点击上方蓝字“工程师说硬件”一起玩耍
近年来，电容触摸传感器在可穿戴类设备中的应用逐渐广泛，TWS耳机、XR等产品都能见到其身影。相比传统的机械按键，电容触摸感应有如下优点：
空间小，无机械磨损，寿命更长；
非接触式感应，无需结构开孔，防水防尘性能好，产品外观更具美感；
01 原理
1）自电容感应
自电容感应技术的原理是，通过驱动与触摸传感器相连接的引脚并测量其电压，来确认是否存在触摸。
当手指不在触摸感应区域时，此时传感器检测到的电容约等于触摸感应区域到地之间的寄生电容Cp；
当手指触摸到感应区域时，手指和传感器垫片之间会形成一个平板电容Cf；
此时，传感器检测到总电容量为C = Cp + Cf。
2）互电容感应
互电容感应技术的原理是，通过发射电极TX向接收电极RX发送脉冲信号，并测量RX上的电荷量，来确定互电容的大小。RX上接收到的电荷和两个电极之间的互电容成正比。
当手指不在触摸感应区时，此时TX和RX之间的互电容为Cm；
当手指触摸到感应区域时，由于手指和TX之间形成平板电容，部分电荷从手指导走，RX电极接收到的电荷量减少，此时，TX和RX之间的等效互电容降低为Cm1。
02 分类
触摸传感器根据其应用场景，大致可以分为以下4类形态：按键类（零维）、滑条类（一维）、触控板类（二维）、接近检测类（三维）。
1）按键类
一个按键一般就是传感器垫片和一个绝缘覆盖涂层组成，按键四周铺设网格桐接地，通过一根走线连接传感器垫片和检测芯片。
2）滑条类
滑条类传感器主要有线性滑条和辐射滑条两种，常用于照明、音量等需要连续调节的场景。
滑条传感器一般采用“双V字”布局，确保能同时触摸到多段传感器垫片。一般包含五段的滑条，可以至少做到100的位置分辨率。
3）触控板类
触控板有两个按照X和Y轴设置的线性滑条，从而可以在某一二维平面上确定手指的位置。
4）接近检测类
接近检测的原理仍然是利用人体靠近感应垫片或走线时，电容产生的变化来判断是否有导体靠近。通常为了增大感应距离，会选择采用多个传感器一起，如下图三个感应垫片+一个环形感应线。电容式接近感应在AR佩戴检测中使用广泛。
03 防水设计
当有水渍沾附在触摸区域时，由于水的导电特性，它会为传感器到GND之间的电场提供更强的耦合路径，因此传感器检测到的总电容变成Cs = Cp + Cw。如果总电容超过手指触摸时的电容，就会产生误触发。对于汗水这种高导电性的液体来说，造成误触的风险更大。
为了应对水滴造成的额外电容的影响，有些触控检测IC会增加驱动屏蔽信号接口。在传感器垫片周围铺设网格铜（非接地）连接到IC的驱动屏蔽信号。当水滴沾附在触摸区域时，驱动感应垫片和驱动屏蔽信号电压同步，即水滴两端电压相同，则消除了水滴引起的Cw电容的影响，因此可以极大的改善水滴引起的误触问题。
以上就是本期分享的所有内容啦，欢迎大家持续关注，更多干货正在快马加鞭地赶来。
为了方便更多硬件行业的同学交流、学习。
免费扫描右侧二维码进群，交流更多行业技术、资讯、经验！
● 电源
● 运算放大器
● 往期干货全集
点赞、分享、在看，就是对我最大的支持！
