ZHCA934A August   2018  – March 2019 MSP430FR2512 , MSP430FR2522 , MSP430FR2532 , MSP430FR2533 , MSP430FR2632 , MSP430FR2633

 

  1.   电容式触控应用中的灵敏度、SNR 和设计裕度
    1.     商标
    2. 1 概述
      1. 1.1 设计目标
        1. 1.1.1 可靠性
        2. 1.1.2 稳健性
      2. 1.2 设计人员面临的两难问题
    3. 2 建议开发人员执行的操作
      1. 2.1 执行 SNR 和设计裕度测试
    4. 3 术语
      1. 3.1 信号 (S)
      2. 3.2 噪声 (N)
      3. 3.3 阈值（灵敏度）(Th)
      4. 3.4 设计裕度
        1. 3.4.1 虚假检测裕度 (Min)
        2. 3.4.2 检测裕度 (Mout)
      5. 3.5 信噪比 (SNR)
      6. 3.6 建议
    5. 4 CapTIvate 器件性能
      1. 4.1 最小建议值
      2. 4.2 CapTIvate 器件 SNR
    6. 5 解读结果
      1. 5.1 解读建议
      2. 5.2 检查其他结果
    7. 6 术语的应用
      1. 6.1 使用 7.5 mm 镀层时的计数和变化百分比分析，建议 = 较差
      2. 6.2 使用 1.5 mm 镀层时的计数和变化百分比分析，建议 = 合理
      3. 6.3 计数和变化百分比分析（1.5 mm 镀层与 7.5 mm 镀层）
      4. 6.4 后处理和采样率的影响
    8. 7 总结
  2.   修订历史记录

3.1 信号 (S)

要计算信噪比，首先需要定义信号和噪声。在电容式触控应用中，信号被定义为触摸或接近事件导致感应电极的电容发生的平均变化。例如，考虑一个带底座的自电容式感应电极，即非触控寄生电容 Cp。如果除了 Cp 以外还对感应网络应用了触控电容 Ct，则总电极电容 Cx = Cp + Ct。在这种情况下，表示为非触控电容百分比的电容变化将是 Ct 除以 Cp 所得的商。Table 1 显示了一个简单的示例。

Table 1. 计算信号的示例

参数 符号 值
寄生电容 Cp 20 pF
触控电容 Ct 1 pF
信号 S = Ct/Cp (1 pF/20 pF) × 100 = 5%

NOTE

在互电容式感应中，触控预计可减小电极电容，因此变化百分比显示为负。

在自电容式感应中，触控预计可增大电极电容，因此变化百分比显示为正。有关自电容和互电容的更多信息，请参阅《CapTIvate 技术指南》。

Figure 5 按电容变化百分比显示了触控和非触控条件下的自模式按钮测量结果。信号被定义为触摸事件导致的电容变化百分比（请参阅图中的红色“信号”行）。

S.pngFigure 5. 信号术语

需要从信号定义中了解的一个基本概念是，信号不但会受到触控电容的影响，还会受到电极寄生电容的影响。这是合理的——在 20 pF 的电容器中测量 1 pF 的变化 (5%) 要比在 100 pF 的电容器中测量 1 pF 的变化 (1%) 容易。因此，哪些因素会影响 Cp 和 Ct？Cp 主要取决于印刷电路板的布局，包括电极的尺寸以及此电极与附近的导体（例如地面）的接近程度。Ct 取决于镀层厚度和介电常数以及感应电极相对于触摸电极的手指大小。有关如何优化这些参数的详细信息，请参阅《CapTIvate 技术指南》设计一章中的最佳实践部分。

NOTE

在使用 CapTIvate MCU 开发的过程中测量物理电极时，可以使用 CapTIvate 设计中心的 SNR 工具视图来测量以电容变化百分比表示的信号“S”。