面向便攜移動設(shè)備的觸摸傳感技術(shù)

　　典型的食用油如橄欖油或杏仁油的介電常數(shù)在2.8-3.0之間。石蠟在華氏68度時(shí)的介電常數(shù)在2.2-4.7之間。這些材料的介電常數(shù)接近甚至小于傳感器常用覆膜聚碳酸脂（2.9-3.2）或ABS材料（2.87-3.0）的介電常數(shù)。因而，油對傳感器的操作沒有多大影響。

　　相反，甘油的介電常數(shù)在47-68之間，水的介電常數(shù)約為80。盡管這些材料的介電常數(shù)比覆膜材料高，對于使用數(shù)字觸摸檢測技術(shù)（如ATLab公司開發(fā)并擁有產(chǎn)權(quán)的FMA1127觸摸傳感器控制器所使用的技術(shù)）的觸摸傳感器來說，由于傳感器墊片和濺上的液體都沒有接地，濺上這些液體不會引起任何異常行為。

　　盡管觸摸傳感器的操作細(xì)節(jié)和接口依賴于具體的應(yīng)用，一般來說，容性傳感器接口電路和檢測方法有模擬和數(shù)字兩種類型。一種模擬技術(shù)是測量頻率或工作周期，這些量因?yàn)樵谑种负偷刂g引入額外的電容而發(fā)生變化（見圖2）。

　　圖2： 模擬觸摸方案；由于需使用參考地，可能會受到水滴的影響。

　　利用這種技術(shù)和高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），可以把測到的模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字代碼。得益于混合信號技術(shù)的進(jìn)步，最新款的電容/數(shù)字轉(zhuǎn)換器把高性能模擬前端與低功率高性能ADC集成在一起。

　　模擬接口電路的一個缺點(diǎn)是容性傳感器可能會受到難以捉摸的噪聲、串?dāng)_、耦合的影響。另外，傳感器輸出的動態(tài)范圍受到電源電壓的限制，而隨著半導(dǎo)體制造技工藝節(jié)點(diǎn)的縮小該電源電壓在不斷降低。

　　如果使用深亞微米CMOS技術(shù)把傳感器電路與復(fù)雜的數(shù)字信號處理模塊集成到相同的基底上，情況會變得更具挑戰(zhàn)性。為避免外部干擾，該器件可能會要求使用軟件工作區(qū)，這增加了與之接口的微控制器的存儲器開銷和性能開銷。

　　全數(shù)字傳感方法（見圖3）可避免與模擬方法有關(guān)的問題。數(shù)字方法通過使電容成為RC延時(shí)線的一部分來檢測傳感器電容的變化。

　　圖3：數(shù)字觸摸方案；在存在水滴時(shí)仍具有魯棒的性能。

　　圖3中簡單的全數(shù)字型時(shí)間/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（TDC）測量該延時(shí)線相對于基準(zhǔn)RC延時(shí)線的差并輸出阻抗的變化。寄生電容對RC延時(shí)的影響可通過加電補(bǔ)償來消除。