電容傳感器產(chǎn)品設(shè)計(jì)要點(diǎn)：漂移補(bǔ)償+寄生電容

傳統(tǒng)的機(jī)械開(kāi)關(guān)具有用戶熟悉的靈敏度和觸覺(jué)反饋，對(duì)于電容傳感器來(lái)說(shuō)，這些參數(shù)也必須加以考慮和優(yōu)化。不同的傳感器可能需要獨(dú)特的靈敏度，這取決于開(kāi)關(guān)功能或開(kāi)關(guān)在產(chǎn)品中的物理位置。而且，一套靈敏度設(shè)置不可能適合所有的用戶，因此應(yīng)該允許用戶設(shè)置不同的靈敏度水平，若能通過(guò)靈敏度控制菜單進(jìn)行選擇將是最理想的。例如，AD7142 支持這些靈敏性要求，允許一個(gè)單獨(dú)的16位靈敏度控制寄存器為每個(gè)傳感器編程。這些寄存器也可以嵌入到主機(jī)固件中，并在菜單顯示中提供，允許用戶選擇不同的靈敏度水平，以滿足其特殊需求。

在用戶沒(méi)有與傳感器接觸期間，如果對(duì)每個(gè)傳感器輸入取樣，則會(huì)白白浪費(fèi)電池電量。為使電池效率最大化，CDC應(yīng)能夠檢測(cè)到用戶停止觸碰傳感器，并自動(dòng)切換到低功耗模式。當(dāng)傳感器被再度觸碰時(shí)，IC將自動(dòng)重新進(jìn)入正常工作模式。

為了節(jié)省更多的功率，還應(yīng)該包括一個(gè)完全關(guān)斷模式。這種情況下，只要禁用傳感器，就會(huì)關(guān)斷整個(gè)IC。在便攜產(chǎn)品中，禁用傳感器開(kāi)關(guān)通常是通過(guò)設(shè)置一個(gè)機(jī)械開(kāi)關(guān)或從控制菜單中選擇阻塞模式來(lái)完成的。

利用電容傳感器取代傳統(tǒng)的機(jī)械開(kāi)關(guān)還有一個(gè)好處，就是制造與裝配工藝更加簡(jiǎn)單。傳統(tǒng)的機(jī)械開(kāi)關(guān)需要手工把每個(gè)開(kāi)關(guān)插入到塑料殼體上的專(zhuān)用孔洞中，而一個(gè)包含所有這些開(kāi)關(guān)的單一電容傳感器板可以一步到位，放置在這個(gè)塑料殼體下面。含有一個(gè)定位槽口的傳感器板安裝孔和一些膠水就足以完成傳感器板的安裝與位置校準(zhǔn)。

主處理器板發(fā)射的電磁噪聲可能會(huì)耦合進(jìn)入電容傳感器和傳感器走線中，導(dǎo)致不可預(yù)知的傳感器動(dòng)作，使性能下降，但通過(guò)簡(jiǎn)單的方法也可幫助將電磁干擾（EMI）對(duì)傳感器的影響降至最低。首先，CDC應(yīng)安裝在傳感器板上，這會(huì)使傳感器走線長(zhǎng)度最短，從而降低EMI 被耦合到走線中的機(jī)會(huì)。其次，利用一個(gè)具有結(jié)實(shí)接地層的四層傳感器板，可以為傳感器提供額外的EMI屏蔽。如果這兩個(gè)方法不能有效地將EMI噪聲與傳感器隔離，還可以把一個(gè)接地金屬屏蔽體放置在傳感器板腔的上方（圖4）。

圖4. 接地金屬屏蔽體可提高EMI抑制性能

電容傳感器電場(chǎng)也會(huì)耦合到產(chǎn)品的金屬殼或?qū)щ娦越饘偻繉拥葘?dǎo)電表面，導(dǎo)致不可預(yù)知的傳感器動(dòng)作，這樣就造成機(jī)械限制，要求電容傳感器的邊緣與金屬表面的邊緣保持一定的距離。而且，電容傳感器的靈敏度也與傳感器正上方的塑料厚度有關(guān)。如果塑料過(guò)厚，通量電力線將不能有效地穿過(guò)塑料，使傳感器性能變得不可靠。通常，外殼與傳感器之間的距離應(yīng)該大于1.0mm，塑料厚度應(yīng)該小于4.0mm，使靈敏度保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。