S-TouchTM 電容式觸摸控制器PCB布局指南

把方形觸摸按鍵按順序緊密排列在一起，即可以設計成觸摸狀態滑動條。

圖.6 觸摸狀態滑動條的實現

位置傳感器開啟（ON）

表1 觸摸狀態滑動條的設計

當檢測到某傳感通道處于開啟狀態時，就能確定手指在觸摸滑動條上的位置。 在上例中，使用了5個傳感通到來檢測9個位置。 如果S1 和S2 通道同時處于開啟狀態，就意味著手指的位置位于位置2。

對于覆蓋有2-3毫米的丙稀酸塑料層外殼的應用，建議使用最小尺寸為10 x 10毫米的傳感電極。滑動條傳感器之間的間隙值建議為0.75毫米。兩個相鄰傳感電極之間的間隙不要超過1毫米。這是為了確保當手指正好位于間隙內時，兩個傳感器通道能夠同時開啟。

觸摸狀態滑動條的優點是設計簡單，在噪聲環境下具有較高的穩定性。 然而，如果需要數量較多的位置，該方法則會因為需要過多傳感器通道而無法實施。

另一種方法是使用比例計量滑動條。 該方法不是通過檢測每個傳感通道上的觸摸狀態來實現，而是根據每個傳感器通道所測得的確切電容變化來確定手指的位置。 當測得每個傳感通道的確切電容變化后，通過進行比例計算來確定手指的確切位置。

圖.7 比例計量滑動條的實現

上述位置中的手指觸摸會導致三個傳感通道電極的電容增加。 由于手指覆蓋面積的不同，每個傳感器所增加的電容值也不相同。 然后，對傳感器的原始電容數據進行處理，就可以獲得手指在滑動條上的絕對位置。

觸摸旋轉器
同滑動條一樣，觸摸旋轉器也是基于觸摸狀態和比例計量方法實現的。
應用觸摸狀態方法的旋轉器通過檢查每個傳感通道的狀態來確定手指的位置。 應用比例計量方法的旋轉器，通過測量由于手指觸摸而導致的各個傳感通道增加的確切電容來確定手指的位置。 手指在旋轉器上滾動時，會導致幾個傳感通道的電容增大。 然后，通過計算這些傳感通道所增加的電容值，可以計算得出手指觸摸的確切位置。

圖.8 觸摸狀態和比例計量觸摸旋轉器的實現

觸摸旋轉器對于手指觸摸檢測的穩定性取決于要求的分辨率和傳感通道的數量。 對于高分辨率的觸摸旋轉器來說，可能需要使用更多的傳感通道，而不一定像圖8中所示的那樣僅使用了三個傳感通道。

其他考慮因素
按照這些基本的設計指引進行PCB設計和布局，能夠使電容感應應用更加可靠。 在PCB設計中，還要考慮其他的重要因素，包括：
● PCB上無浮板/極板。 PCB 的空白區域可填充接地銅箔或留空。
● PCB應當設計成所需要的參考電容值小于20 pF (該參考電容值是在硬件調整期間確定的)，并且各個通道的固有電容應小于10pF。如果大于此值，則需要修改某些基本布局，如降低接地銅箔的密度，擴大感應輸入跡線/電極到接地銅箔的間距，縮小傳感器信號跡線的寬度，甚至去除接地銅箔。 如果感應輸入電容的最大值超過 10 pF，則需要使用調諧電容進行匹配設置。
● 盡可能地把各個感應通道之間的固有電容的差別控制在10 pF 以內(可在硬件調整期間測定這一差別)。 如果超過10 pF，需要降低跡線長度和傳感器電極尺寸的失配，來進行重新布局以便把差別降至最低。
● 在I2C SDA和SCL線路中安裝串聯電阻器，以便過濾連接主板和觸摸模塊的線束所引起的噪聲干擾，或來自可能導致 I2C信號失真的電源噪聲的干擾。