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- 電容式觸摸傳感器的工作原理
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2013/12/19
現(xiàn)在電容式觸摸傳感器的應(yīng)用已經(jīng)遍布各個領(lǐng)域當(dāng)中，現(xiàn)在市場上的現(xiàn)在電容式觸摸傳感器已經(jīng)越來越多了。雖然現(xiàn)在市場上的現(xiàn)在電容式觸摸傳感器非常多，但是現(xiàn)在現(xiàn)在電容式觸摸傳感器的功能已經(jīng)滿足不了人們的需求了，所以現(xiàn)在電容式觸摸傳感器的應(yīng)用提升是必然的。
因為混合信號IC工藝得到廣泛的采用，這種技術(shù)允許芯片設(shè)計師優(yōu)化芯片的模擬和數(shù)字子系統(tǒng)，以構(gòu)建具有前所未有的靈敏度和耐用性的電容式傳感器，而且成本是機械式開關(guān)所不能比擬的�！ �
電容式傳感器基本上可以分成三類：電場傳感器、基于弛張振蕩器的傳感器以及電荷轉(zhuǎn)移(QT)器件。電場傳感器通常會產(chǎn)生數(shù)百kHz的正弦波，然后將這個信號加在電容一個極板的導(dǎo)電盤上，并檢測另外一個導(dǎo)電盤上的信號電平。當(dāng)用戶的手機或另外的導(dǎo)體對象接觸到兩個盤的時候，接收器上的信號電平將改變。通過解調(diào)和濾波極板上的信號，可能獲得一個直流電壓，這個電壓隨電容的改變而變化；將這個電壓施加在閾值檢測器上，即可以產(chǎn)生觸摸/無觸摸的信號。
弛張振蕩器使用了一個電極盤，其上的電極電容構(gòu)成了鋸齒波振蕩器中的可變定時單元。通過將恒定電流饋入到電極線，電極上的電壓隨時間線性增加。該電壓提供給比較器一個輸入，而比較器的輸出連接到一個與電極電容并行連接的接地開關(guān)上。當(dāng)電極電容充電到一個預(yù)先確定的閾值電壓時，比較器改變狀態(tài)，實現(xiàn)開關(guān)動作—對定時電容放電，打開開關(guān)，這個動作將周期性的重復(fù)下去。其結(jié)果是，比較器的輸出是脈沖串，其頻率取決于總的定時電容的值。傳感器根據(jù)不同的頻率改變來報告觸摸/無觸摸狀態(tài)。
QT器件利用了一種稱為電荷保持的物理原理。舉例來說，開關(guān)在一個短時間內(nèi)施加一個電壓到感應(yīng)電極上對其充電，之后開關(guān)斷開，第二個開關(guān)再將電極上的電荷釋放到更大的一個采樣電容中。人手指的觸摸增大了電極的電容，導(dǎo)致傳輸?shù)讲蓸与娙萆系碾姾稍黾樱蓸与娙菀虼烁淖�，�?jù)此就能得出檢測結(jié)果�！ �
QT器件在突發(fā)模式采樣之后即進(jìn)行數(shù)字信號處理，這種方法能提供比競爭方案更高的動態(tài)范圍和更低的功耗，而自動校準(zhǔn)例程可以補償因為環(huán)境條件改變帶來的漂移。更重要的是，這種方法足夠靈敏，在電流透過厚的面板時不需要一個參考地連接，因此適合電池供電的設(shè)備。
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