电容式触摸感应按键设计指南

"这份文档是清华大学2016届计算机科学与技术专业课程的一部分，主要讨论了触摸感应按键的设计指南，涵盖了触摸按键的原理、设计形式、PCB布局技巧、介质选择以及EMC设计建议。" 在电容式触摸感应按键的设计中，有几个关键知识点至关重要： 1. **触摸按键的原理**：基于电容变化的原理，触摸感应按键由PCB上的金属感应盘和手指或周围铺铜形成电容器的两极。无触摸时，只有基准电容Cp；触摸时，通过手指形成电容Cf，两者的并联导致总电容变化，从而被芯片检测到。 2. **触摸按键的形式**： - **单个形式**：独立的按键，每个按键对应一个感应盘。 - **复用形式**：复合按键，多个物理位置共享同一感应盘，通过不同位置的触摸识别不同功能。 - **弹簧触摸按键**：利用弹簧结构增强按键感，同时保持电容变化的有效性。 - **组合形式**：包括滑条和滚轮，通过滑动或旋转来改变电容，实现连续的输入控制。 3. **PCBLayout技巧**： - **减小基准电容**：通过优化铺地形式和间距，以及设计感应走线，减少PCB的基准电容，增加触摸前后电容变化率。 - **避免干扰**：触摸芯片电源应加退耦电容以减小电源干扰，芯片位置应远离噪声源，其他元件布局要考虑信号完整性，防止电磁干扰。 4. **电源管理**：使用3.3V供电可降低交流脉冲幅度，减少干扰。同时，芯片的VCC和GND端应并联电解电容和瓷片电容进行退耦和旁路。 5. **通道匹配电阻**：适当增加传感器通道的匹配电阻可以降低交流脉冲边沿陡峭程度，但会牺牲灵敏度。 6. **介质选择**：介质的选择影响电容的构成，通常使用PCB材料或覆盖介质作为绝缘层。 7. **EMC设计建议**：良好的接地策略如满铺地，能吸收电磁波辐射，提升EMC性能。对于双面板，铺地方法有特定要求。 这份指南提供了触摸感应按键设计的全面指导，从基础原理到实际应用中的细节处理，旨在帮助设计者优化触摸按键的性能和稳定性，适用于各种消费类电子产品的开发。