松弛振荡器触摸感应技术

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浅谈电容触摸技术的各类解决方案

浅谈电容触摸技术的各类解决方案摘要：各类家电的操作器普遍采用触摸按键的方式对设备进行控制，在抗干扰以及响应速度上有不错的表现，结构上不易损坏，而且也有整体性的外观亮点。

其中电容式触摸按键响应快被广泛使用，本文针对电容触摸方式探讨了各公司提出和设计的电容触摸按键解决方案以及设计所需注意事项。

关键词：电容；触摸按键；Brief discussion on various solutions of capacitive touch technology（TCL Air Conditioner（ZhongShan）Co.,Ltd, 528400）Abstract:The operators of all kinds of household appliances generally use touch keys to control the equipment, in the anti-interference and response speed has a good performance, the structure is not easy to damage, but also has the overall appearance of bright spots. Capacitive touch key response is widely used. This paper discusses the capacitive touch key solutions proposed and designed by various companies and the matters needing attention in design.Key words: capacitance; Touch key;引言电容传感器可以解决许多不同类型的传感和测量问题。

它们能够被集成到一个印刷电路板或一个微芯片中，并且具有非常优秀的精确性，对温度良好的稳定性，以及很少的耗电量。

电磁炉触摸控制原理与检修技术

电磁炉触摸控制原理与检修技术虽然机械按键（轻触键）控制技术很成熟，且电路结构简单、成本低廉，已在很多电子产品中广泛应用，但由于机械按键本身具有易磨损，并受温度、湿度影响较大，所以故障率一直较高。

另外，采用机械式按键控制电路的电磁炉，需要在面板按键的相应位置开孔，然后粘贴一张薄膜进行覆盖，如图1所示。

图1机械式按键使用时间一长，薄膜会破裂、变形或者脱胶，薄膜就容易与面板粘贴处开裂，如图2所示。

电磁炉在使用过程中，面板难免会沾上一些水分、油渍，这些水分、油渍就会从开裂处渗人到内部，轻则引发多种故障，严重时将烧毁元器件。

图2新一代电容触摸感应式控制技术完全能够弥补机械式按键的缺点，具有耐磨损、防水保护及不受温度、湿度影响，且造价低廉等优点，成为新一代电器产品控制电路的新宠。

电容触摸感应式控制技术已广泛地应用于手机、影碟机、电磁炉、抽油烟机、洗衣机，微波炉、电子秤、MP3、MP4、数码相框、多媒体音箱、液晶电视、液晶显示器等产品中。

由于该类控制没有传统的机械按键，不需要在面板上开孔，面板可以采用一块整体的玻璃、陶瓷或塑料等材质，既方便清洁，还美观大方。

另外，将触摸技术应用在电磁炉产品中，同时也消除了从面板上渗水的故障隐患。

一、电容触摸感应式控制技术的基本原理所谓电容触摸感应式控制技术，其核心就是利用张弛振荡器产生数百千赫兹的正弦波，然后将这个正弦波信号加在各个弹簧导电盘上，当用户的手指接触到导电盘的时候（即使有面板隔开，但对于高频信号而言，玻璃、陶瓷、塑料等材质面板仍相当于导体），相当于给弹簧导电盘对地接了一只电容，利用电容通交隔直的特性，高频信号通过电容分压，弹簧盘上的信号电平将降低。

这个降低的信号电压施加在阈值检测器上（或者被送到比较器内部电路进行处理，使相应输出端输出电平翻转），即可以产生触摸/无触摸的信号。

市场上常见的采用电容触摸感应式控制技术的电磁炉，按控制接口类型分类主要有二种：第一种是将张弛振荡器产生的数百千赫兹的正弦波加到各个功能键弹簧导电盘上。

CapSense触摸感应技术在手机中的应用

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线或铜箔之间存在寄生电容Ｃ。。如
图１示，当有手指接近或触摸铜所箔时，相当于附加了两个电容，这两个电容等效于并联在Ｃ。上的一
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Ｃｐｅｓ触摸感应技术是赛普个电容Ｃ。如果在手指与铜箔之间反向输入端的电压ｖｅ１Ｖ时，ａＳｎｅ日．）（３比拉斯半导体使用Ｃ８２ｘ４系列有不导电的介质，将影响Ｃ。介较器翻转到高电平，制复位开关ＹＣ１３它控
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电容触摸屏驱动电路的设计

