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触摸开关设计技巧
发布日期:2011-06-29

关键字:触摸开关   设计技巧 
       触摸开关已经被广泛使用很多年了。但近期混合信号可编程器件的发展,让电容式触摸开关已成为各种消费电子产品中机械式开关的一种实用、增值型替代方案。
  典型的电容式触摸开关覆盖层的厚度为3mm或更薄。随着覆盖层厚度的增加,手指触摸的传感将变得越来越困难。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向艺术发展。为了说明如何制作一个能够提升目前技术极限的电容式传感器,本文所述的实例中选用玻璃覆盖层的厚度为10mm。玻璃使用简单,随处可见,而且是透明的,所以你可以看到下面的感应垫。玻璃覆盖层还可直接应用于白色家电。
  手指电容
  任何电容式触摸开关系统的核心都是一组与电场相互作用的导体。人体皮肤下面的组织中充满了传导电解质---这是一种有损电介质。正是手指的这种导电特性使得电容式触摸开关成为可能。
  简单的平行板电容器有两个导体,这两个导体之间隔着一层电介质。该系统中的大部分能量直接聚集在电容器极板之间。少许能量会泄露到电容器极板以外的空间,而由这些泄露能量所形成的电场叫做边缘场。制作实用电容式触摸开关的部分难题在于需要设计一套印刷电路板轨线,来将边缘场引导到用户易接近的有效感应区域中。平行板电容器不是这种触摸开关模式的理想选择。
  当把手指放在边缘电场的附近时,电容式触摸开关系统的导电表面积会增加。由手指所产生的额外电荷存储容量,就是我们所知的手指电容CF。在本文中,无手指触摸时的触摸开关用CP来表示,意指寄生电容。
  关于电容式触摸开关人们常有这样的误解:为了使系统正常工作,手指必须接地。实际上,手指之所以被传感是因为它带有电荷,而与其是否悬空或接地完全无关。
   电容式触摸开关与机械式开关相比的主要优点是长期使用时不易损坏。混合信号技术的发展,不仅让触摸式开关的成本在各种消费类产品中降到了具有成本效益的水平,还提高了检测电路的灵敏度和可靠性(因为增加了覆盖层的厚度和耐用性)。
 

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