電容式感應(yīng)技術(shù)讓設(shè)計(jì)輕松易行(二)

　　閾值參數(shù)：

　　閾值參數(shù)有助于在系統(tǒng)中區(qū)別噪聲和信號，共有兩大職責(zé)：

　　1. 將固有的系統(tǒng)噪聲和環(huán)境中的任何漸變(這也可能導(dǎo)致 Cp 的漸變)與信號相區(qū)分;
　　2. 避免 ESD 噪聲或系統(tǒng)中高頻開關(guān)產(chǎn)生的噪聲出現(xiàn)任何突然尖峰的情況。

　　通過適當(dāng)校準(zhǔn)傳感器而實(shí)現(xiàn) 5:1 的信噪比之后，我們通常建議將手指閾值保持在信號的 75%(見圖 4)，這樣任何低于預(yù)期信號 75% 的變化都會被視為噪聲并被忽略，而手指按壓則會產(chǎn)生預(yù)期的變化?！　?/p>

 

　　這里需要注意的是，當(dāng)我們確定手指按壓時(shí)不能只是比較前次和當(dāng)前技術(shù)采樣。試想一下，假設(shè)出現(xiàn)巨大的正尖峰，這時(shí)信號就會超過手指閾值，但實(shí)際上卻是噪聲。解決這一問題的方法之一就是信號去抖動，也就是只有信號在一定的最短時(shí)間內(nèi)均保持在一定高度的情況下才會報(bào)告手指按壓存在。這種方法需要讓計(jì)數(shù)與某種動態(tài)參考相比較。大多數(shù)觸摸感應(yīng)控制器都采用算法來動態(tài)生成這種參考(見圖 4 藍(lán)色信號)。

　　這種動態(tài)參考被稱為基線，在沒有手指觸摸情況下跟蹤原始計(jì)數(shù)，從而確保溫度、濕度等環(huán)境漸進(jìn)變化都不會被誤報(bào)。此外，動態(tài)參考的更新也可能涉及閾值設(shè)置，我們應(yīng)仔細(xì)進(jìn)行調(diào)校，從而確?；€正確跟蹤漸進(jìn)變化，而不會干擾手指信號。它應(yīng)當(dāng)作為手指響應(yīng)的一個(gè)參考。

　　調(diào)校過程：　　

 

　　圖 5 所示的調(diào)校算法凸顯了確定系統(tǒng)是否進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)校所需的主要步驟。校準(zhǔn)參數(shù)的設(shè)置可通過采用數(shù)字方法或手動試驗(yàn)而完成。哪些參數(shù)需要改變則取決于電容式感應(yīng)技術(shù)所選的算法。

　　生產(chǎn)變化時(shí)的調(diào)校：

　　對于大規(guī)模量產(chǎn)而言，PCB 或元件可能從多家不同的制造廠商進(jìn)行采購，因此會出現(xiàn)以下各種變化：

• 各個(gè)電路板的傳感器寄生電容 (CP) 和 PCB 介電材料因質(zhì)量和工藝而各不相同。
• 外部元件/內(nèi)部參數(shù)的容差會導(dǎo)致計(jì)數(shù)/電容增益變化。
• 覆蓋物厚度的容差和介電常數(shù)的變化可能導(dǎo)致不同傳感器的手指電容不同。

　　在調(diào)校設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)考慮到上述變化問題，從而避免這些變化導(dǎo)致電路板發(fā)生故障。我們可采用一些基本的統(tǒng)計(jì)方法來計(jì)算手指電容和增益的預(yù)期變化。這樣，我們就可以將信號和各種校準(zhǔn)閾值參數(shù)建立在平均數(shù)和觀察到的變化基礎(chǔ)之上。

　　節(jié)約調(diào)校時(shí)間——自動調(diào)校

　　正如我們所看到的，調(diào)?？赡軙且豁?xiàng)非常繁瑣的工作。有的應(yīng)用有著嚴(yán)格的產(chǎn)品上市進(jìn)程要求，或者有時(shí)用戶不希望花上大量時(shí)間進(jìn)行調(diào)校，針對這種情況，有些控制器實(shí)現(xiàn)了自動調(diào)校算法。自動調(diào)校能計(jì)算啟動時(shí)的傳感器寄生電容，并配置所有參數(shù)達(dá)到所需的敏感度。此外，這種自動調(diào)校功能還能監(jiān)控運(yùn)行時(shí)的噪聲，并相應(yīng)地調(diào)整閾值參數(shù)。