不错的**-120楼有更新:双通道触摸感应芯片使用介绍

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楼主: Go_PSoC
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Go_PSoC|  楼主 | 2010-1-4 11:54 | 显示全部楼层
第28篇:无需降低HDMI信号质量的ESD保护方法http://www.**/ART_8800028795_400002_500014_TS_c8bf4cdc.HTM
在过去的视频系统中,系统级ESD保护总是最后才会被添加到电路板上。由于信号速度相对较慢,系统元件体积较大,这样的设计方法能发挥很好的ESD保护作用,而对系统运行的影响甚微。
HDMI是一种高速互连标准,工作频率可高达GHz的水平,而且必须采用超小型元件来支持如此快的速度。针对这种新的视频系统,必须在系统设计的开始就考虑ESD保护的要求,否则系统性能将受影响,导致运行速度从GHz级降至MHz级,甚至更低。 采用小型元件的HDMI视频系统会对ESD保护带来挑战。由于元件尺寸小,ESD保护功能也会相应降低,ESD的跨距也会缩短,而跨距缩短将导致ESD保护水平更低。就HDMI视频系统而言,由于信号速度非常快且采用小型化元件,所以ESD保护技术及其保护效果变得日趋重要。 HDMI系统在视频源端(DVD播放器)与终端(电视机)设备之间采用GHz级速率传输数字视频信号。HDMI系统的初始上行信号速率为1.65GHz,最新HDMI系统支持2.25GHz的信号传输速度,而这一速率将提升至3.3GHz。 为确保不同的HDMI系统协同工作,需要通过HDMI认证来支持统一的规范。HDMI认证需要达到的统一规范,包括信号边沿速率、眼图宽度与余量、差分T_MDS信号的可控阻抗。 除符合HDMI标准要求的规范外,视频系统源端(DVD播放器、电视机等)也需要系统级ESD保护,以确保在发生ESD事件时也能持续工作。 ESD保护元件的影响 ESD保护通常是在被保护的信号与电源∕接地之间连接两个二极管。电源与接地是低阻抗系统点,将在ESD事件发生时吸收静电放电电流,从而保护电路不受损坏。这两个二极管通常封装在一起,如图1所示。
图1:典型的ESD保护方式采用封装在一起的两个二极管。
给HDMI信号提供ESD保护会影响高速信号的边沿速率,ESD二极管的位置也会影响高速信号的性能。在高速信号上放置ESD元件相当于在信号上放置小型电容器,来自寄生电容元件的电容值可达到数个pF。高速HDMI信号上ESD元件的寄生电容应小于1pF。
图2:带ESD二极管时的T_MDS信号边沿波形图。
图3:用来仿真电路的T_MDS边沿波形的带ESD二极管的电路图。
1. 高速信号 增加ESD保护电路将导致信号转换速度下降,从而增加抖动并降低信号带宽。图2描述了在高速信号上放置ESD保护二极管后信号边沿。不带ESD二极管时信号转换需要100ps(如图4所示),但在增加二极管后,信号转换需要150ps。此外,从图中不同信号交叉情况来看,ESD二极管还会加大抖动。图3所示电路用于仿真带ESD二极管的波形,图5电路用来仿真不带ESD二极管的T_MDS信号边沿速率。
图4:不带ESD二极管时的T_MDS信号边沿波形图。
图5:用来仿真T_MDS信号边沿波形图的不带ESD二极管的电路。
2. 高速走线阻抗 采用ESD二极管后会降低单端与差分高速走线的阻抗。图6描述了快速信号边沿(HDMI标准规定为200ps)通过ESD二极管时对走线阻抗的影响。仿真电路没有进行终端匹配,因此产生了波形阶跃响应。直至初始信号边沿抵达电路未端,并反射回源端电阻R1,波形才会稳定在1.0V的驱动电平上。仿真电路走线的总时间延迟为2ns,但波形延迟显示为4ns(走线传播时间的两倍)。在2.0ns时间点上,走线阻抗降低。阻抗降低的大小与ESD元件位置息息相关,阻抗降低的时间与输入信号的上升时间相等。
图6:ESD保护电路的阻抗仿真波形。
图7给出了电路仿真原理图。仿真所用的传输线路是理想状态下的传输线路,忽略了非理想状态下的传输线路对仿真结果的影响,以专门讨论ESD保护的影响。
图7:用来仿真ESD保护元件对阻抗影响的电路图。

