電容式近距傳感器應(yīng)用與考慮因素

用傳導(dǎo)屏蔽提高感測(cè)靈敏度

圖4顯示隨著金屬耦合增加，與手指耦合的電場(chǎng)就隨之減少。因此，天線與手指之間的電容就減少，導(dǎo)致偵測(cè)距離變短。根據(jù)金屬耦合的強(qiáng)度，近距感測(cè)信號(hào)最多會(huì)減少10倍。把金屬物體連結(jié)到傳導(dǎo)屏蔽(driven shield)，能減少與近距天線之間的耦合，例如，增加手指與天線之間的內(nèi)部電容。傳導(dǎo)屏蔽可以維持與近距傳感器一樣的功能來(lái)減少寄生耦合。相較于其它沒(méi)有采用屏蔽的類(lèi)似設(shè)計(jì)，當(dāng)使用屏蔽時(shí)，偵測(cè)信號(hào)的強(qiáng)度可提高5倍以上。但它的偵測(cè)距離仍不及沒(méi)有金屬耦合的天線。

近距感測(cè)電路搭配特定PCB

近距感測(cè)天線與主控制器PCB是密不可分的，近距感測(cè)電路亦直接置于控制器的PCB中。應(yīng)要特別注意近距感測(cè)電路不要置于沒(méi)有接地或金屬電路的PCB，因?yàn)檫@樣會(huì)提高寄生耦合并降低偵測(cè)范圍。

動(dòng)態(tài)調(diào)整電容式感測(cè)芯片滿(mǎn)足空間設(shè)計(jì)

對(duì)于某些應(yīng)用而言，并無(wú)法使用固定式近距感測(cè)天線，因?yàn)榭刂菩酒瑳](méi)有多余的I/O，或是終端裝置沒(méi)有足夠的空間來(lái)置放分散的天線線路。對(duì)于已使用電容感測(cè)的接口設(shè)計(jì)而言，電容感測(cè)按鍵或滑桿可連結(jié)在一起，建構(gòu)成一個(gè)大型近距感測(cè)器，不需要另外空出一個(gè)針腳來(lái)連結(jié)近距傳感器，這方面可運(yùn)用動(dòng)態(tài)調(diào)整的電容式感測(cè)芯片。然而因按鍵與滑桿和PCB電路板之間有顯著的耦合，因此連結(jié)針腳會(huì)有較高的寄生電容，使得感測(cè)范圍縮短。

運(yùn)用屏蔽電極亦能有效降低寄生電容。若沒(méi)有足夠空間來(lái)放置外部天線，并穩(wěn)固地置于產(chǎn)品周?chē)?，固定式近距感測(cè)組件仍可提供理想效能，不必?fù)?dān)心天線組裝的問(wèn)題。

采用韌體設(shè)計(jì)提升感測(cè)效能

采用電容式控制器韌體，可顯著提升近距傳感器效能?？蓮囊欢螘r(shí)間中由近距感測(cè)路徑所算出的幾個(gè)電容式信號(hào)來(lái)平均，以達(dá)到更遠(yuǎn)的偵測(cè)距離。這顯然會(huì)影響近距傳感器的反應(yīng)速度。仔細(xì)檢驗(yàn)，就能找出許多最佳的平均時(shí)間與偵測(cè)距離組合。

降低LCD噪聲與電磁干擾

LCD噪聲與電磁干擾，會(huì)影響近距感測(cè)系統(tǒng)效能。解決此項(xiàng)問(wèn)題通常采取兩種方法：

●審慎選擇判斷臨界值;

●妥善運(yùn)用屏蔽。

或者在一個(gè)沒(méi)有LCD的系統(tǒng)中，信噪比臨界值(亦即近距感測(cè)信號(hào)與尖峰噪聲的比例)會(huì)超過(guò)5：1，噪聲與指觸臨界就應(yīng)分別調(diào)高或調(diào)低，以達(dá)到更好的噪聲濾波效果。

結(jié)語(yǔ)

電容式近距傳感器為許多不同的消費(fèi)性應(yīng)用產(chǎn)品帶來(lái)更便利的操作接口、更好的工業(yè)設(shè)計(jì)、以及更多的功能。此外，近距傳感器可融入許多家用產(chǎn)品與工業(yè)節(jié)能設(shè)計(jì)中。通過(guò)審慎考慮裝置的機(jī)械設(shè)計(jì)、近距感測(cè)的尺寸及設(shè)置、以及減少寄生耦合，讓近距感測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更容易運(yùn)用。妥善地調(diào)整手觸或噪聲臨界，加上運(yùn)用平均值，可進(jìn)一步改進(jìn)電容式近距傳感器系統(tǒng)的效能。運(yùn)用傳感器控制IC的韌體重新設(shè)定功能，就可以不必用到外部控制器I/O，建置出近距感測(cè)系統(tǒng)。