電容觸摸感應(yīng)檢測的是電容值的微小變化，這種微弱的信號極易被外界干擾造成誤觸發(fā)，所以我們在設(shè)計中應(yīng)該尤其注意元器件選擇、元器件布局、線路板走線。好的設(shè)計規(guī)則是產(chǎn)品成功的關(guān)鍵，本篇介紹電容感應(yīng)電路PCB設(shè)計中的注意事項。
一、元器件選擇
1.1 供電處理
在系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)該把觸摸電路部分當(dāng)成是獨(dú)立模塊來設(shè)計，在取電時，應(yīng)與其他模塊并列采用“星型”連接方式，把取電處連接在輸入電容Vin、GND根部，避免其他模塊對觸摸芯片電源造成干擾。
觸摸芯片VDD要求低紋波，如果輸入端紋波很大，那么需要使用RC、LC或者三端穩(wěn)壓器等穩(wěn)壓后再供給觸摸芯片。如果成本限制的很嚴(yán)格，也可以分應(yīng)用場合選擇加或者不加。一般情況下，應(yīng)用在電池供電系統(tǒng)，或輸入源為線性電源，此類電路可以選擇不加穩(wěn)壓電路直接供給觸摸芯片；應(yīng)用在輸入源為開關(guān)電源，或者系統(tǒng)中存在電機(jī)，或者系統(tǒng)中存在RF電路，此類電路需要加穩(wěn)壓電路給觸摸芯片供電。
1.2 觸摸面板
根據(jù)如下公式可知，影響電容大小的因素有：介質(zhì)介電常數(shù)，正對面積，板間距離。
應(yīng)用設(shè)計中與以上三個影響因素對應(yīng)的參數(shù)分別是：面板材料，感應(yīng)盤大小，面板厚度。面板材料一般可選玻璃、亞克力、ABS，原則上是感應(yīng)盤面積越大，面板厚度越薄，得到的電容值就越大，反應(yīng)就越靈敏，但是實際應(yīng)用時感應(yīng)盤面積不能太大，原因一是PCB空間不允許，原因二是太大的感應(yīng)盤會導(dǎo)致極小的干擾造成誤觸發(fā)。實際應(yīng)用時通常遵循以下原則：
下面列出另外幾種常用的面板材料，以供設(shè)計時參考。
如果觸摸面板與PCB板有一定距離，可以使用導(dǎo)電材料將感應(yīng)盤延伸至面板背面，通常使用銅箔、金屬片、平面彈簧、導(dǎo)電棉等，其中平面彈簧是最常用的，也是成本最低的。
二、元器件布局
- 濾波電容、感應(yīng)線上串聯(lián)的電阻應(yīng)緊貼觸摸芯片放置；
- 如果有多個觸摸感應(yīng)盤，在PCB板空間允許的情況下，應(yīng)盡量保證每個感應(yīng)盤距離觸摸芯片的距離相等，如下圖；
3. 單鍵觸摸感應(yīng)盤可以設(shè)計成多種形狀，圓形、正方形、三角形及異形，感應(yīng)盤之間距離應(yīng)大于2.5mm，各感應(yīng)盤大小應(yīng)不小于5mm*5mm，不大于15mm*15mm，8mm-15mm之間推薦使用圓形感應(yīng)盤，5mm-8mm推薦使用正方形感應(yīng)盤來增大感應(yīng)面積；
4. 當(dāng)應(yīng)用為滑條時，如果簡單粗暴的使用規(guī)則感應(yīng)盤排列形成一條線，要做到精細(xì)調(diào)節(jié)時就需要很多的感應(yīng)盤，對應(yīng)的是很多的IO口，對觸摸芯片要求高。因此處理滑條感應(yīng)時通常采用“矢量”控制法，通過計算手指觸摸導(dǎo)致各個傳感通道增加的電容值與參考電容的比值來確定手指的具體位置，使用很少數(shù)量的感應(yīng)盤即可實現(xiàn)多段式控制；
5. 滑輪觸摸應(yīng)用設(shè)計和滑條應(yīng)用類似。
三、PCB走線
- 在PCB工藝允許的情況下，感應(yīng)盤到觸摸芯片的連線應(yīng)盡量短，線寬應(yīng)盡量小，雙面板設(shè)計時線寬0.12mm-0.2mm（5mil-8mil），單面板設(shè)計時線寬0.2mm-0.3mm（8mil-12mil）,走線周圍1mm不要走其他信號線，與鋪地銅箔保持至少1mm間距；
- 感應(yīng)盤電氣網(wǎng)絡(luò)點與PCB板邊應(yīng)保持3mm以上距離，與金屬外殼保持5mm以上距離；
- 如果把有感應(yīng)盤一面定義為正面，另一面定義為反面，正面鋪銅時應(yīng)注意產(chǎn)品使用場合，鋪銅會導(dǎo)致觸摸靈敏度降低，建議鋪銅與感應(yīng)盤間隔大于2mm，如果觸摸面板很厚，或者應(yīng)用在潮濕的環(huán)境中，建議正面感應(yīng)盤周圍不要鋪銅。反面鋪銅通常采用網(wǎng)格狀銅箔，銅箔面積與網(wǎng)格總面積比值不超過30%，一般取線寬設(shè)置6mil，網(wǎng)格尺寸30mil，銅箔角度設(shè)置為45度，如果觸摸面板很厚，反面鋪銅可以選擇不鋪感應(yīng)盤映射部分并保持大于1mm間距；
- 感應(yīng)盤到觸摸芯片的連線應(yīng)盡量避免跨越強(qiáng)干擾、高頻信號線，應(yīng)遠(yuǎn)離脈沖信號，與其他信號平行走線時中間應(yīng)鋪地。