3. ESD二极管的位置 HDMI信号的边沿时间为75-80ps。具有快速边沿的信号易受元件位置以及元件之间连接的影响。图8波形是图9电路的仿真结果,其中ESD二极管位于长度仅为0.150英寸的树桩型(stub)走线的末端。边沿转换速度变慢对信号的影响非常明显,它减少眼图的宽度,使HDMI设备难以通过HDMI标准的测试。图10是ESD二极管放置没有采用有效桩线时的信号边沿。图11用于仿真无桩线信号性能时的电路。 可行ESD保护设计方法 为高速HDMI接口提供ESD保护,并保证HDMI信号不受影响的方法有以下几种: 1. 采用具有更低电容的ESD元件。小型化ESD元件的寄生电容较低,尽管这对信号质量有一定改善,但问题仍然存在。此外,减小ESD元件保护级别通常可降低寄生电容,因此对高速信号的影响也会减小。
图8:树桩型走线对信号边沿的影响。
图9:用于仿真有树桩型走线时的信号边沿的电路图。
图10:无树桩型走线时的信号边沿。
2. 对信号走线进行设计补偿,通过调节电容元件周边的走线电感,从而抵消ESD元件的寄生电容效应。 3. 提高HDMI元件的集成度,在HDMI元件,比如HDMI接收器中集成ESD保护功能。内置了ESD保护功能的HDMI接收器具有如下功能:对ESD保护元件带来的影响进行预补偿;系统不再需要额外的设计工作;更方便地满足HDMI标准的要求;降低整体系统成本。
图11:用于仿真无树桩型走线时的信号边沿的电路图。
综上所述,随着高速互连技术的不断发展与普及,如何进行ESD保护设计也显得日益重要。在高速T_MDS信号上提供ESD保护的一种有潜力的方法就是在HDMI接收器中内置ESD保护功能。内置了ESD保护功能的HDMI接收器能大幅简化设计工作,从而实现更简单、更经济的系统。 作者:Charles Pencil
高级应用工程师
Email: chdp@cypress.com
赛普拉斯半导体公司

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Go_PSoC|  楼主 | 2010-1-5 14:06 | 显示全部楼层
第29篇:外设技术一点通
http://www.**ART_8800544682_640279_TA_602e7494.HTM

随着微控制器的功能不断提高,价格不断下降,其已成为向单板与多板系统添加多个小型控制器的低成本解决方案。辅助处理器可将主处理器从耗时不菲的任务(如扫描键盘、显示控制器马达控制等)中解放出来。此外,这些控制器还可配置为各种专用外设

.....
(详见附件)

外设技术一点通EECOL_2008SEP19_INTD_TA_78.pdf

230.35 KB

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Go_PSoC|  楼主 | 2010-1-6 16:25 | 显示全部楼层
第30篇:使用赛普拉斯2.4GHz射频芯片设计航模与车模
http://www.**ART_8800544681_617687_TA_9208c4a0.HTM
在目前的航/车模的市场内有股新的设计理念正如火如荼的发生着,那就是使用2.4GHz的射频传输技术来取代以往27MHz或其它低频带的设计,根据市场的调查,愈来愈多的航/车模业者已着手2.4GHz产品的开发,本文以此业界里最受好评的赛普拉斯射频芯片(CYRF6936)为例来解说2.4 GHz技术的优势以及应用方法,并举实例一步步的详细解说设计原理 ,协助业者能有个初步的概念,期使业者能快速进入状况并缩短开发时间。

......
(详见附件)

使用赛普拉斯2.4GHz射频芯片设计航模与车模EECOL_2008SEP19_RFD_TA_77.pdf

398.8 KB

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god_like| | 2010-1-6 22:50 | 显示全部楼层
佩服楼主,一直为大家默默的奉献着

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Go_PSoC|  楼主 | 2010-1-7 11:47 | 显示全部楼层
第31篇:多点电容触摸屏的参数化优化设计
http://www.**ART_8800548819_480501_TA_702ee356.HTM
摘要 电容式触摸屏的三维结构和电路原理决定了其优化设计的唯一途径是多元数值仿真。本文介绍了由Cypress Semiconductor和Ansoft共同研发的参数化CAD设计流程。该流程通过将三维结构参数化,极大的提高了运算效率,使得真正意义上的系统优化成为可能。 ......
(详见附件)

