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觸摸感應(yīng)按鍵能否提供順暢,靈敏的觸摸感應(yīng)體驗,主要取決于感應(yīng)靈敏度和有效觸摸反應(yīng)時間, 觸摸感應(yīng)芯片的有效觸摸反應(yīng)時間幾乎為定值,因此觸摸感應(yīng)靈敏度是影響觸摸感應(yīng)體驗的最主要的因素。
觸摸感應(yīng)芯片是基于高精度電容數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù),對電容感應(yīng)盤上的寄生電容的變化△C進(jìn)行檢測,并通過內(nèi)嵌的RISC處理器進(jìn)行運算和邏輯決策來指示按鍵動作 的。觸摸感應(yīng)靈敏度是通過選擇基準(zhǔn)電容CSEL的值來調(diào)整的。按鍵感應(yīng)盤上的寄生電容的變化△C是判定觸摸感應(yīng)事件的唯一的依據(jù)。
從物理學(xué)上講,按鍵感應(yīng)盤上的寄生電容是復(fù)雜的多介質(zhì)三維寄生電容,在觸摸感應(yīng)面板的應(yīng)用中,我們可以近似地將寄生電容看作是由C1,C2,C3三部分構(gòu)成,其中C1與PCB材質(zhì),PCB的布局和走線方式產(chǎn)有關(guān),C2 與溫度,濕度等環(huán)境條件有關(guān),C3 與感應(yīng)盤上的絕緣覆蓋面板厚度裝配緊密程度有關(guān)。對于已經(jīng)定型的PCB板來說C1是一定的,環(huán)境條件產(chǎn)生的寄生電容變化已經(jīng)在芯片內(nèi)部得到了自動補償,因此,感應(yīng)盤上寄生電容的變化主要取決于C3的變化△C3。
當(dāng)手指觸摸觸摸感應(yīng)面板的按鍵時,按鍵感應(yīng)盤與手指之間形成一個平板電容器,手指與按鍵感應(yīng)盤分別為平板電容器的兩個極板,絕緣面板為填充在兩個極板之間的介電質(zhì),此平板電容器的容值為:
C3=εS/4πkd
其中:ε為絕緣介質(zhì)的介電常數(shù),
S為電極(感應(yīng)盤)面積
K為靜電力常數(shù)
d為絕緣介質(zhì)面板厚度
手指在遠(yuǎn)處與感應(yīng)盤之間形成的C3約為0,因此手指由遠(yuǎn)處到達(dá)覆蓋于按鍵感應(yīng)盤上方的絕緣面板表面時,產(chǎn)生的C3變化
△C3=εS/4πkd
因此,我們得出結(jié)論:
1, 觸摸感應(yīng)面板的靈敏度與絕緣面板的材質(zhì)有關(guān),介電常數(shù)越大,觸摸感應(yīng)靈敏度越高。
下面列出幾種常用材料的相對介電常數(shù),以供讀者設(shè)計觸摸界面時參考。
空氣 1
木材 2
有機玻璃 3
ABS塑料 4
普通玻璃 7.8
這就不難理解為什么同一塊觸摸感應(yīng)控制板,蓋上普通玻璃要遠(yuǎn)比蓋上相同厚度的有機玻璃靈敏度高。為什么在裝配產(chǎn)品時,一定要使感應(yīng)盤與絕緣面板背面緊密貼合不留空氣間隙的原因。
2, 觸摸感應(yīng)面板的靈敏度與絕緣面板的厚度有關(guān),同一介質(zhì)的絕緣面板,厚度越薄靈敏度越高,絕緣面板厚度越大,靈敏度越低。
3, 觸摸感應(yīng)面板的靈敏度與按鍵感應(yīng)盤的有效面積有關(guān),面積越大,靈敏度越高,面積越小,靈敏度越低。
在實際應(yīng)用中,如果產(chǎn)品的絕緣面板太厚,調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電容大小已經(jīng)不能改善靈敏度的情況下,可以通過適當(dāng)加大感應(yīng)盤面積的方法來補償面板太厚造成的靈敏度的損失。
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