檢測(cè)投射式電容觸摸面板電容變化的芯片──maXTouch?觸摸芯片

常用投射式電容技術(shù)的應(yīng)用就是觸摸芯片透過(guò)觸摸面板精確地檢測(cè)電容變化，從而辨識(shí)出人體的接觸動(dòng)作。成熟的產(chǎn)品可讓用戶有良好的手指點(diǎn)擊和滑動(dòng)操作體驗(yàn)。此技術(shù)應(yīng)用于人機(jī)界面輸入設(shè)備已有十余年，一開(kāi)始被應(yīng)用于消費(fèi)類市場(chǎng)。2007年iPhone的發(fā)布，使得電容式觸摸面板產(chǎn)業(yè)迅速成為明星產(chǎn)業(yè)。2009年Microchip開(kāi)發(fā)出了mXT224，成為業(yè)界第一顆支持多指操作的觸摸芯片，并被應(yīng)用于AndroidTM手機(jī)上。圖一列出了自mXT224發(fā)布以來(lái)，各代maXTouch觸摸芯片的演進(jìn)。

從2017年至今， maXTouch觸摸芯片的總出貨量已超過(guò)一億八千萬(wàn)顆。其原因在于maXTouch使用了自互一體電容檢測(cè)技術(shù)和差分/單端模式的ADC硬件，以及精確觸控算法，使得觸摸芯片可以通過(guò)各種電磁干擾的嚴(yán)格考驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了可穩(wěn)定生產(chǎn)且風(fēng)險(xiǎn)極低的觸摸芯片解決方案，持續(xù)在客戶應(yīng)用中得到大量采用。maXTouch產(chǎn)品功能的演進(jìn)請(qǐng)見(jiàn)圖二。

Microchip maXTouch觸摸車用級(jí)芯片目前在全球的前裝車用市場(chǎng)擁有七成以上的市占率。其主要特色之一是實(shí)現(xiàn)了觸摸面板傳感器的自我診斷功能，并可以持續(xù)監(jiān)控觸摸系統(tǒng)的功能完整性。這些自我診斷功能滿足《ISO 26262乘用車功能安全規(guī)范》所規(guī)定的「汽車安全完整性等級(jí)」（ASIL）分級(jí)指標(biāo)。同時(shí)，TD系列還新增了波形整型專利技術(shù)（圖三），可大幅調(diào)整信號(hào)發(fā)射頻率，有效地讓maXTouch觸摸芯片滿足CISPR-25 5級(jí)汽車電磁干擾要求。新的觸摸芯片還滿足汽車溫度等級(jí)3（-40到+85 ℃ ）和等級(jí)2（-40到+105 ℃），并已通過(guò)汽車零部件可靠性AEC-Q100認(rèn)證。

Microchip最新發(fā)布的mXT2952TD產(chǎn)品（圖四），是應(yīng)用于商業(yè)和工業(yè)控制領(lǐng)域的觸摸芯片。TD系列的一個(gè)特點(diǎn)是使用互電容搭配差分模式ADC采樣技術(shù)來(lái)測(cè)量多指信號(hào)。這個(gè)檢測(cè)技術(shù)帶來(lái)了更好的信噪比（SNR），有效地消除了LCM噪聲干擾，且可支持10 mm厚度的玻璃蓋板。

Microchip maXTouch觸摸芯片延用了以往完善的電容觸摸技術(shù)，如三倍輸入電壓的驅(qū)動(dòng)能力，足以驅(qū)動(dòng)大尺寸觸摸面板；具備輸出信號(hào)的跳頻和波形整形技術(shù)以及自互容和差分、單端模式ADC的采樣技術(shù)，只要在芯片內(nèi)儲(chǔ)存一組預(yù)設(shè)配置，不需要用戶手動(dòng)切換模式，便能支持不同厚度手套與被動(dòng)手寫筆的應(yīng)用、動(dòng)態(tài)檢測(cè)面板沾水情況等多種外在環(huán)境干擾，以通過(guò)各種嚴(yán)格的使用者體驗(yàn)和電磁干擾測(cè)試。同時(shí)也已構(gòu)建了支持不同操作系統(tǒng)的maXTouch驅(qū)動(dòng)程序GitHub資源庫(kù)和出貨模組檢驗(yàn)工具（maxTouch Analyzer Tool），以確保一致的出貨質(zhì)量。

綜上所述，Microchip maXTouch觸摸芯片是一個(gè)成熟并完整的產(chǎn)品。良好完善的maXTouch Studio開(kāi)發(fā)工具，值得業(yè)界人士用來(lái)了解maXTouch技術(shù)以及進(jìn)一步開(kāi)發(fā)終端產(chǎn)品。Microchip每年還會(huì)在全球各地區(qū)為合作伙伴舉辦maXTouch產(chǎn)品的技術(shù)培訓(xùn)，提供觸摸面板設(shè)計(jì)以及觸摸效能調(diào)整方面的咨詢和新產(chǎn)品規(guī)劃的更新。在Microchip的官網(wǎng)上可以下載到每一個(gè)maXTouch觸摸芯片的規(guī)格書(shū)。若客戶與Microchip簽屬了保密協(xié)議，則會(huì)有更多文件以及調(diào)試工具提供給客戶進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。