第４６卷第４期２０２０年８月信息化研究Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ　ＲｅｓｅａｒｃｈＶｏｌ．４６Ｎｏ．４Ａｕｇ．２０２０　电容触摸屏驱动电路的设计王　飒１，２，３，陈文明２，３，陈召全２，３，章小兵１（１．安徽工业大学，电气与信息工程学院，马鞍山，２４３０００；２．国家特种显示工程技术研究中心，中航华东光电有限公司，芜湖，２４１００２；３．特种显示国家工程实验室，中航华东光电有限公司，芜湖，２４１００２）摘　要：电容触摸屏是目前被普遍使用的人机交互设备，文章介绍了一种电容触摸屏驱动电路的设计。

电路中包括一块触摸控制芯片ＦＰＧＡ、９个八选一多路选择器、９个运算放大器与开关组成的电荷转移法检测电路和９个十位ＡＤＣ（模拟数字转换器），可以实现７１个通道的信号并行收发传输。

其中一个八选一多路选择器、一个运算放大器与开关组成的电荷转移法检测电路和一个ＡＤＣ组成一路信号接收的基本单元。

９路基本单元并行，将触摸屏上传输来的模拟信号转换为ＦＰＧＡ可识别的数字量进行处理，结合算法最终确定触摸坐标点。

关键词：电容触摸屏；人机交互；触摸控制中图分类号：ＴＰ２９收稿日期：２０２０　０１　２７０　引　言作为人机交互输入设备的一种，电容触摸屏的使用越来越广泛［１］。

现阶段电容触摸屏控制技术主要由新思国际（ＳｙｎａｐｔＩＣｓ）、赛普拉斯（Ｃｙｐｒｅｓｓ）、爱特梅尔（Ａｔｍｅｌ）、ＥＥＴＩ等国外或大陆以外公司控制，目前国内与电容触控技术相关的研究较少，大多数制造商还是采用国外的电容触控技术，国内没有先进自主的电容触控技术的专利，导致电容触摸屏的价格高，而且都以小尺寸为主，大尺寸涉及较少。

