淺析電容觸控測量的主流方法

先回顧一下中學(xué)里學(xué)習(xí)的等勢體或連通器的概念，對電容觸控原理的理解會比較容易。

如下圖兩端容器有壓差，就會形成流通性?？梢园讶萜骼锼{(lán)色部分看成是液體或電荷，只要底部是有效連通的，只要時間足夠充裕，每次都能得到穩(wěn)定后的數(shù)值。

我們在《電容觸控的那些事兒（一）》中有提到實際電容觸控項目中每個傳感器通道的等效電容約10 pF量級。在以往的低成本方案中，直接測量這個小電容數(shù)值的變化量是比較困難的，通常會變通間接去測量，有通過振蕩電路的、有通過充電時間的、有通過外部放大的等等，這些方法已不是主流，在此不深入介紹。

隨著半導(dǎo)體集成度及精度的不斷提高，現(xiàn)在的電容信號采樣可以直接用ADC或增強型ADC讀取。操作簡單、速度快，可以釋放MCU的工作負(fù)荷，讓MCU可以有更多的時間做其他的工作或休眠降低功耗。是目前電容觸控測量的主流方法。

上圖中綠色底標(biāo)的CHOLD是ADC的采樣保持電容，CX是外部觸摸傳感器的等效電容，這兩個電容就可以看成是連通器的兩端容器。中間有一些開關(guān)，可以協(xié)作分別完成兩邊電容的充電、放電、連通等動作，以前是軟件來控制，現(xiàn)在基本是硬件完成，效率更進(jìn)一步。這種方式就是電荷轉(zhuǎn)移成等勢體，然后進(jìn)行采樣。

最新的芯片還會集成硬件濾波、放大倍數(shù)調(diào)整等，信號的信噪比也大大提高；CHOLD通常也是可以調(diào)節(jié)的，以配合外部的CX的大小，盡量數(shù)值相當(dāng)，這樣會得到較大的變化量。

通常觸摸信號會夾帶或多或少的噪聲一起輸入進(jìn)來，先經(jīng)硬件低通濾波，如果硬件還是沒有把噪聲過濾干凈的話，還有軟件濾波、跳頻等機制，把有效信號還原出來。只要傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，參數(shù)配置得當(dāng)，觸摸操作的準(zhǔn)確度還是可以達(dá)到100%的。