多点电容触摸屏的参数化优化设计EECOL_2008OCT20_STECH_EDA_TA_80.pdf

200 KB

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Go_PSoC|  楼主 | 2010-1-8 11:15 | 显示全部楼层
第32篇:触摸屏多点触摸技术揭秘http://www.**/article/89891.htm

摘要:本文首先介绍多点触摸技术原理,然后介绍触摸屏的物理结构,最后再对多点触摸关键技术——触摸屏控制器进行介绍。
摘要:触摸屏;多点触摸;手势;手指;TrueTouch
两种多点触摸技术
  多点触摸顾名思义就是识别到两个或以上手指的触摸。多点触摸技术目前有两种:Multi-Touch Gesture和Multi-Touch All-Point。通俗地讲,就是多点触摸识别手势方向和多点触摸识别手指位置。
识别手势方向
  我们现在看到最多的是Multi-Touch Gesture,即两个手指触摸时,可以识别到这两个手指的运动方向,但还不能判断出具体位置,可以进行缩放、平移、旋转等操作。这种多点触摸的实现方式比较简单,轴坐标方式即可实现。把ITO分为X、Y轴,可以感应到两个触摸操作,但是感应到触摸和探测到触摸的具体位置是两个概念。XY轴方式的触摸屏可以探测到第2个触摸,但是无法了解第二个触摸的确切位置。单一触摸在每个轴上产生一个单一的最大值,从而断定触摸的位置,如果有第二个手指触摸屏面,在每个轴上就会有两个最大值。这两个最大值可以由两组不同的触摸来产生,于是系统就无法准确判断了。有的系统引入时序来进行判断,假设两个手指不是同时放上去的,但是,总有同时触碰的情况,这时,系统就无法猜测了。我们可以把并不是真正触摸的点叫做“鬼点”,如图1所示。

图1 鬼点(无法分辨红点还是蓝点为真正的触摸)
识别手指位置
  Multi-Touch All-Point是近期比较流行的话题。其可以识别到触摸点的具体位置,即没有“鬼点”的现象。多点触摸识别位置可以应用于任何触摸手势的检测,可以检测到双手十个手指的同时触摸,也允许其他非手指触摸形式,比如手掌、脸、拳头等,甚至戴手套也可以,它是最人性化的人机接口方式,很适合多手同时操作的应用,比如游戏控制。Multi-Touch All-Point的扫描方式是每行和每列交叉点都需单独扫描检测,扫描次数是行数和列数的乘积。例如,一个10根行线、15根列线所构成的触摸屏,使用Multi-Touch Gesture的轴坐标方式,需要扫描的次数为25次,而多点触摸识别位置方式则需要150次。
  Multi-Touch All-Point基于互电容的检测方式,而不是自电容,自电容检测的是每个感应单元的电容(也就是寄生电容Cp)的变化,有手指存在时寄生电容会增加,从而判断有触摸存在,而互电容是检测行列交叉处的互电容(也就是耦合电容Cm)的变化,如图2所示,当行列交叉通过时,行列之间会产生互电容(包括:行列感应单元之间的边缘电容,行列交叉重叠处产生的耦合电容),有手指存在时互电容会减小,就可以判断触摸存在,并且准确判断每一个触摸点位置。

图2 互电容检测方式
触摸屏技术
  下面介绍一下触摸屏触摸屏,简单讲就是输入和输出合二为一,不再需要机械的按键或滑条,显示屏就是人机接口。
  图3所示为一个触摸屏模组示意图,整个模组由LCD,触摸屏触摸屏控制器,主CPU,LCD控制器构成。触摸屏触摸屏控制器是整个模组的核心所在,所以我们会重点介绍这两个部分。