由于特种显示领域的国产化要求，进口芯片不能在此领域应用，为了要实现完全自主可控，文章设计了一种基于ＦＰＧＡ芯片的电容触摸屏驱动电路。

ＦＰＧＡ管脚数量丰富，且大部分管脚可灵活配置，因此ＦＰＧＡ芯片可适用于不同尺寸、不同通道数的电容触摸屏驱动电路上。

振动传感器：振动传感器分类和原理

振动传感器：振动传感器分类和原理振动传感器是一种用于检测、测量和分析物体振动的设备。

根据其原理和结构的不同，振动传感器可以分为多种类型，下面将对常见的几种振动传感器进行介绍。

1. 压电式振动传感器压电式振动传感器是一种最常见的振动传感器，包括压电陶瓷传感器和压电电容传感器两种类型。

其工作原理是通过借助于具有压电效应的材料来检测物体的振动，并将其转换为电信号进行采集和处理。

压电陶瓷传感器的传感元件使用压电陶瓷材料，其特点是稳定性好、寿命长、灵敏度较高。

压电电容传感器的传感元件使用压电薄膜技术，相比陶瓷材料，其特点是体积小、重量轻、灵敏度较高。

压电式振动传感器在机械结构和工业设备的振动监测、故障诊断和状态评估中广泛应用。

2. 激光干涉式振动传感器激光干涉式振动传感器是利用激光的干涉效应来实现振动测量的设备。

其工作原理是将激光通过激光干涉仪进行干涉，利用干涉信号的相位差变化来检测物体振动。

相较于传统的机械式振动传感器，激光干涉式振动传感器具有非常高的灵敏度和分辨率，广泛应用于微型机器人、半导体工业、航空航天等领域。

3. 电磁式振动传感器电磁式振动传感器是利用感应电动势检测物体振动的设备。

其传感元件由一对线圈和一块铁芯组成，当物体振动时，铁芯就会发生形变，从而改变线圈内的电场分布，产生感应电动势，进而实现振动的检测。

电磁式振动传感器可以实现高频率的振动测量，广泛用于汽车、飞机和列车的振动监测以及其他高频率振动检测领域。

4. 压阻式振动传感器压阻式振动传感器使用压阻传感元件实现振动测量，其原理是当元件受到外力作用时，电阻值发生变化，从而实现振动的测量。

压阻式振动传感器具有简单、体积小、价格低廉等优点，广泛应用于家用电器、智能设备等领域。

以上是常见的几种振动传感器的分类和原理介绍。

不同类型的振动传感器有着自己不同的优势和不足，需要根据具体的应用场景来选择合适的振动传感器。

电容触摸感应原理与应用

电容触摸感应原理与应用1．电容触摸感应基本知识首先，人体是具有一定电容的。

当我们把PCB上的铜画成如下形式的时候，就完成了一个最基本的触摸感应按键。

上图左边，是一个基本的触摸按键，中间圆形绿色的为铜（我们可以称之为“按键”），在这些按键中会引出一根导线与MCU相连，MCU通过这些导线来检测是否有按键“按下”（检测的方法多种多样，这将在后面章节中谈到）；外围的绿色也是铜，不过外围的这些铜是与GND大地相连的。

在“按键”和外围的铜之间是空隙（我们可以称为空隙d）。

上图右边是左图的截面图，当没有手指接触时，只有一个电容Cp ，当有手指接触时，“按键”通过手指就形成了电容Cf 。

由于两个电容是并联的，所以手指接触“按键”前后，总电容的变化率为C% = ((Cp+Cf)-Cp)/Cp = Cf/Cp ………………公式1下图更简单的说明了上述原理。

2．电容感应触摸器件的参数选择弄清楚了上述原理后很自然的就会想到下面两个问题：①空隙d的大小应该为多少呢？即“按键”与地之间的距离为多少？d 的大小会不会影响“按键”的性能？②“按键”的大小应该为多少呢？它的形状、大小会不会影响“按键”的性能呢？为了弄清楚这两个问题，我们首先介绍公式2：在这个公式中d就是我们所说的空隙的间距，A表示的“按键”面积的大小，C表示没有手指接触按键时电容的大小Cp。

