引言

　　電容觸摸傳感用戶接口已經變得廣受歡迎。不過，與機械式按鈕不同，電容觸摸并不是純粹的雙位信號，電容觸摸解析的是模擬信號。

　　由于電容觸摸技術不需要直接的電連接，而是通過材料進行檢測，它還可以用作接近傳感器，用在當用戶靠近接口時(而不是在觸摸接口時)就進行反應的用戶接口中。

　　由于許多系統和用戶接口控制電路中已經有單片機存在，采用電容觸摸用戶接口可以降低系統成本和元件數。電容式傳感器可以替代按鈕、滑動條和撥號盤，電容式傳感器可以簡單到只是電路板上的導電焊盤。其成本基本上可忽略不計，而可靠性卻要大很多。

　　當用戶按壓面板表面時，電容觸摸傳感電路開始工作，形成對地的電容，電容的一個極板是電路板上的導電焊盤，另一極板是用戶的手指。導電焊盤還有寄生電容，把焊盤連接到單片機的電路走線同樣也有寄生電容。寄生電容值可隨環境改變(諸如溫度和濕度)而變化。由于這兩個電容是并聯的，如圖1所示，我們不能同時測量它們。

　　用戶手指產生的電容取決于極板和手指的面積以及面板材料的厚度和介電常數，如公式1所示。

　　公式1：平行極板的電容

　　其中：

　　Cf 是用戶手指產生的電容;

　　e0是自由空間的介電常數為8.85 × 10-12;

　　er 是兩極板間材料的介電常數;

　　A是兩極板重疊區域的面積;

　　d是兩極板之間的距離。

　　產生的電容越大，檢測到觸摸或感應到接近就越容易。從公式1中，我們可以看出，決定所產生電容的因素是：挑選用于用戶接口面板的材料和材料的厚度。材料的選擇決定了介電常數，厚度決定了用戶手指和導電焊盤之間的距離。增大板上導電焊盤的面積會產生一定的效果，但面積超過用戶手指面積后就不再有用，因為重要的是重疊區域的面積。不過，對于接近感應，導電焊盤可設計得大些，這樣不僅能與用戶的手進行耦合，而且多出來的面積可提高感應范圍。

　　出于機械的原因，比如接口面板上的支撐肋，可能無法緊貼接口面板安裝電路板。在電路板上安裝彈簧而不是導電焊盤可以克服這一問題。彈簧應緊壓接口面板上的按鈕區域，橋接面板與電路板之間的空隙。用戶手指于是經由面板與彈簧進行耦合。這一方法最小化了電容極板間距，避免了出現氣隙，氣隙可能顯著減弱響應的靈敏度。

　　電容觸摸接口不斷地測量導電焊盤的電容，跟蹤由于環境逐步變化而導致的寄生電容變化，記錄下可用來判斷觸摸是否發生的內部估計值(觸摸發生時電容頻率改變)。