图3触摸屏模组示意图

图4感应电容触摸屏结构
  图4从上到下依次是:1表面护罩;2覆盖层;3掩膜层&标示层;4光学胶;5第一层感应单元与衬底;6光学胶;7第二层感应单元与衬底;8空气层或光学胶;9 LCD显示屏。
  表面护罩通常小于100um厚度。所有塑料覆盖层上面都需要硬护罩,这是因为手指触摸会划伤塑料表面,如果覆盖层是玻璃 可以不需要表面护罩,但玻璃必须经过化学加强或淬火处理,表面护罩需要与覆盖层进行光学匹配,以免光损失过多。
  覆盖层可以是0~3 mm厚,并不是所有的触摸屏都需要覆盖层,覆盖层越薄,越可以获得更高的信噪比和更好的感应灵敏度。常用材料有:聚碳酸脂、有机玻璃和玻璃。
  第三层是掩膜层与标示层,它的厚度大致是100mm。掩膜层位于覆盖物的下面,可以隐藏布线和LCD的边缘等。在设计中允许增加标示性文字或图标,不过标示物必须相当平整的压在ITO的衬底上,而且标示物材料应该是非导电的。
  第四层是光学胶,厚度约为25~200mm。光学胶越薄,信噪比越好,高介电常数(er)的光学胶可有更好的感应手指电容,从而也能获得更高的信噪比。通常应用 PSA压敏胶。
  第五层为感应单元与衬底,ITO涂层的厚度小于100nm,ITO涂层衬底可以是100 um ~1mm 的玻璃 (IR ~ 1.52)或是25mm ~ 300mm PET 薄膜 (IR ~ 1.65)。越厚的 ITO,单位面积电阻越低,信噪比越好;越薄的ITO ,透光率越好。衬底可以是薄膜或玻璃。如果ITO做在玻璃衬底的下表面,玻璃衬底可以作为表面覆盖物。
  第六层又是一层光学胶,与前一层光学胶比较,这一层光学胶越厚信噪比越好,这一层光学胶通常与ACA - 各向异性导电胶结合使用
  第七层也是感应单元与衬底,它与第一层衬底的材料相同。注意薄膜与玻璃不要混合使用。如果ITO 在衬底上表面,厚的衬底 可以获得更高的信噪比;如果ITO 在衬底的下表面,薄的衬底使信噪比更高。同样在边缘区域要求采用异向导电胶。现在已有单衬底工艺来简化生产和降低成本。
  第八层是空气或光学胶层,我们知道,空气的介电常数等于1,这可以减小来自LCD上表面的寄生电容。假如使用光学胶,可以使安装更坚固。需要使光学参数匹配可以使得光损失更小,需要选择尽可能最低介电常数的光学胶,还要保证ITO感应单元与LCD上表面之间的距离最小250mm。
  最后是LCD屏,对于触摸屏设计来说,它是一个噪声源,噪声来自于背光,LCD像素驱动控制信号,通常不要采用被动点阵屏,这会在LCD的正面产生高压信号,尽量使用带Vcom的有源点阵屏,这可构成虚地或屏蔽功能;如果确实需要采用被动点阵屏,需要在触摸屏中再增加一个ITO屏蔽层,屏蔽层必须接地, 以去除寄生电容CP的影响。
多点触摸屏控制器
  多点触摸屏控制器是触摸屏模组的核心,本文以Cypress的触摸屏控制器为例进行介绍。
Cypress的触摸屏控制器是Truetouch系列,它基于已经被广泛应用的PSoC(可编程系统芯片)技术。PSoC是集成了可编程模拟和数字外围以及MCU核的混合信号阵列,所以PSoC的灵活性、可编程性、高集成度等特性同样适用于Truetouch方案。
  TrueTouch方案是感应电容触摸屏方案。前面已介绍了这种触摸屏的结构。可以说LCD的厂家和种类有很多,感应器件也很多,玻璃、薄膜、ITO等,甚至ITO的模型也有多种。Truetouch基于PSoC技术,所以PSoC的灵活性使得它和众多的LCD和ITO都能很好配合。
  为什么Cypress的触摸屏控制器起名叫做Truetouch方案,或者是说这个“True”是怎么来的?回顾一下触摸屏的发展历程,从最初Single-touch—只能有一个手指进行触摸或滑动;后来Multi-touch gesture也产生了—可以识别到两个手指的方向,但还不能判断出他们的具体位置,可以进行缩放、平移、旋转等操作;发展到今天—Cypress的True touch可以做到Multi-touch all-point,可以识别到多个手指并判断出准确位置,是真正的多点触摸,这也是True的由来。
  Truetouch的产品系列可以分成三类,单点触摸, 多点触摸识别方向(multi-touch gesture)以及多点触摸识别位置( multi-touch all-point)。每一类又有各种型号,在屏幕尺寸、扫描速度、通讯方式、存储器大小、功耗等方面作了区别,可以满足不同的应用。Truetouch系列是基于PSoC技术的,所以这些器件可以使用简单方便但功能强大的PSoC designer软件环境进行设计。
  TrueTouch方案的价值主要体现在以下几个方面:保持了触摸屏固有的美观、轻、薄特点,可以使客户的产品脱颖而出;采用感应电容触摸屏技术,不需机械器件,更耐用;拥有完整的系列,从单点触摸,到多点触摸识别方向,再到多点触摸识别位置;基于PSoC技术,使用灵活,可以和众多的LCD和ITO配合使用;PSoC所有的价值在Truetouch里都能体现,例如灵活性,可编程性等等,可以缩短开发周期,使产品快速上市,还有集成度高,可以把很多外围器件集成到PSoC(即Truetouch产品),这样不仅可以降低系统成本以外,还可以降低总体功耗,提高电源效率。
结语
  本文介绍了多点触摸技术以及触摸屏触摸屏控制器。可以说,触摸屏是人机接口的最终选择。不管是单点触摸,还是多点触摸识别方向,抑或多点触摸识别位置,它们在很多应用中都优势明显,例如手机、Mp3、GPS等等。这些产品本身就要求具有体积小便于携带的特点,如何能够使小体积产品发挥更多的功能,这就依赖于触摸屏的应用。