显然，空隙间距d越大，Cp越小；面积A越大，Cp越大。

已知手指触摸产生的电容范围为5~15pf，这是一个非常小的容值。

当Cp非常小时，公式1中的C%将会比较大，也就是说MCU更加容易检测到这个电容值的变化。

基于这种考虑，对于FR4 材料的PCB（1~1.5mm 厚度）板来说我们一般选取d=0.5mm，按键的面积A一般选取成人手指大小即可。

3．电路板底层的覆铜处理前面我们说的都是在电路板的顶层如何绘制触摸按键。

下面我们来看看电路板的底层如何覆铜。

首先，在电路板底层覆铜是很有必要的，这些接地的覆铜能够最大限度的降低触摸按键的噪声以及外部环境对触摸按键的影响。

电容式触摸按键(简介)1101

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SQ RQ
C2OUT
时间
表 2：
工作时间段
时间段
置位
复位
1 2 2⇒3 3 3⇒4 4=2
C1+ > VS=0
C2+ > VR=1
C1+ > VS=0
C2+ < VR=0
C1+ < VS=1
为了使 Timer1 变得有用，就要用固定的时基在一段确定的时间内测量频率。 Timer0 提供了这样的周期固定的时基。在开始测量时，Timer0 清零，然后计数至 255，而后将溢出。溢出时， Timer0 的中断 T0IF 将使程序通
图 5：
测量振荡器频率
内部
CVREF ~2/3 VDD
VDD 3k
既然已经知道了要检测什么，现在我们还需要一个振荡器，其频率取决于电容器的感应极板 Cs。图 3 的电路能够实现这一目标。该设计使用了一个松弛振荡器来产生频率，频率取决于电容器的值。 RC 振荡器的电阻值是设计参数，用来确保振荡频率在 100-400 kHz 范围内。频率的精确值并不重要，但是在测量过程中，较高的频率将产生更多的计数，因而精度要比较低频率的精度高。
为了检测按钮是否按下，首先必须恰当地配置系统。然后有下列几个关键步骤：
1. 通过传感器电容发出振荡信号。 2. 使用 T1CKI 对正边沿进行计数。 3. 在固定的测量周期结束时，获取读数（频率的计
数值）
4. 判断当前频率是否低于正常的未触压的平均值。

电容式自校准触摸按键传感芯片的研制

第二节电容式触摸按键原理电容触摸传感己有多年的历史，目前业内已有多种电容触摸传感技术存在。

多数技术是基于测量由于人手指触摸产生额外电容而改变的频率或占空比。

有些其他的方法则使用电荷平衡或是充电上升及下降时间的测量。

本芯片设计方案采用恒流充电的张弛振荡器来测量频率。

先简要介绍一下背景知识，包括PCB 焊盘的自然电容和当手指触压焊盘时将发生的情况，这将有助于理解良好传感器的架构。

f 振淤J 戈C p 竹效’{夕二撇龚塘傀」狡J戒C UF R 4图2角虫摸电容示意图图中最底层是p C B 的环氧基板，中间的是铜箔走线层，而最上面的是与人体接触的玻璃或塑料装饰隔离层。

电容计算公式:_君n君__A C ’=一止二一二一-d其中，:O 是真空的介电常数:，.是相对介电常数，A 是极板相对应的表面积d 极板之间的距离人体成分中水占了大部分，所以人体的氛与水较接近，一定是大于1的，所以当手指按到玻璃表面时，玻璃、手指、地之间产生增大的电容，我们通过检测变化的电容就能够检测到触压，该电容与电路对地的自然寄生电容并联。

并联电容相加，所以当手指接近焊盘时总电容将变大。

电容增量的百分比是:了产一P C一C △C %(C ;+C f )一C :c p 电容增量就是我们检测的依据，手指将引入额外的电容，导致振荡器的时间常数改变。

时间常数增加，振荡器频率将减小，在后续电路中将检测这一频率变化。

还值得注意的是，希望c ，比较小，因为我们知道c 厂非常小。

如果C ，较小，工o A祠︶筋招︵淤0一01520卫530T i l朴e(us)图12C l电容上的电压波形图匀阵{了二」了沪习一图13张弛振荡器2电路用同样的方法，我们来分析2#振荡器的工作过程。

C2功能作用与C1相似，不同的是，C2的上端被引出至PAD，外接触摸端，即与外部的触摸感应电容相连。

当外部电容为0，就是没有触摸动作时，C2与C1的电容量一致(考虑到分布电容，实际CZ容量略微小于C l);一旦有触摸按键动作发生，C2加上外界的C f是该振荡电路内充放电电容的总容量，必将引起振荡频率的降低。

