人物的智能生活探索电容式触摸传感器及其提升应用设计

在某个人的生活中,电容式触摸传感器的应用设计正逐渐变得普遍。它们不仅被安装在汽车座位上,以控制气囊配置和安全带预紧装置,而且还出现在洗碗机和干燥机中,用来校正旋转桶的状态。甚至连冰箱也使用它们来控制自动去冰过程。不过,最广泛的应用场景之一仍然是触摸开关,这种技术正在越来越多地出现在消费电子产品中。

由于混合信号IC工艺得到了广泛采用,这使得芯片设计师能够优化模拟和数字子系统,从而构建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。

电容式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)器件。例如,通过产生数百kHz的正弦波,并将其加到一个极板上的导电盘上,然后检测另一个导电盘上的信号变化,当用户的手指或其他金属对象接触到两个盘时,可以得到触摸/无触摸的信号。

另外一种类型是基于弛张振荡器的传感器,它使用了一个锯齿波振荡器中的可变定时单元。当恒定电流馈入到这个单元时,随时间线性增加的电压提供给比较器输入。当预先确定阈值达成时,比较器改变状态,从而实现开关动作—对定时单元放電,并重复此过程以产生脉冲串,其频率取决于总定时单元值。

最后,一些QT(量研公司)芯片利用了一种称为“物理原理”的方法,即当手指接近并与物体之间形成连接后,使得采样设备上的计数发生变化,从而可以检测到这种联系。这使得这些芯片适合用于各种环境,如微波炉、炉灶面板等,以及便携设备,因为它对湿度、污染以及辐射源都有很高抗干扰能力。

这些QT芯片已经成为许多领先亚洲OEM厂商选择的一部分,如DEC、JWDigital、松下和Microstar。在移动电子产品如闪存播放机或MP3播放机中,它们提供了独立按键通道支持8至10个按键,并且包括邻近按键抑制功能,以确保准确识别手指位置。此外,它们利用扩谱搜索自动校准以最大限度减少噪声并提高性能。此外,还有专门针对滑动或旋转界面的多输入通道实现,可返回128点结果,使其非常适合平面坐标触摸屏应用。

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