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tohg| | 2010-1-9 18:03 | 显示全部楼层
感觉这个CYPRESS的论坛,怎么把最新的贴子压在后面呢,真的太愚蠢了

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god_like| | 2010-1-9 23:53 | 显示全部楼层
这个是不断发好**的贴吗,放在一起不是很好

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Go_PSoC|  楼主 | 2010-1-11 11:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 Go_PSoC 于 2010-1-11 11:31 编辑

87# tohg [

不明白你的想法,最新的帖子是在最上面呀,只要有人发新帖,这个主题都会跳到最前面呀。
假如你说的是同一个帖子,新发的在后面的话,这是所有21ic论坛都是这样的,不是单单cypress论坛所能改变的。并且大部分论坛也是这么做的呀,这位仁兄少见多怪了吧。

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Go_PSoC|  楼主 | 2010-1-11 11:34 | 显示全部楼层
本帖最后由 Go_PSoC 于 2010-1-14 11:29 编辑

第33篇:Cypress TrueTouch电容触摸屏方案在手势操作上的应用
http://article.**/Other/20081110055454.htm
电容触摸屏因其美观、耐用性好和可以实现多点触摸,正在为更多的用户所喜爱。在手机 / GPS / PDA、MP3 / MP4以及台式机 / 笔记本电脑等众多应用领域,它已经逐渐取代机械式按键和电阻式触摸屏。Cypress TrueTouch电容触摸屏方案为感应电容式触摸屏提供了单芯片解决方案,使用PSoC Designer 5.0开发环境中的TrueTouch用户模块,用户可以很方便的在TrueTouch芯片上实现电容触摸屏的全部功能。
Cypress TrueTouch电容触摸屏方案和芯片介绍
Cypress TrueTouch电容触摸屏方案包括单点触摸用户模块、多点触摸识别手势和多点触摸识别位置用户模块,分别支持相对应的芯片型号(见图1)。多点触摸识别手势用户模块(对应CY8CTMG100 / 110 / 120)支持一个和两个手指的手势操作,可以实现平移、缩放和旋转手势;它也支持将采样获得的原始数据上传到主机,后者可以开发自定义的手势。多点触摸识别手势用户模块基于CSDADC技术(CapSenseSigma-Delta Plus ADC),它是一种PSoC内部的数字 / 模拟混合模块,在不进行系统重配置的前提下,允许独立的扫描CapSense感应单元和测量输入电压。通过对可变的IDAC进行校正,提供了比以前CSA / CSD 技术更高的电容检测性能。多点触摸识别手势用户模块对感应电容式触摸屏的典型物理分辨率为0.2mm,可以很好的应用于逻辑分辨率为320x240或480x360的LCD屏。
技术
器件
最大电容感应接口数
最大屏幕尺寸