触摸传感器工作原理

触摸传感器工作原理触摸传感器是一种能够感知人体触摸动作的电子设备，它的主要功能是将人体触摸的物理信号转化为电信号，从而实现与设备的交互。

触摸传感器的应用非常广泛，例如手机屏幕、电子书阅读器、平板电脑等设备都采用了触摸传感器技术。

触摸传感器的工作原理可以分为电容式触摸传感器和电阻式触摸传感器两种。

电容式触摸传感器电容式触摸传感器是利用物体与电容板之间的电容变化来实现触摸检测的。

电容板是由两层电极板组成的，中间夹着一层绝缘层。

当手指触摸电容板时，手指与电容板之间形成了一个电容，此时电容板的电容值发生了变化。

电容板的电容值可以通过外部的电路进行测量，从而判断手指触摸的位置。

电容式触摸传感器的优点是灵敏度高、精度高、响应速度快，可以实现多点触控。

但是它也有一些缺点，例如对于大尺寸的触摸面板，需要较高的电压来驱动电容板，从而导致功耗增大；同时电容板的灵敏度也会受到天气和环境因素的影响。

电阻式触摸传感器电阻式触摸传感器是利用触摸物体对电阻值的影响来实现触摸检测的。

它由两层导电层组成，中间夹着一层绝缘层。

当手指触摸电阻板时，手指与导电层之间形成了一条电路，此时电阻板的电阻值发生了变化。

电阻板的电阻值可以通过外部的电路进行测量，从而判断手指触摸的位置。

电阻式触摸传感器的优点是结构简单、成本低、适用于大尺寸的触摸面板。

但是它也有一些缺点，例如不支持多点触控，灵敏度较低，响应速度较慢。

触摸传感器的应用随着智能手机、平板电脑等电子设备的普及，触摸传感器的应用越来越广泛。

触摸传感器不仅可以应用于电子设备的屏幕，还可以应用于其他领域，例如家居控制、医疗设备、车载设备等。

在家居控制领域，触摸传感器可以应用于灯光控制、窗帘控制、温度调节等方面。

通过触摸传感器，用户可以轻松地控制家居设备，提高生活的舒适度。

在医疗设备领域，触摸传感器可以应用于医疗仪器的操控界面，例如手术仪器、监护仪等。

触摸传感器的灵敏度和响应速度可以满足医疗设备对于精准操作的需求。

赛普拉斯触摸机理

手机中的电容传感解决方案Cypress公司 Andrew Page在中端手机行业中，用户界面的改善是新款手机获得成功的关键。

如果一款手机根本没有人愿意用，那么它再好又有什么意义！考虑到这一点，制造商们正专注于开发创新技术，以便在不降低手机用户界面(CPUI)的性能的情况下替换尺寸较大的按钮和开关。

