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摘要:本文介绍几款主流电容触摸感应技术,并研究它们的开发周期、检测技术及实现方式等。此文对产品开发具有参考意义。
关键词:电容触摸感应芯片;检测技术实现方式;开发周期
中图分类号:TP391.7 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 20-0000-01
The Application Study of Several Capacitive Touch Detection Devices
Fan Zhicheng
(Department of Mechanical and Electrical,Heyuan Technology School,Heyuan517000,China)
Abstruct:This paper introduces several mainstream capacitive touch sensor technology,and to study their development cycle,detection technology and means of realization.This paper has the reference significance for product development.
Keywords:Capacitive touch detection device;Detection technology;Development cycle
一、引言
目前國内市场提供电感式触摸感应芯片的公司有很多,站在企业的角度,该如何权衡公司经济效益,如何提高产品性价比呢?在此,本文将比较几款市场流行的电容触摸感应芯片,分析各种不同参数的优劣性,为公司设计做一个参考。
二、电容式触摸检测技术的原理及特点
(一)原理:利用人体的导电性,触摸或接近电极时,引起电场或电容量的变化。
(二)特点:电容变化量小,但是容易受温度湿度,面板表面污垢及电磁场的干扰。
三、电容式触摸检测技术的应用
目前市场上电容式触摸检测技术的应用,可以分如下四类:
(一)手持设备,如手机,MP3,MP4,PDA,DSC等;
(二)小家电,如微波炉,电磁炉,果汁机等;
(三)黑白电器,如洗衣机,冰箱,空调,DVD等;
(四)其他设备,如门禁系统,POS,医疗设备等。
可见,绝大多数机械类、薄膜类按键都可被电容触摸感应技术取代。
四、电容式触摸面板对比传统机械类及薄膜类面板的优势
(一)电容式触摸面板比传统机械式面板,外观更美观先进。表现为:(1)用户操作面板不需要开孔,模具结构完整;(2)按键形状及色彩搭配设计灵活;(3)可用丰富的背光设计,产生绚丽效果。
(二)传感器电路结构简单。PCB设计,使用简单的PCB图形即可实现按键功能;
(三)没有机械行程,无摩擦,使用寿命长;
(四)面板无孔无间隙,防水,放油,适合清洁;
(五)操作方式灵活,可单点触,多点触及滑屏控制;
(六)明显提升产品档次,投入/产出比高。
五、主流的电容触摸检测技术
(一)电荷转移技术:(1)通过电荷转移技术实现小电容检测;(2)测试时间长,外围元件多;(3)对电源稳定性要求高。
(二)RC振荡器技术:(1)采用频率调制法;(2)对电源要求高;(3)容易受干扰。
(三)阻抗检测技术:(1)测试交流阻抗/时间的变化;(2)实现的方式多样,包括:峰值检测,DLL,高精度TDC技术等。
(四)其他技术:Sigma-Delta CDC技术等。
六、主流的电容触摸检测技术实现方式
(一)基于MCU平台的设计:(1)程序灵活单功能实现效率不高;(2)功耗较高;(3)产品的性价比不高。
(二)ASSP设计:(1)针对触摸屏感应应用定制产品,可灵活配置参数,适应性更强;(2)低功耗;(3)性价比更具竞争力。
七、几款主流电容触摸感应芯片的各方面参数对比
在此,选取了Cypress,ST,Freescale,Elan等几款市场常用的芯片,分别从选型,按键数,实现方式,开发周期,是否具有MCU功能,外围元件的多少,系统成本,芯片售价及封装等方面,进行比对分析如下:
八、结语
对市场主流的4款电容式触摸感应芯片的分析可知,每个芯片厂商都有其特点及不足之处。本文的分析结果,可供产品设计公司在设计产品时作参考,公司可根据接单量,技术人员研发能力,开发周期等因素,选择一款性价比最高的芯片进行设计开发。
参考文献:
[1]"CY8C21534 DATASHEET"Cypress Semiconductor
[2]"QST108 DATASHEET"STMicroelectronics
[3]"MPR084 DATASHEET"Freescale Semiconductor
[4]"EKT8120 DATASHEET"ELAN Microelectronics
[作者简介]范志诚(1981.9-),男,广东紫金县人,硕士,中级职称,研究方向:机械电子工程。
关键词:电容触摸感应芯片;检测技术实现方式;开发周期
中图分类号:TP391.7 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 20-0000-01
The Application Study of Several Capacitive Touch Detection Devices
Fan Zhicheng
(Department of Mechanical and Electrical,Heyuan Technology School,Heyuan517000,China)
Abstruct:This paper introduces several mainstream capacitive touch sensor technology,and to study their development cycle,detection technology and means of realization.This paper has the reference significance for product development.