(英寸)

典型扫描速度/ Sensor (ms)
平均电流
(mA)
Flash
(B)
SRAM
(B)
通讯
接口
封装
Single-Touch
CY8CTST100
25
4.7
0.3
1.9
8K
512
I2C, SPI
32-QFN
(5 x 5 x 0.6 mm)
CY8CTST110
24
4.6
1
4
8K
512
I2C
32-QFN
(5 x 5 x 0.9 mm)
CY8CTST120
44
8.4
0.5
16
16K
1K
I2C, USB
56-QFN
(8 x 8 x 0.9 mm)
Multi-Touch Gesture
CY8CTMG100
25
4.7
0.3
1.9
8K
512
I2C, SPI
32-QFN
(5 x 5 x 0.6 mm)
CY8CTMG110
24
4.6
1
4
8K
512
I2C
32-QFN
(5 x 5 x 0.9 mm)
CY8CTMG120
44
8.4
0.5
16
16K
1K
I2C, USB
56-QFN
(8 x 8 x 0.9 mm)
Multi-Touch
All Point
CY8CTMA120
38
7.3
0.5
16
16K
1K
I2C. USB
56-QFN
(8 x 8 x 0.9 mm)

图1,Cypress TrueTouch电容检测芯片选型图
图2是多点触摸识别手势的系统应用框图,TrueTouch芯片CY8CTMG110 / 120使用自电容技术同时检测行 / 列感应单元的电容变化,并将相应的触摸位置 / 手势标识等数据通过I2C / SPI / TX8 等通讯接口传送到主机端。P3.1的外部电阻是CSDADC的采样反馈电阻,它与电容检测的灵敏度成正比; P0.3的外部电容是采样调制电容,P0.3的外部电阻是分流电阻,可以适当的提高电容检测的信噪比。

图2,多点触摸识别手势的系统应用框图
图3是应用TrueTouch芯片时推荐的LCD电容触摸屏结构,从上到下依次是保护性覆盖层(玻璃或PET,建议使用薄的以及高介电常数的材料,提高对手指触摸的感应灵敏度)、光学胶和偏光片(需要调整生产工艺,使得光学参数匹配以减少光损失,提高整体透明度)、ITO行感应单元层、绝缘层(为了减小行 / 列感应单元交叉部分产生的寄生电容,希望适当提高此绝缘层的厚度,并选用介电常数低的材料)、ITO列感应单元层、绝缘层、ITO屏蔽层(是一个整体的ITO层,它由转换频率时钟输出到一根选定的I/O直接驱动,可以有效的减小耦合电容的影响,屏蔽来自LCD屏的噪声干扰)、空气间隙(位于触摸屏与LCD屏之间,利用空气的低介电常数减小来自LCD屏的辐射噪声和寄生电容,建议厚度≥0.4mm),随后就是LCD显示屏的表面。


图3,典型的LCD电容触摸屏结构
Cypress TrueTouch用户模块介绍
图4是带自校正的多点触摸识别手势的电路框图。图中的虚线框部分由频率FSW驱动,感应单元C可以等效为阻抗1/(C*FSW)。电流平衡公式为:
IMOD = ISENSOR + IDAC – IOFFSET
根据运放的输入虚短原则,电路达到动态平衡时RB上端的电压等于参考电压VREF;DMOD是开关的控制信号,它正比于ADC转换结果的占空比duty (duty = ADC_Result / (2N – 1),N是ADC采样的位数,(2N – 1)对应ADC采样结果的最大值)。因此:
IMOD = VREF * duty / RB
ISENSOR = C * FSW * (VDD - VREF)
IOFFSET = VREF / RO
由此我们得到:
ADC_Result = (2N – 1) * (RB / VREF) * [C * FSW * (VDD - VREF) + IDAC – (VREF / RO) ]
图4中自校正部分是引入的(IDAC – IOFFSET),通过调用用户模块的函数:TRUETOUCH_GESTURE_AutoCalibration() 可以自动补偿掉部分来自感应单元的电流,使ADC采样结果不超出最大值;而且由于自校正部分是与感应单元C无关的常量,不会影响到感应灵敏度。