在CPUI中采用电容式传感是缩减尺寸的一种行之有效的技术，它可提供低成本、鲁棒性、灵活性以及一个直观的CPUI，而且还与现有设备的外形尺寸和功能兼容。

电容式传感功能可以与白光LED驱动和电池充电等其它标准手机功能相组合，以进一步降低手机的成本。

赛普拉斯采用CapSense技术的PSoC混合信号阵列可让制造商轻松地在其手机中增加电容式传感功能。

典型的中端CPUI由几个按钮、开关和显示屏组成。

如果只是想拥有基本功能，C PUI仅需一个字母数字键盘、显示屏，或许再加上一个电源开关就足够了。

但目前制造商设计的手机能够浏览网页、发送文本消息、拍摄照片、甚至存储和播放背景音乐。

在消费市场上，这些功能是吸引大多数消费者的关键因素。

为支持这些功能，制造商需要增加CPUI的功能。

对CPUI而言，功能的增加将产生两种后果：要么尺寸变大，要么更加复杂。

不幸的是，消费者同样对更简单、小巧的手机情有独钟。

手机制造商如何才能解决消费者提出的这一难题呢？一种可能的办法就是用电容式传感器来取代传统的按钮和开关。

电容式传感器能很容易地替换时下CPUI最为常用的数字开关和线性滑块。

电容式传感器的基本形式就是一对相邻的极板。

在这些相邻的极板之间存在着固有电容，电容值与极板的厚度成正比，与极板之间的距离成反比。

在理想情况下，这是传感器唯一可测到的电容。

当把一个导体(比如手指)放在靠近两块极板的地方时，就会给固有电容增加一个并联电容。

此时，可测量的电容值便是固有电容值与手指至传感器的耦合电容值之和。

当把手指放在电容式传感器之上，电容将增加。

拿开手指后，电容将减小。

使用周期测量方法实现mTouch电容触摸传感

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存储器使用
对于周期和频率测量方法而言，存储器和 RAM 的使用基本相同。对于这两种方法而言，没有太大差异。
结论
在使用较差的传感器时（例如在有厚塑料封盖时），新的周期测量是很好的方法。它最适用的场合是这样的：对于同样的扫描时间，需要更高的分辨率。这种新方法允许在速度和分辨率之间进行灵活取舍。如果扫描速度太慢，新方法可使它工作更快，如果需要更高的分辨率，新方法也可以给与。在速度和分辨率范围内，用户最终可以灵活地进行平衡。关于 mTouch™ 电容触摸传感解决方案，Microchip 还提供了其他有用的应用笔记。这些应用笔记涵盖了电容触摸传感的基本原理以及针对小（诸如 PIC10F 系列）、大器件（某些 PIC24F 系列）的不同方法。
电容传感振荡器
CPSOSC
CPSCLK CPSOUT
CPSRNG<1:0>
T1CS<1:0> FOSC
FOSC/4

松弛振荡器的实验研究与解释

松弛振荡器的实验研究与解释松弛振荡器是一种基本的电子电路，它能够产生稳定的周期性振荡信号。

该信号可以用于时钟发生器、音频发生器、调制解调器等众多应用中。

本文将对松弛振荡器的实验研究进行介绍，并对其原理进行解释。

1. 实验装置和步骤实验所需的装置包括电源、电阻、电容和运放等元件。

实验步骤如下：（1）将电阻和电容按照一定的连接方式接入运放的正反馈回路中。

（2）将电源连接到电路中，使之供电。

（3）通过示波器观察振荡器输出的波形。

2. 实验结果实验中观察到的波形图显示，松弛振荡器能够产生稳定的振荡信号，其波形为周期性变化的方波信号。

3. 实验解释松弛振荡器的工作原理可以通过以下步骤解释：（1）初始状态下，电容C处于放电状态，电压为0。

（2）当电路接通电源后，电容开始充电，电压逐渐上升。

（3）当电压达到运放的反馈电压时，运放的输出电压发生反转，导致电容开始放电。

（4）电容放电过程中，电压逐渐下降，直至达到运放的反馈电压，运放输出再次反转，电容开始充电。

（5）重复上述过程，形成稳定的振荡信号。

松弛振荡器实际上是一个自我激励的振荡器。

通过反馈回路和运放的放大作用，系统能够自行维持振荡的稳定。

具体来说，运放的输出电压会导致电容的充放电过程，而电容的电压变化又会影响运放的输出电压。

通过精心设计电阻和电容的数值，可以使得运放的输出电压变化与电容充放电的速度达到一种平衡，从而产生稳定的振荡信号。

4. 实验误差和改进方向在实际实验中，可能会遇到一些误差，例如振荡频率不准确、波形失真等问题。

这些误差可能是由于实验装置的误差、元件阻值的不精确或者电路连接不良等原因造成的。

为了改进实验结果的准确性和可靠性，可以采取以下措施：（1）使用高精度的电阻和电容元件，以减小元件阻值和电容值带来的误差。

（2）仔细检查电路连接情况，确保连接良好。

（3）根据具体要求调整电路元件的数值，以实现所需的振荡频率和波形。

总之，松弛振荡器是一种重要的电子电路，在实验研究和应用中都具有广泛的应用价值。

感应按键原理

电容式触摸感应按键的基本原理◆Silicon Labs 现提供一种可侦测因触摸而改变的电容的方法电容式触摸感应按键的基本原理就是一个不断地充电和放电的张弛振荡器。

