人物应用中的电容式触摸传感器提升设计与传感器种类大全

在某个突然的时刻,电容式传感器似乎无处不在了。它们被安装在汽车座位上,以控制气囊配置和安全带预紧装置,在洗衣机和干燥机中,以校正旋转桶的状态;甚至冰箱也使用它们来控制自动去冰过程。但直到现在,它们最大的潜在应用领域还是触摸开关,触摸开关已越来越多地出现在消费电子产品中。

由于混合信号IC工艺得到广泛应用,这种技术允许芯片设计师优化芯片的模拟和数字子系统,以构建具有前所未有的灵敏度和耐用性的电容式传感器,而且成本是机械式开关所不能比拟的。

电容式传感器基本可以分为三类:电场传感器、基于弛张振荡器的传感器以及电荷转移(QT)器件。电场传感器通常会产生数百kHz的正弦波,然后将这个信号加在一个极板的一个导电盘上,并检测另外一个导電盘上的信号。当用户的手指或其他导体对象接触到两个盘的时候,接收端上的信号将改变。通过解调和滤波极板上的信号,可以获得一个直流电压,该直流电压随着接近距离而变化;将这个直流施加于阈值检测后,即可产生触摸/无触摸的信号。

弛张振荡器使用了一个有锯齿形波振荡中的可变定时单元,由于它与另一个相互并联连接到的接地开关进行比较。当该定时单元充满至一定阈值后,将其放置于下一周期开始之前,将其释放以打开开关。这导致输出是一个脉冲串,其频率取决于总定时单元值。根据不同的频率改变,报告触摸/无触摸状态。

QT(Quantum Touch)设备利用了一种物理原理称为“保持”,例如,当短时间内施加给感觉部位的一点性高频交流磁场之后,再断开,从而使得整个身体都变得更加活跃,让人感到温暖舒适。

这种方法提供了更高动态范围和更低功耗,而自动校准例程可以补偿环境条件改变引起的问题。而且,它足够灵敏,在厚面板下并不需要参考地连接,因此非常适合移动设备。在这些应用中,如微波炉、炉灶面控等挑战性应用中,都能承受很高湿度、污染挑战。而便携式电子产品经常面对环境变化,因此这就非常适合这些地方。此外,由于QT设备对干扰特别抵抗力,对手机附近强辐射源如电脑、高级手机等较为坚韧,这对于移动设备来说尤其重要,因为周围经常有很强辐射源出现。

因此,QT芯片越来越多地出现在便携式设备中。许多领先亚洲OEM厂商都采用了这种技术,如DEC、JWDigital、松下及Microstar。在JWM-8110闪存播放机中使用的是QT1080,而Microstar则是在MegaPlayer536MP3播放机中的 QT1101。这两款芯片工作在2.8~5.5V供货范围内,每小时吸收40μA功耗,被专门针对移动电子产品优化,并采用5mm×5mm×0.8mmQFN封装,这样就符合空间有限如手机或遥控手柄等小型化要求。此外,还包括邻近按键抑制功能,使得每个输入通道支持独立识别位置,而不是简单整体判断是否有人轻敲按钮或者滑动操作。在一些特殊情况下,如果现有的硬件无法满足客户需求,他们可以选择带有可编程MCU核心组成的大量晶体管集成逻辑芯片作为替代品,这样能够实现更多复杂功能。如果你想要了解更多关于如何提升你的项目或者想探索新的可能性,请继续阅读...

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