電容式觸摸感應(yīng)的技巧
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電流源DAC 的電流水平選擇和用于計(jì)數(shù)累加的振蕩器周期數(shù)的設(shè)定是調(diào)整過程的一部分。在固件中，函數(shù)CSR_1_SetDacCurrent(200,0)把電流源設(shè)定在其低電流水平范圍內(nèi)，數(shù)值為200（最高255），大約對(duì)應(yīng)于14μA。函數(shù)CSR_1_SetScanSpeed(255)把振蕩器周期數(shù)設(shè)定為253（255－2）。原始計(jì)數(shù)和差分計(jì)數(shù)的分析表明：該系統(tǒng)具有一個(gè)約15pF 的寄生走線電容CP 和一個(gè)0.5pF 左右的手指電容CF。手指使總電容產(chǎn)生了約3%的變化。每個(gè)原始計(jì)數(shù)值的采集僅需500μs 的時(shí)間（每個(gè)按鈕）。
測(cè)量性能
電容式觸摸感應(yīng)系統(tǒng)的測(cè)量性能示于圖8。差分計(jì)數(shù)通過一個(gè)終端仿真程序在主PC 上捕獲，然后借助電子制表軟件加以繪制。手指放置在10mm 厚的玻璃覆蓋物上，并持續(xù)3 秒的時(shí)間。按鈕的ON/OFF 狀態(tài)被疊加在原始計(jì)數(shù)上。按鈕在這兩種狀態(tài)之間干凈地轉(zhuǎn)換，即使存在因通過厚玻璃進(jìn)行檢測(cè)而產(chǎn)生的比較嘈雜的原始計(jì)數(shù)信號(hào)時(shí)也是如此。請(qǐng)注意手指和按鈕閾值是如何隨著基線的漂移而進(jìn)行周期性調(diào)整的。當(dāng)檢測(cè)到手指的觸壓動(dòng)作時(shí)，基線值將鎖定其數(shù)值，直到手指移開為止。
圖9 和圖10 示出了每種狀態(tài)轉(zhuǎn)換的細(xì)部視圖。在圖9 中，按鈕狀態(tài)一開始為“OFF”（關(guān)閉）。超過手指閾值的差分計(jì)數(shù)的第一個(gè)采樣把按鈕狀態(tài)轉(zhuǎn)換至“ON”（接通）。在圖10 中，利用低于噪聲閾值的差分計(jì)數(shù)的第一個(gè)采樣將按鈕轉(zhuǎn)換至OFF 狀態(tài)。
與機(jī)械式開關(guān)相比，基于電容的觸摸傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是耐用性好，不易損壞?；旌闲盘?hào)技術(shù)的近期發(fā)展不僅使得觸摸式傳感器的費(fèi)用降到了一個(gè)經(jīng)濟(jì)劃算的水平（故可在各種消費(fèi)類產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)），而且還提高了檢測(cè)電路的靈敏度和可靠性（因而增加了覆蓋物的厚度和耐用性）。利用本文介紹的設(shè)計(jì)方法，即可通過一個(gè)10mm 的玻璃來檢測(cè)手指對(duì)按鍵的觸壓，并借助基于噪聲閾值和手指閾值的除跳法實(shí)現(xiàn)了ON 和OFF 按鈕狀態(tài)之間的干凈轉(zhuǎn)換，從而令電容式觸摸傳感器成為機(jī)械式開關(guān)元件的一種實(shí)用型替代方案。
評(píng)論