電容觸摸感應(yīng)檢測(cè)的是電容值的微小變化，這種微弱的信號(hào)極易被外界干擾造成誤觸發(fā)，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)中應(yīng)該尤其注意元器件選擇、元器件布局、線路板走線。好的設(shè)計(jì)規(guī)則是產(chǎn)品成功的關(guān)鍵，本篇介紹電容感應(yīng)電路PCB設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)。
一、元器件選擇
1.1 供電處理
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該把觸摸電路部分當(dāng)成是獨(dú)立模塊來(lái)設(shè)計(jì)，在取電時(shí)，應(yīng)與其他模塊并列采用“星型”連接方式，把取電處連接在輸入電容Vin、GND根部，避免其他模塊對(duì)觸摸芯片電源造成干擾。
觸摸芯片VDD要求低紋波，如果輸入端紋波很大，那么需要使用RC、LC或者三端穩(wěn)壓器等穩(wěn)壓后再供給觸摸芯片。如果成本限制的很嚴(yán)格，也可以分應(yīng)用場(chǎng)合選擇加或者不加。一般情況下，應(yīng)用在電池供電系統(tǒng)，或輸入源為線性電源，此類電路可以選擇不加穩(wěn)壓電路直接供給觸摸芯片；應(yīng)用在輸入源為開(kāi)關(guān)電源，或者系統(tǒng)中存在電機(jī)，或者系統(tǒng)中存在RF電路，此類電路需要加穩(wěn)壓電路給觸摸芯片供電。
1.2 觸摸面板
根據(jù)如下公式可知，影響電容大小的因素有：介質(zhì)介電常數(shù)，正對(duì)面積，板間距離。
應(yīng)用設(shè)計(jì)中與以上三個(gè)影響因素對(duì)應(yīng)的參數(shù)分別是：面板材料，感應(yīng)盤大小，面板厚度。面板材料一般可選玻璃、亞克力、ABS，原則上是感應(yīng)盤面積越大，面板厚度越薄，得到的電容值就越大，反應(yīng)就越靈敏，但是實(shí)際應(yīng)用時(shí)感應(yīng)盤面積不能太大，原因一是PCB空間不允許，原因二是太大的感應(yīng)盤會(huì)導(dǎo)致極小的干擾造成誤觸發(fā)。實(shí)際應(yīng)用時(shí)通常遵循以下原則：
下面列出另外幾種常用的面板材料，以供設(shè)計(jì)時(shí)參考。
如果觸摸面板與PCB板有一定距離，可以使用導(dǎo)電材料將感應(yīng)盤延伸至面板背面，通常使用銅箔、金屬片、平面彈簧、導(dǎo)電棉等，其中平面彈簧是最常用的，也是成本最低的。
二、元器件布局
- 濾波電容、感應(yīng)線上串聯(lián)的電阻應(yīng)緊貼觸摸芯片放置；
- 如果有多個(gè)觸摸感應(yīng)盤，在PCB板空間允許的情況下，應(yīng)盡量保證每個(gè)感應(yīng)盤距離觸摸芯片的距離相等，如下圖；
3. 單鍵觸摸感應(yīng)盤可以設(shè)計(jì)成多種形狀，圓形、正方形、三角形及異形，感應(yīng)盤之間距離應(yīng)大于2.5mm，各感應(yīng)盤大小應(yīng)不小于5mm*5mm，不大于15mm*15mm，8mm-15mm之間推薦使用圓形感應(yīng)盤，5mm-8mm推薦使用正方形感應(yīng)盤來(lái)增大感應(yīng)面積；
4. 當(dāng)應(yīng)用為滑條時(shí)，如果簡(jiǎn)單粗暴的使用規(guī)則感應(yīng)盤排列形成一條線，要做到精細(xì)調(diào)節(jié)時(shí)就需要很多的感應(yīng)盤，對(duì)應(yīng)的是很多的IO口，對(duì)觸摸芯片要求高。因此處理滑條感應(yīng)時(shí)通常采用“矢量”控制法，通過(guò)計(jì)算手指觸摸導(dǎo)致各個(gè)傳感通道增加的電容值與參考電容的比值來(lái)確定手指的具體位置，使用很少數(shù)量的感應(yīng)盤即可實(shí)現(xiàn)多段式控制；
5. 滑輪觸摸應(yīng)用設(shè)計(jì)和滑條應(yīng)用類似。
三、PCB走線
- 在PCB工藝允許的情況下，感應(yīng)盤到觸摸芯片的連線應(yīng)盡量短，線寬應(yīng)盡量小，雙面板設(shè)計(jì)時(shí)線寬0.12mm-0.2mm（5mil-8mil），單面板設(shè)計(jì)時(shí)線寬0.2mm-0.3mm（8mil-12mil）,走線周圍1mm不要走其他信號(hào)線，與鋪地銅箔保持至少1mm間距；
- 感應(yīng)盤電氣網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)與PCB板邊應(yīng)保持3mm以上距離，與金屬外殼保持5mm以上距離；
- 如果把有感應(yīng)盤一面定義為正面，另一面定義為反面，正面鋪銅時(shí)應(yīng)注意產(chǎn)品使用場(chǎng)合，鋪銅會(huì)導(dǎo)致觸摸靈敏度降低，建議鋪銅與感應(yīng)盤間隔大于2mm，如果觸摸面板很厚，或者應(yīng)用在潮濕的環(huán)境中，建議正面感應(yīng)盤周圍不要鋪銅。反面鋪銅通常采用網(wǎng)格狀銅箔，銅箔面積與網(wǎng)格總面積比值不超過(guò)30%，一般取線寬設(shè)置6mil，網(wǎng)格尺寸30mil，銅箔角度設(shè)置為45度，如果觸摸面板很厚，反面鋪銅可以選擇不鋪感應(yīng)盤映射部分并保持大于1mm間距；
- 感應(yīng)盤到觸摸芯片的連線應(yīng)盡量避免跨越強(qiáng)干擾、高頻信號(hào)線，應(yīng)遠(yuǎn)離脈沖信號(hào)，與其他信號(hào)平行走線時(shí)中間應(yīng)鋪地。