如果不触摸开关，张弛振荡器有一个固定的充电放电周期，频率是可以测量的。

如果我们用手指或者触摸笔接触开关，就会增加电容器的介电常数，充电放电周期就变长，频率就会相应减少。

所以，我们测量周期的变化，就可以侦测触摸动作。

具体测量的方式有二种：(一)可以测量频率，计算固定时间内张弛振荡器的周期数。

如果在固定时间内测到的周期数较原先校准的为少，则此开关便被视作为被按压。

(二)也可以测量周期，即在固定次数的张弛周期间计算系统时钟周期的总数。

如果开关被按压，则张弛振荡器的频率会减少，则在相同次数周期会测量到更多的系统时钟周期。

Silicon Labs推出的C8051F9xx微控制器(MCU)系列，可通过使用芯片上比较器和定时器实现触摸感应按键功能，连接最多23个感应按键。

而且无须外部器件，通过PCB走线/开关作为电容部分，由内部触摸感应按键电路进行测量以得知电容值的变化。

◆以Silicon Labs的MCU实现触摸感应按键利用Silicon Labs其它MCU系列，仅需搭配无源器件，即可实现电容式触摸感应按键方案。

与C8051F93x-F92x方案相比，唯一所需的外部器件是(3+N) 电阻器，其中N是开关的数目，以及3个提供反馈的额外端口接点。

C8051F93x-F92x 之外，Silicon Labs其它MCU系列可直接连接12个开关，或者通过外部模拟多路复用器连接更多开关。

设计触摸感应按键开关因为我们要侦测电容值的变化，所以希望变化幅度越大越好。

现在，有三个主要因素会影响开关电容及变化幅度。

PCB上开关的大小、形状和配置PCB走线和使用者手指间的材料种类连接开关和MCU的走线特性我们测试了下图中这12种不同开关。

目的是为了发现开关的形状尺寸会如何影响开关的空闲和被接触的状态，还可以发现哪一种开关的空闲电容最大，就不容易被PCB上的寄生电容而影响。

触摸弹簧按键原理

触摸弹簧按键原理
触摸弹簧按键是一种常见的电子设备输入方式，其工作原理是基于弹簧的物理特性以及通过感应技术实现的。

下面将详细介绍触摸弹簧按键的工作原理。

触摸弹簧按键通常由一个金属弹簧和相关的电子元件构成。

当按键未被按下时，弹簧保持松弛状态，不会与其他元件发生接触。

而当用户用手指触摸按键表面时，触摸感应技术会检测到触摸信号，并通过电路将信号传递至控制器。

触摸感应技术可以采用多种方式，其中较为常见的是电容感应技术。

电容感应技术利用人体的电容特性，当手指接触到金属弹簧表面时，会在金属表面与手指之间形成微小的电容。

这个电容会改变电路中的信号，通过电路的调节，可以检测到手指触摸的位置和触摸力度。

当控制器接收到触摸信号后，会发出相应的指令，比如在电子设备中触发一个操作或者产生一个反馈。

这个指令可以通过与设备的其他部分进行通信，比如将信号传递给显示屏、喇叭等，实现相关功能。

触摸弹簧按键的设计考虑了人机交互的便捷性和用户体验。

弹簧的反弹力度和触摸面的材质均需要经过精心设计，以便在触摸时给用户提供良好的手感和反馈。

总结来说，触摸弹簧按键利用感应技术和弹簧的物理特性，实
现了人机交互的操作方式。

通过触摸弹簧按键，用户可以方便地与电子设备进行互动，实现不同功能或产生相应的反馈。

一种灵敏度可调和触摸强度可测的触摸感应电路

一种灵敏度可调和触摸强度可测的触摸感应电路吴海宏; 许伟; 傅建军【期刊名称】《《电子与封装》》【年(卷),期】2019(019)011【总页数】4页(P37-40)【关键词】触摸感应; 频率校准; 频率检测; 灵敏度; 感应强度【作者】吴海宏; 许伟; 傅建军【作者单位】中科芯集成电路有限公司江苏无锡214072【正文语种】中文【中图分类】TN4021 引言触摸输入方式已经在许多领域得到了应用，例如油烟机、电磁炉触摸按键等。

