電容式接近感應技術在智能手機中的新型應用(一)

三 控制器內部邏輯

　　本文的電容式智能手機接近感應方案是電容檢測技術在賽普拉斯PSoC（Programmable System on Chip）平臺上的新型應用。PSoC技術是在一個MCU內核周圍集成了可配置的模擬和數字外圍器件陣列，利用芯片內部的可編程互聯陣列，有效地配置芯片上的模擬和數字塊資源，達到可編程片上系統的目的。一個PSoC器件最多可集成上百種外設功能，從而幫助客戶節約設計時間和板上面積，降低了功耗和系統成本。

　　整個系統的工作過程如圖4所示。程序控制CSD模塊對電容信號進行采樣和ADC轉換，然后通過數字濾波器對轉換后的數字信號進行過濾和處理，同時由內部狀態機判斷輸出接近感應的狀態，由中斷信號或者I2C/SPI接口通知手機處理器。下面來介紹一下整個系統主要模塊的功能。

　　CSD模塊

　　CSD是指CapSense Sigma-Delta調制電容感應。圖5顯示了CSD的原理框圖。

　　開關電容在Ph1和Ph2相位的時候分別接到Vdd和VA，所以我們可以把它看作一個等效電阻，等效電阻Req通過Vdd對調制電容Cmod進行充電。當Cmod的電壓達到比較器的參考電壓Vref時，比較器觸發放電電阻Rb對調制電容放電。當調制電容上的電壓下降到Vref以下時，放電電阻Rb被斷開，此時繼續對調制電容進行充電。如此循環充放電使得調制電容上的電壓抑制在比較器參考電壓Vref附近上下浮動。同時比較器會輸出一組比特流，這組比特流與PWM相與之后便可得到傳感電容的大小，如圖6所示。

　　傳感電容的增加會使得等效電阻降低，充電電流增加，這樣就會使充電時間縮短。充電時間的縮短會使占空比提升，如圖7所示。