图4,带自校正的多点触摸识别手势的电路框图
图5列出了多点触摸识别手势用户模块的参数,其中在两种场合下有不同的滤波器:对于原始数据RawData可以选择Jitter, Median(中值)或IIR(infinite impulse response)滤波器;对于X / Y位置数据可以选择Jitter或IIR滤波器。
多点触摸识别手势用户模块支持的基本手势有:
单手指手势 – 单击,双击,旋转(向右 / 向左),平移(上 / 下 / 左 / 右);
两手指手势 – 平移(上 / 下 / 左 / 右), 缩放(放大 / 缩小)。
通过调用API –TRUETOUCH_GESTURE_DetectGestures(),可以获得当前的手势标识(Gesture)和手势。

图5,多点触摸识别手势用户模块的参数
参数(Parameter MSB / LSB)见表1。
Gesture
Encoding (1-Byte)
Parameter
MSB
Parameter LSB
No Gesture
0x00
NO_PARAMETER
NO_PARAMETER
Double Click
0x01
NO_PARAMETER
NO_PARAMETER
Rotate Left
0x02
NO_PARAMETER
(angle/ROTATE_STEP) (7-bits Max)
Rotate Right
0x04
NO_PARAMETER
(angle/ROTATE_STEP) (7-bits Max)
Pan Left
0x08
(drag delta/PAN_HORZ_STEP)(4-bits Max)
NO_PARAMETER
Pan Right
0x10
(drag delta/PAN_HORZ_STEP)(4-bits Max)
NO_PARAMETER
Pan Up
0x20
(drag delta/PAN_VERT_STEP)(4-bits Max)
NO_PARAMETER
Pan Down
0x40
(drag delta/PAN_VERT_STEP)(4-bits Max)
NO_PARAMETER
Zoom
0x80
NO_PARAMETER
ZOOM_IN or ZOOM_OUT

表1,多点触摸识别手势的手势标识(Gesture)和手势参数(Parameter)
Cypress TrueTouch电容触摸屏的发展方向
在电容触摸屏应用中,我们可以利用PSoC的灵活性实现与具体应用相关的多种手势。
单手指操作时,TrueTouch芯片可能同时报告单点位置、单点平移和单点旋转手势(比如单手指画的旋转曲线的一部分符合平移条件);两手指操作时,可能同时报告两点平移和两点缩放手势(比如平移时两手指的距离变化符合缩放条件),主机端在接收到位置数据 / 手势标识和参数后,可以根据当前应用场合(菜单操作 / 计算器 / 手写字符 / 图片浏览及操作 / 游戏等)决定哪些数据有效,哪些被忽略。比如在用单手指书写字符时,单点平移和单点旋转手势将被忽略;在用单手指移动图片时,可以综合考虑单点位置、单点平移和单点旋转手势;在用两手指操作图片时,如果图片已经是最大,两点缩放手势中的放大手势将被忽略。

TrueTouch芯片目前主要识别基本手势,我们也可以将所有触摸点的位置数据上传给主机,由主机根据应用需求识别更多自定义的手势,比如画矩形手势、画三角形手势,以及其它特殊形状手势。
可以预见,Cypress TrueTouch电容触摸屏方案将为用户提供更灵活、更快速的设计体验,更全面的发挥电容式触摸屏的优点。

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Go_PSoC|  楼主 | 2010-1-12 11:32 | 显示全部楼层
第34篇:TrueTouch 电容触摸屏方案的通讯接口设计http://www.**ART_8800551620_480501_TA_90435f2d.HTM
Cypress TrueTouchTM电容触摸屏方案可以在多个领域获得广泛应用:单点触摸,多点触摸手势,和多点触摸识别位置。TrueTouchTM芯片与主机通过TX / I2C / SPI /USB接口通信, PSoC Designer 5.0 提供了相应的各种通讯用户模块,这将大大简化用户的编程和调试工作。本篇**讨论和比较了各种通讯用户模块的特性,有助于用户为特定应用选择合适的方式。 随着手机、PDA等便携式电子产品的普及,人们需要更小的产品尺寸和更大的LCD显示屏。受到整机重量和机械设计的限制,人机输入接口开始由传统的机械按键向电阻式触摸屏过渡。2007年iPhone面世并取得了巨大成功,它采用的电容式触摸屏提供了更高的透光性和新颖的多点触摸功能,开始成为便携式产品的新热点,并显现出成为主流输入接口方式的趋势。 ......
祥见附件

