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电容式触摸传感器触摸屏的实现原理


所属分类:行业资讯???????发布时间:2018-03-13

  随着混合信号技术的发展,可以利用基于噪声门限和手指门限的反跳法,实现按键开关状态之间的干净爽利的转换,从而使得电容式触摸传感器成为各种消费电子产品中机械式开关的一种实用、增值型替换方案,另外,还进步了检测电路的灵敏度和可靠性。触摸传感器的广泛使用已经有很多年了。不过,随着近期混合信号可编程器件的发展,使得电容式触摸传感器成为各种消费电子产品中机械式开关的一种实用、增值型替换方案。对于典型的电容式传感器,规定其覆盖层的厚度为3mm或更薄。随着覆盖层厚度的增加,来传感手指的触摸将变得越来越困难。换句话说,伴随着覆盖层厚度的增加,系统调整过程将必须从“科学”跨越到“精益求精”。为了说明如何制作一个能够提升目前技术限的电容式传感器,在本文所述的实例中,选用玻璃覆盖层的厚度为10mm。玻璃易于使用,购买方便,而且是透明的,因此您可以看到下面的感应垫。玻璃覆盖层还被直接应用于白色家电。手指电容所有电容式触摸传感系统的核心部分都是一组与电场相互作用的导体。在皮肤下面,人体组织中布满了传导电解质(一种有损电介质)。正是手指的这种导电特性,使得电容式触摸传感成为可能。简单的平行板电容用具有两个导体,其间隔着一层电介质。该系统中的大部分能量直接*在电容器板之间。少许能量会泄露到电容器板以外的空间,而由这些泄露能量所形成的电场被称为“边沿场”。
  制作实用电容式传感器的部分困难在于:需要设计一组印制导线,将上述的边沿场引导到用户易接近的有效感应区域中。显然,对于这种传感器模式来说,平行板电容器并非上佳之选。为了实现电容式传感和串行通讯,该电路采用了赛普拉斯的IC芯片。该芯片包含一组模拟和数字功能块,这些功能块可由存储于板上闪存中的固件来配置。另一颗芯片负责处理RS232的电平移位,以便建立到主机的通讯链接,并实现波特率为的电容式传感数据记录。四个电容传感按键的引脚分配在图5的表中给出。是通过一个包含电源、地以及编程引脚和的接头来实现编程的。而通过一个DB9连接器将电脑与电容式传感电路板相连。
机械式开关相比,基于电容的触摸传感器的主要优点是耐用性好,不易损坏,可以长期使用。混合信号技术的近期发展,不仅使得触摸式传感器的本钱在各种消费类产品中降到了具有本钱效益的水平,而且还进步了检测电路的灵敏度和可靠性(由于增加了覆盖层的厚度和耐用性)。利用本文先容的设计方法,说明通过一个10mm的玻璃来检测手指的按键触压是可能的,并利用基于噪声门限和手指门限的反跳法,实现了按键开关状态之间的干净爽利的转换,从而使电容式触摸传感器成为机械式开关元件的一种实用型替换方案。

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