通用電容傳感器模擬前端的測(cè)量方法有哪些

　　隨著傳統(tǒng)的機(jī)械開關(guān)的使用，用戶使用電容傳感器接口的經(jīng)驗(yàn)直接與各種工作條件下（可靠性）接觸傳感器的響應(yīng)（靈敏度）方式相關(guān)。本文將介紹一些當(dāng)今為開發(fā)高質(zhì)量、可靠電容傳感器接口所采用的通用電容傳感器模擬前端測(cè)量方法。靈敏度電容傳感器的靈敏度由其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所決定，這種方法用來測(cè)量電容并且能夠精確地比較電容相對(duì)于預(yù)置接觸門限電平的變化。采用傳統(tǒng)印制電路板（PCB）方法制造的電容傳感器通常具有1 pF～20 pF的測(cè)量范圍，從而使其很難準(zhǔn)確地檢測(cè)微小變化。雖然有幾種測(cè)量這些微小值的方法，但采用16 bit電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器（CDC）的高精密測(cè)量方法仍然具有明顯的優(yōu)勢(shì)?；趥鹘y(tǒng)的低成本PCB設(shè)計(jì)的電容傳感器電容傳感器可以在標(biāo)準(zhǔn)PCB或撓性PCB上采用相同的銅材料用作信號(hào)布線。在這兩種情況下，傳感器的最大靈敏度由傳感器的物理尺寸和電介質(zhì)常數(shù)與覆蓋材料厚度的組合所決定。例如，帶有5 mm塑料覆蓋材料的3 mm厚傳感器將不如帶有2 mm塑料覆蓋材料的6 mm厚傳感器靈敏。我們的目標(biāo)是開發(fā)具有正確響應(yīng)并且滿足人機(jī)工程要求的電容傳感器。在某些應(yīng)用中傳感器可能一定很小，從而在用戶接觸面上會(huì)產(chǎn)生微小的電容變化。圖1和圖2示出了在PCB上設(shè)計(jì)電容傳感器的兩種常用方法。它們示出在用戶觸摸期間施加激勵(lì)信號(hào)時(shí)傳感器的響應(yīng)特性。雖然傳感器的電容根據(jù)用戶接觸變化方式隨這兩種方法而不同，但是傳感器的性能在這兩種情況下可以比較。激勵(lì)電容傳感器圖1中所示的例子將連續(xù)的250 kHz方波激勵(lì)信號(hào)施加在傳感器的SRC端以在電容傳感器中建立電場(chǎng)。激勵(lì)信號(hào)在傳感器中建立電場(chǎng)后，該電場(chǎng)會(huì)部分地伸出塑料覆蓋材料。其CIN端連接到CDC。