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

3.5 信噪比 (SNR)

信噪比 (SNR) 指信号“S”与噪声“N”之比。当 SNR 值大于 1 时，意味着信号幅度大于噪声幅度。当 SNR 值小于 1 时，意味着噪声幅度大于信号幅度。比较信号幅度（由于触摸而导致的实测电容变化百分比）与本底噪声（由于除触摸以外的其他因素而导致的实测电容变化百分比）时，此参数非常有用。Equation 6 显示了 SNR 公式。

Equation 6. SNR = S N

这种 SNR 用法与传统的 SNR 用法之间存在一些差异。

首先，SNR 以往是指平均功率的比值（平均信号功率与平均噪声功率的比值）。对于电容式感应来说，此比值没有多大用处，因为电容式感应关注的是长期阶跃响应信号，而不是随时间变化的连续信号。事实上，可以将噪声视为一个随时间变化、具有频率分量的信号，不过要以这种方式看待持续触摸信号就要困难多了。

其次，SNR 以往以基于对数刻度的分贝 (dB) 形式表示，这样就可以比较非常宽泛的动态范围内的值。由于电容式触控信号值通常处于一个数量级或两个噪声水平以内，因此使用对数刻度几乎没有优势；而且与使用标准刻度相比，使用对数刻度通常更加难以比较 SNR 值。因此，本文档对 SNR 使用简单的比值而不是分贝值。但如果需要使用分贝等效值，正确的计算方法是将“S”除以“N”并以 10 为底求出对数，然后再乘以 20（请参阅Equation 7）。使用 20 作为倍数是因为“S”和“N”表示的是幅度，而不是功率。

Equation 7. SNR =20 log10 S N

当使用 CapTIvate 设计中心测量 SNR 时，您可能会发现在多次执行测试时难以获得一致的值。这通常是因为在很多 CapTIvate 设置中，噪声值在低分辨率测量中被量化，因此只能是一个或两个计数。因此，如果一次 SNR 测量取得的噪声值为 1，下一次测量取得的噪声值为 2，则即使传感器的可靠性和稳健性并没有发生多大变化，SNR 也会降低 50%。这是在低分辨率电容式感应应用中将 SNR 用作分析工具的一个 局限。由于观察到 SNR 发生了变化，因此还需要考虑其他指标，例如设计裕度。