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电容触控的那些事(一)

2018-10-24
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电容触控的那些事(一)

Microchip Technology

资深嵌入式应用工程师

         James Li



从呱呱坠地的婴儿到白发苍苍的老人,人类总是习惯于通过触摸感知世界。触摸并非是智能电子产品的专利,很多人在接触智能电子产品前就有过类似的经历,在玻璃上、在沙地上,触摸是人类与生俱来的天性。


近日我司专家撰写了一系列有关触摸技术的小知识,与您一起探讨!今天先看看第一篇。


图片来源于网络


首先电容Touch主要分为自容与互容,各有各的应用场景,有些场合两种同时使用,有的场合用其中一种效果更好。就是要看具体的结构与需求。

我们常用的手机、平板电脑的Touch以互容为主,最新的技术是自互容一体,也就是同时存在。

电容Touch技术很多年前就有了,但真正开始流行起来是始于Apple的MP3播放器。

要采样到电容值的变化量,计算并能准确给出结果值,开始还是蛮有挑战的,随着应用场景的广泛化、用户要求不断提高、各技术的发展,Touch技术更新换代速度也是蛮快的。

新的Touch技术不但在性能、功耗上有进步,还在开发上非常灵活。Atmel的加入丰富了Microchip的触摸产品和解决方案。目前我们在这个领域算是佼佼者。

Touch电容信号的采集基本是硬件化了,你可以把它简单理解为功能强大的ADC模块,不需要MCU过多的软件控制,大大释放了MCU的负荷,对于做低功耗也是有很大帮助。目前的Touch设计基本可以分成三大块,触摸传感器、信号采集、Touch算法库。而且后两者通常已基于一颗MCU,所以对于开发者来讲就比较简单了。

我们来看一下自容的简单等效电路。Cx (传感器自身电容) >> Cp2 & Cp1, 并且 Cf (手指触摸后的对地等效电容)>> Cx & Ct(手指触摸后传感器检测电容)是比较理想的,Cx与Ct是设计者比较关心的。

同样,我们来看一下互容的简单等效电路。理想是Cx >> Cp2, Cp1, 并且 Cf >> Cx, Ct、Cx与Ct保持在合理区间能得到比较好的效果。


实际项目中Cx通常在10 pF的量级,而Ct会比较小,如过能让Ct对Cx的影响大于3~5%,基本就可以有办法可靠工作了。


非常感谢James Li先生的分享!


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