在某个清晨,电容式传感器如同突然间的奇迹般出现在了我们生活中的每一个角落。它们不仅被安装在汽车座位上,以精确控制气囊和安全带的配置,还在洗衣机和干燥机中调节旋转桶的状态。在冰箱里,它们负责自动去冰过程,但最为人熟知的是它们作为触摸开关,在我们的智能手机、平板电脑和其他消费电子产品中扮演着越来越重要的角色。
随着混合信号IC技术的普及,这种技术使得芯片设计师能够优化模拟与数字子系统,从而构建出具有前所未有的灵敏度和耐用性的电容式传感器,同时成本远低于机械式开关。
这些传感器可以分为三类:电场传感器、基于弛张振荡器的传感器以及电荷转移(QT)设备。电场传感器通过产生高频正弦波并检测接触物体时信号变化来工作。而弛张振荡器则利用变定时单元将恒流馈入到可变定时单元以实现线性加压。当定时达到预设值,比较器输出改变状态,完成开关操作,并重复这个周期,以报告触摸或无触摸状态。
QT设备利用了物理原理,即充电后释放至更大采样电容,其结果是根据增加的手指增大的相应变化报告检测结果。这种方法提供了比竞争方案更高动态范围、更低功耗,并且适合便携式电子产品使用,因为它不需要参考地连接,而且足够灵敏,不受厚面板影响。
应用实例包括微波炉面板控制,以及便携式电子产品,如移动电话等,它们经常面对环境变化挑战。由于QT设备对于移动设备来说尤其重要,因为周围可能存在强烈辐射源,如个人计算机或手机,因此越来越多地用于便携式设备中。
例如,JWM-8110闪存播放器采用了QT1080,而Microstar MegaPlayer536MP3播放器使用了QT1101。这两款芯片支持8个独立通道或10个通道,并包含邻近按键抑制功能,可以确定手指位置。此外,它们都采用5mm×5mm×0.8mmQFN封装,对于空间有限的小型设备至关重要。
除了作为替代普通屏幕之外,这些多通道传感也用于可编程非透明表面,使用户可以根据喜好下载规格或自行配置程序。此外,还有平面坐标触摸屏应用,其中下表面的薄膜替代了之前需要在前面板中开孔的问题,现在只需一层薄膜即可获得高透明度与低成本。
如果现有硬件不足以满足需求,可选择带有MCU内核的芯片进行定制,比如Jenn-AirAttrezzi食品搅拌机,该装置通过精确监测用户输入并控制功率三端双向硅开关,最小化EMC问题。