好像在突然之间,电容式传感器就无处不在了。它被安装在轿车座位里以操控气囊装备和安全带预紧设备,在洗碗机和干燥机中以校对旋转桶的状况,乃至冰箱也运用其来操控主动去冰进程。可是直到现在,它最大的潜在使用领域仍是接触开关,接触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工艺得到广泛的选用,电磁流量计这种技能答应芯片设计师优化芯片的模仿和数字子系统,以构建具有史无前例的活络度和耐用性的电容式传感器,并且本钱是机械式开关所不能比较的。
怎么作业
电容式传感器基本上能够分红三类:电场传感器、根据弛张振动器的传感器以及电荷转移(QT)器材。电场传感器通常会发生数百kHz的正弦波,然后将这个信号加在电容一个极板的导电盘上,并检测别的一个导电盘上的信号电平。当用户的手机或别的的导体目标接触到两个盘的时分,接收器上的信号电平将改动。经过解谐和滤波极板上的信号,或许取得一个直流电压,这个电压随电容的改动而改动;将这个电压施加在阈值检测器上,即能够发生接触/无接触的信号。
弛张振动器运用了一个电极盘,其上的电极电容构成了锯齿波振动器中的可变守时单元。经过将恒定电流馈入到电极线,电极上的电压随时间线性添加。该电压供给给比较器一个输入,而比较器的输出衔接到一个与电极电容并行衔接的接地开关上。当电极电容充电到一个预先确定的阈值电压时,比较器改动状况,完成开关动作—对守时电容放电,翻开开关,这个动作将周期性的重复下去。其成果是,比较器的输出是脉冲串,其频率取决于总的守时电容的值。电磁流量计传感器根据不同的频率改动来陈述接触/无接触状况。
QT器材运用了一种称为电荷坚持的物理原理。举例来说,开关在一个短时间内施加一个电压到感应电极上对其充电,之后开关断开,第二个开关再将电极上的电荷释放到更大的一个采样电容中。人手指的接触增大了电极的电容,导致传输到采样电容上的电荷添加,采样电容因而改动,据此就能得出检测成果。
QT器材在突发形式采样之后即进行数字信号处理,这种方法能供给比竞赛计划更高的动态规模和更低的功耗,而主动校准例程能够补偿由于环境条件改动带来的漂移。更重要的是,这种方法满足活络,在电流透过厚的面板时不需要一个参阅地衔接,因而合适电池供电的设备。一般可用多输入通道完成滑动按键或旋转按键,而专用的QT系列芯片只用三个分辨率为7位(128点)的通道就能完成高分辨率线性滑动或旋转界面。
其他或许性
许多设计师都运用QT芯片来代替电阻式接触屏。由于该方法只需要将单通明层铺设在屏幕上用于感测,与多层电阻式技能比较,对光线的吸收大大下降。OEM厂家还运用多通道传感器来完成可编程的不通明接触外表,面板的装备由软件来分配,这能协助下降资料本钱。相同的方法还为用户根据个人喜爱装备接触屏供给了或许,用户可从网络服务器下载标准,或许自己运转一个装备程序。
这种技能翻开了许多使用之门,例如电磁流量计运用了平面方位检测QT器材,终端用户在移动电话的数字键盘上移动就能够输入中文或其他杂乱字符。可是这种技能的最大使用是平面坐标接触屏,在这种使用中,下外表感测薄膜能够代替电阻式屏,而单层薄膜取得高通明度和低本钱,不需要在前面板中开孔。