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電容式觸摸傳感器的工作原理
來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2013/12/19

  現(xiàn)在電容式觸摸傳感器的應用已經(jīng)遍布各個領域當中,現(xiàn)在市場上的現(xiàn)在電容式觸摸傳感器已經(jīng)越來越多了。雖然現(xiàn)在市場上的現(xiàn)在電容式觸摸傳感器非常多,但是現(xiàn)在現(xiàn)在電容式觸摸傳感器的功能已經(jīng)滿足不了人們的需求了,所以現(xiàn)在電容式觸摸傳感器的應用提升是必然的。  

  因為混合信號IC工藝得到廣泛的采用,這種技術允許芯片設計師優(yōu)化芯片的模擬和數(shù)字子系統(tǒng),以構建具有前所未有的靈敏度和耐用性的電容式傳感器,而且成本是機械式開關所不能比擬的! 

  電容式傳感器基本上可以分成三類:電場傳感器、基于弛張振蕩器的傳感器以及電荷轉移(QT)器件。電場傳感器通常會產生數(shù)百kHz的正弦波,然后將這個信號加在電容一個極板的導電盤上,并檢測另外一個導電盤上的信號電平。當用戶的手機或另外的導體對象接觸到兩個盤的時候,接收器上的信號電平將改變。通過解調和濾波極板上的信號,可能獲得一個直流電壓,這個電壓隨電容的改變而變化;將這個電壓施加在閾值檢測器上,即可以產生觸摸/無觸摸的信號。  

  弛張振蕩器使用了一個電極盤,其上的電極電容構成了鋸齒波振蕩器中的可變定時單元。通過將恒定電流饋入到電極線,電極上的電壓隨時間線性增加。該電壓提供給比較器一個輸入,而比較器的輸出連接到一個與電極電容并行連接的接地開關上。當電極電容充電到一個預先確定的閾值電壓時,比較器改變狀態(tài),實現(xiàn)開關動作—對定時電容放電,打開開關,這個動作將周期性的重復下去。其結果是,比較器的輸出是脈沖串,其頻率取決于總的定時電容的值。傳感器根據(jù)不同的頻率改變來報告觸摸/無觸摸狀態(tài)! 

  QT器件利用了一種稱為電荷保持的物理原理。舉例來說,開關在一個短時間內施加一個電壓到感應電極上對其充電,之后開關斷開,第二個開關再將電極上的電荷釋放到更大的一個采樣電容中。人手指的觸摸增大了電極的電容,導致傳輸?shù)讲蓸与娙萆系碾姾稍黾,采樣電容因此改變,?jù)此就能得出檢測結果。  

  QT器件在突發(fā)模式采樣之后即進行數(shù)字信號處理,這種方法能提供比競爭方案更高的動態(tài)范圍和更低的功耗,而自動校準例程可以補償因為環(huán)境條件改變帶來的漂移。更重要的是,這種方法足夠靈敏,在電流透過厚的面板時不需要一個參考地連接,因此適合電池供電的設備。  

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