感測電路亦直接置于控制器的PCB中。應要特別注意近距感測電路不要置于沒(méi)有接地或金屬電路的PCB，因為這樣會(huì )提高寄生耦合并降低偵測范圍。

動(dòng)態(tài)調整電容式感測芯片滿(mǎn)足空間設計

對于某些應用而言，并無(wú)法使用固定式近距感測天線(xiàn)，因為控制芯片沒(méi)有多余的I/O，或是終端裝置沒(méi)有足夠的空間來(lái)置放分散的天線(xiàn)線(xiàn)路。對于已使用電容感測的接口設計而言，電容感測按鍵或滑桿可連結在一起，建構成一個(gè)大型近距感測器，不需要另外空出一個(gè)針腳來(lái)連結近距傳感器，這方面可運用動(dòng)態(tài)調整的電容式感測芯片。然而因按鍵與滑桿和PCB電路板之間有顯著(zhù)的耦合，因此連結針腳會(huì )有較高的寄生電容，使得感測范圍縮短。

運用屏蔽電極亦能有效降低寄生電容。若沒(méi)有足夠空間來(lái)放置外部天線(xiàn)，并穩固地置于產(chǎn)品周?chē)?，固定式近距感測組件仍可提供理想效能，不必擔心天線(xiàn)組裝的問(wèn)題。

采用韌體設計提升感測效能

采用電容式控制器韌體，可顯著(zhù)提升近距傳感器效能?？蓮囊欢螘r(shí)間中由近距感測路徑所算出的幾個(gè)電容式信號來(lái)平均，以達到更遠的偵測距離。這顯然會(huì )影響近距傳感器的反應速度。仔細檢驗，就能找出許多最佳的平均時(shí)間與偵測距離組合。

降低LCD噪聲與電磁干擾

LCD噪聲與電磁干擾，會(huì )影響近距感測系統效能。解決此項問(wèn)題通常采取兩種方法：

●審慎選擇判斷臨界值;

●妥善運用屏蔽。

或者在一個(gè)沒(méi)有LCD的系統中，信噪比臨界值(亦即近距感測信號與尖峰噪聲的比例)會(huì )超過(guò)5：1，噪聲與指觸臨界就應分別調高或調低，以達到更好的噪聲濾波效果。

結語(yǔ)

電容式近距傳感器為許多不同的消費性應用產(chǎn)品帶來(lái)更便利的操作接口、更好的工業(yè)設計、以及更多的功能。此外，近距傳感器可融入許多家用產(chǎn)品與工業(yè)節能設計中。通過(guò)審慎考慮裝置的機械設計、近距感測的尺寸及設置、以及減少寄生耦合，讓近距感測系統的設計更容易運用。妥善地調整手觸或噪聲臨界，加上運用平均值，可進(jìn)一步改進(jìn)電容式近距傳感器系統的效能。運用傳感器控制IC的韌體重新設定功能，就可以不必用到外部控制器I/O，建置出近距感測系統。