電容式感應技術讓設計輕松易行(二)

　　電容式傳感器的調校工作就是確定不同傳感器各種相關參數最佳值的過程。由于形狀、尺寸和電磁環境的不同，因此每個傳感器都需要一組單獨的校準參數。校準參數必須認真進行選擇，從而確保 EMI/EMC、電源波動、(溫度、濕度等)環境參數變化等造成的外部噪聲不會影響檢測算法，同時也不會造成手指觸摸誤檢測。

　　傳感器需要調校的參數基本分為兩大類：

　　1. 電容轉換為數字值/計數相關參數;
　　2. 用于識別手指按壓、并區別手指按壓與噪聲的閾值參數。

　　電容轉換為計數的參數：

　　這種參數可決定任何特定傳感器的增益(單位為 Cp，也就是單位變化的計數)。對于觸摸檢測而言，傳感器的外形和尺寸決定著手指耦合到傳感器能產生多大的電容，而增益則決定著手指電容能帶來計數多大的變化。傳感器的增益必須進行最佳校準，避免其過于敏感，以至于出現接近檢測而無法檢測到按鈕按壓的情況。同樣地，其敏感度又不能太低，避免出現把手指觸摸當成系統噪聲的情況。為了可靠地進行手指檢測，我們應當確保最低的信噪比標準。

　　在同一系統中校準多個傳感器、特別是當來自傳感器的信號要用于滑條或觸摸板的某些高級位置計算算法時，我們應當確保系統增益能獨立于傳感器的寄生電容，也就是要確保手指對于任何傳感器引起的計數變化相同(見圖 1)，從而避免高級位置計算算法不能準確地判斷手指位置。這些算法通常使用各種傳感器信號的加權平均來計算手指位置。　　

 

　　另外很重要的一點就是確保傳感器信號不會因為傳感器的寄生電容(Cp)而飽和。在這種情況下，即使增益較高，也不會接收到手指響應，因為系統已經飽和了。我們可考慮如圖 2 所示的電容到計數轉換曲線圖，其可充分滿足前述電路拓撲結構的需求。　　

 

　　這里，您可注意到計數一開始都是與 Cp成正比的，但在 4096 達到飽和。這是因為電容到計數轉換的分辨率為 12 位(等于所述電路拓撲結構中的計數器)。Cp 高于 20pF 的按鈕在此情況下將不會顯示響應。在這種情況下我們可采取以下兩種措施：

　　1. 保持增益常數不變的同時提高系統分辨率(這會延長掃描傳感器所需的時間，從而降低響應速率)。
　　2. 修改系統，對較高 Cp 的傳感器轉移響應(見圖 3)，這樣就能確保即使是 25pF 的傳感器給出的信號也跟 20pF 的傳感器響應速率相同。我們可在所述電路拓撲結構中采用漏電流，從而輕松地實現這一目的。