Keywords:Capacitive touch detection device;Detection technology;Development cycle
一、引言
目前國内市场提供电感式触摸感应芯片的公司有很多,站在企业的角度,该如何权衡公司经济效益,如何提高产品性价比呢?在此,本文将比较几款市场流行的电容触摸感应芯片,分析各种不同参数的优劣性,为公司设计做一个参考。
二、电容式触摸检测技术的原理及特点
(一)原理:利用人体的导电性,触摸或接近电极时,引起电场或电容量的变化。
(二)特点:电容变化量小,但是容易受温度湿度,面板表面污垢及电磁场的干扰。
三、电容式触摸检测技术的应用
目前市场上电容式触摸检测技术的应用,可以分如下四类:
(一)手持设备,如手机,MP3,MP4,PDA,DSC等;
(二)小家电,如微波炉,电磁炉,果汁机等;
(三)黑白电器,如洗衣机,冰箱,空调,DVD等;
(四)其他设备,如门禁系统,POS,医疗设备等。
可见,绝大多数机械类、薄膜类按键都可被电容触摸感应技术取代。
四、电容式触摸面板对比传统机械类及薄膜类面板的优势
(一)电容式触摸面板比传统机械式面板,外观更美观先进。表现为:(1)用户操作面板不需要开孔,模具结构完整;(2)按键形状及色彩搭配设计灵活;(3)可用丰富的背光设计,产生绚丽效果。
(二)传感器电路结构简单。PCB设计,使用简单的PCB图形即可实现按键功能;
(三)没有机械行程,无摩擦,使用寿命长;
(四)面板无孔无间隙,防水,放油,适合清洁;
(五)操作方式灵活,可单点触,多点触及滑屏控制;
(六)明显提升产品档次,投入/产出比高。
五、主流的电容触摸检测技术
(一)电荷转移技术:(1)通过电荷转移技术实现小电容检测;(2)测试时间长,外围元件多;(3)对电源稳定性要求高。
(二)RC振荡器技术:(1)采用频率调制法;(2)对电源要求高;(3)容易受干扰。
(三)阻抗检测技术:(1)测试交流阻抗/时间的变化;(2)实现的方式多样,包括:峰值检测,DLL,高精度TDC技术等。
(四)其他技术:Sigma-Delta CDC技术等。
六、主流的电容触摸检测技术实现方式
(一)基于MCU平台的设计:(1)程序灵活单功能实现效率不高;(2)功耗较高;(3)产品的性价比不高。
(二)ASSP设计:(1)针对触摸屏感应应用定制产品,可灵活配置参数,适应性更强;(2)低功耗;(3)性价比更具竞争力。
七、几款主流电容触摸感应芯片的各方面参数对比
在此,选取了Cypress,ST,Freescale,Elan等几款市场常用的芯片,分别从选型,按键数,实现方式,开发周期,是否具有MCU功能,外围元件的多少,系统成本,芯片售价及封装等方面,进行比对分析如下:
八、结语
对市场主流的4款电容式触摸感应芯片的分析可知,每个芯片厂商都有其特点及不足之处。本文的分析结果,可供产品设计公司在设计产品时作参考,公司可根据接单量,技术人员研发能力,开发周期等因素,选择一款性价比最高的芯片进行设计开发。
参考文献:
[1]"CY8C21534 DATASHEET"Cypress Semiconductor
[2]"QST108 DATASHEET"STMicroelectronics
[3]"MPR084 DATASHEET"Freescale Semiconductor
[4]"EKT8120 DATASHEET"ELAN Microelectronics
[作者简介]范志诚(1981.9-),男,广东紫金县人,硕士,中级职称,研究方向:机械电子工程。