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北京時間12月25日消息,中國觸摸屏網訊, 好像在突然之間, 電容式傳感器就無處不在了。它被安裝在汽車座位里以控制氣囊配置和安全帶預緊裝置,在洗碗機和干燥機中以校正旋轉桶的狀態(tài),甚至冰箱也使用其來控制自動去冰過程。但是直到現(xiàn)在,它最大的潛在應用領域還是觸摸開關,觸摸開關已越來越多地出現(xiàn)在消費電子產品中。 因為混合信號I C工藝得到廣泛的采用, 電磁流量計這種技術允許芯片設計師優(yōu)化芯片的模擬和數(shù)字子系統(tǒng),以構建具有前所未有的靈敏度和耐用性的電容式傳感器,而且成本是機械式開關所不能比擬的。
如何工作
電容式傳感器基本上可以分成三類:電場傳感器、基于弛張振蕩器的傳感器以及電荷轉移(QT)器件。電場傳感器通常會產生數(shù)百kHz的正弦波,然后將這個信號加在電容一個極板的導電盤上,并檢測另外一個導電盤上的信號電平。當用戶的手機或另外的導體對象接觸到兩個盤的時候,接收器上的信號電平將改變。通過解調和濾波極板上的信號,可能獲得一個直流電壓,這個電壓隨電容的改變而變化;將這個電壓施加在閾值檢測器上,即可以產生觸摸/無觸摸的信號。
弛張振蕩器使用了一個電極盤,其上的電極電容構成了鋸齒波振蕩器中的可變定時單元。通過將恒定電流饋入到電極線,電極上的電壓隨時間線性增加。該電壓提供給比較器一個輸入,而比較器的輸出連接到一個與電極電容并行連接的接地開關上。當電極電容充電到一個預先確定的閾值電壓時,比較器改變狀態(tài),實現(xiàn)開關動作—對定時電容放電,打開開關,這個動作將周期性的重復下去。其結果是,比較器的輸出是脈沖串,其頻率取決于總的定時電容的值。電磁流量計傳感器根據不同的頻率改變來報告觸摸/無觸摸狀態(tài)。
QT器件利用了一種稱為電荷保持的物理原理。舉例來說,開關在一個短時間內施加一個電壓到感應電極上對其充電,之后開關斷開,第二個開關再將電極上的電荷釋放到更大的一個采樣電容中。人手指的觸摸增大了電極的電容,導致傳輸?shù)讲蓸与娙萆系碾姾稍黾?,采樣電容因此改變,據此就能得出檢測結果。
QT器件在突發(fā)模式采樣之后即進行數(shù)字信號處理,這種方法能提供比競爭方案更高的動態(tài)范圍和更低的功耗,而自動校準例程可以補償因為環(huán)境條件改變帶來的漂移。更重要的是,這種方法足夠靈敏,在電流透過厚的面板時不需要一個參考地連接,因此適合電池供電的設備。一般可用多輸入通道實現(xiàn)滑動按鍵或旋轉按鍵,而專用的QT系列芯片只用三個分辨率為7位(128點)的通道就能實現(xiàn)高分辨率線性滑動或旋轉界面。
其他可能性
很多設計師都利用QT芯片來替代電阻式 觸摸屏。因為該方法只需要將單透明層鋪設在屏幕上用于感測,與多層電阻式技術相比,對光線的吸收大大降低。OEM廠家還使用多通道傳感器來實現(xiàn)可編程的不透明觸摸表面,面板的配置由軟件來調配,這能幫助降低材料成本。同樣的辦法還為用戶依據個人喜好配置觸摸屏提供了可能,用戶可從網絡服務器下載規(guī)格,或者自己運行一個配置程序。
這種技術打開了很多應用之門,例如電磁流量計使用了平面位置檢測QT器件,終端用戶在移動電話的數(shù)字鍵盤上移動就可以輸入中文或其他復雜字符。但是這種技術的最大應用是平面坐標觸摸屏,在這種應用中,下表面感測薄膜可以替代電阻式屏,而單層薄膜獲得高透明度和低成本,不需要在前面板中開孔。
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