相对于传统机械式按键，触摸按键有使用寿命长、成本低、外观美观等优点。

根据触摸传感器类型不同，触摸方式可以分为电阻式、电容式。

相比于电阻式，电容式有响应速度快、功耗低等优点，目前电容式触摸得到了广泛应用，但电容式触摸按键技术仍然需要提升和完善。

文献[1-3]描述了当前触摸按键的实现原理，都是通过外部电容来实现灵敏度调整，这种方式无法消除电路个体差异的影响，容易带来灵敏度不一致和漂移现象。

灵敏度不一致、防噪声干扰、防水干扰、灵敏度漂移等是当前电容式触摸按键面临的主要难题。

本论文重点介绍了一种灵敏可配置及能对触摸感应强度进行检测的电容式触摸按键电路。

通过对触摸按键频率的精确控制及频率差异判断来实现对不同环境下触摸按键灵敏度的精确设置。

该研究有效改善了当前电容式触摸按键灵敏度漂移和环境适应性差的不足之处，并使该技术可以应用在更多的领域。

2 芯片设计2.1 触摸感应原理电容式触摸按键原理如图1 所示。

触摸模块主要由焊盘和张驰振荡器构成。

当人体手指接触到焊盘时，会生成寄生电容，该电容会引起张驰振荡器的频率发生改变，通过检测频率来判断是否有触摸动作发生。

图1 中最底层是PCB 的环氧基板，中间是铜线走线层，最上层是玻璃或亚克力面板。

图1 触摸电容示意图电容计算公式：。

其中，εo 是真空介电常数，εr 是相对介电常数，A是面板面积，d 是极板之间的间距。

当人体手指接触面板时，会产生寄生电容C1, 等效在标称电容CP 基础上增加了电容值，从而导致了张弛振荡器频率发生改变。

触摸感应弹簧原理

触摸感应弹簧原理触摸感应弹簧是一种常见的电子元件，用于检测和控制电路中的触摸信号。

它的原理基于弹簧的反弹作用以及金属外壳的静电感应作用，和微型机械传感器有些类似。

触摸感应弹簧广泛应用于电子仪器、玩具、电灯和电器开关等领域，是一种简单而有效的触控控制器。

触摸感应弹簧的主要组成部分包括：金属外壳、弹簧、接触片和电路板。

金属外壳是一个导电的容器，通常做成圆柱形或长方形，上面刻有标识和控制开关。

金属外壳内装有一个弹簧，它的作用是将接触片和电路板紧密连接，并对外力做出反弹的动作，从而使接触片的接触状态迅速发生变化。

接触片是一个导电元件，安装在弹簧的顶部，紧密贴合到金属外壳上。

电路板是一块主控板，将接触板和电路板连接起来，用于处理接触信号和控制开关的状态。

触摸感应弹簧的工作原理是基于弹簧的反弹运动和金属外壳的静电感应作用。

当人们用手或其他物体触碰金属外壳的表面时，人体的电荷会转移到金属外壳上，形成一定的电场。

这个电场会使得接触片发生变化，从而对电路产生影响。

如图所示，当金属外壳接受到外界的电荷变化时，它会产生一个电场，使得接触片变得与电路板的连接状态发生变化。

这种变化又会与整个控制系统相连，使得开关和灯具等其他设备也发生相应的动作。

触摸感应弹簧的另一个重要原理就是弹簧的反弹运动。

当金属外壳接收到外界电荷时，它的电场变化会引起弹簧的振动，而这种振动又会影响接触片的状态。

当人们触碰金属外壳时，由于手指的静电保持一定程度的稳定，所以人体所带的电荷会导致弹簧的振动。

这种振动会引起接触片的碰撞，使得接触片的接触状态发生快速变化，从而对电路产生一定的控制效应。

当触摸感应弹簧的电路感应发生了变化时，它会调用开关的状态，以便控制相应的设备。

触摸感应弹簧的反应速度非常快，可以实现几毫秒以内的响应。

它的使用非常方便，只需要轻轻一触就能控制开关状态，因此得到了广泛的应用。

总之，触摸感应弹簧是一种可靠、灵敏、易于使用的元件，用于控制开关和其他设备。