TrueTouch 电容触摸屏方案的通讯接口设计EECOL_2008NOV07_STECH_INTD_TA_90.pdf

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linhai2009| | 2010-1-12 12:45 | 显示全部楼层
很多不错的**,下下来慢慢看

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love_life| | 2010-1-13 00:19 | 显示全部楼层
呵呵,把它顶起来

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Go_PSoC|  楼主 | 2010-1-14 11:26 | 显示全部楼层
第35篇:电容式传感技术在水冷却器中的应用http://www.**/ART_8800029876_400002_500001_TS_7434cb9d.HTM
电容传感技术为开发人员提供了一种与用户互动的全新方式,能够避免与采用电磁控制阀(solenoid controlled value)的机械物位开关(mechanical level)或按钮开关相关的传统问题。本文将探讨如何在水冷却器中应用电容式传感技术,包括电容式传感技术如何使器件具有更高的可靠性以及管理电容式传感技术的控制器如何通过提供更多功能为客户带来增值服务和降低维护成本。
机械阀门(spigot)的主要问题是可以被强制打开,甚至被损坏,进而导致漏水问题。我们也可以一直按着按钮不松开,或在管道中塞入异物以迫使机械阀无法闭合。此外,机械开关比较容易磨损,甚至磨坏产品外壳,导致缺口或裂口处侵入污染物。电容式传感器就不会发生损坏产品外壳的情况,也不会出现缺口粘连物,更不会出现磨损。因此,采用这种技术的开关器件是食品分装产品或食品级产品等的理想选择。 如图1所示,电容式开关主要由两片相邻的电路极板构成,而根据物理原理,两片极板之间会产生电容。如果手指等导体靠近这些极板,平行电容(parallel capacitance)就会与传感器相耦合。将手指置于电容式传感器上时,电容会升高;移开手指,电容则会降低。通过测量电容就可以判断手指的碰触。

图1:基本的电容式传感器。
电容式传感器由两片电路极板及相互之间的一定空间所构成。这些电路极板可以是电路板的一部分,上面直接覆盖绝缘层。当然,也可以使极板顺应各种曲面的弧度。 构建电容式开关的要素包括:电容器、电容测量电路系统、从电容值转换成感应状态的局部智能装置。 典型的电容式传感器的电容值介于10~30pF之间。通常来说,手指经由1mm绝缘层接触到传感器所形成的耦合电容介于1~2pF的范围。越厚的绝缘层所产生的耦合电容愈低。若要传感手指的触碰,必须实现能够检测到1%以下电容变化的电容传感电路。 增量求和调制器是一种用于测量电容的高效、简单的电路,图2给出了典型的拓扑结构。

图2:检测电容的增量求和调制器拓扑结构图。
相位开关使传感器电容向积分电容中注入电荷。该电压持续升高,直到大于参考电压为止。比较器转为高电压,使放电电阻器开始工作。在积分电压降至参考电压以下时,该电阻器停止工作。比较器提供所需的负反馈,使积分器电压与参考电压相匹配。 传感器充电电流 在1阶段,传感电容(Csensor)的充电达到供电电压水平。在2阶段,电荷被传输至积分电容(Cint)。反馈使积分电容上的电压接近参考电压(k*Vdd)的值。每次启动该开关组合都会传输一定量的电荷。对于下列方程式显示的充电电流而言,电荷传输的速度与开关频率(fc)成正比。
放电电流 放电电流通过电阻实现。在比较器高电压时,会启动开关以连接至放电电阻。比较器按一定比例在高、低压间循环,以使积分电容电压等于参考电压。可将比较器为高电压时的百分比定义为“DensityOut”,仅在这部分百分比的时间段放电。有关电流的计算如下列等式所示:
在稳定状态下,充电电流与放电电流必须匹配。设置Ic使其与ID相匹配,则得到以下计算结果:
传感器电容与密度成正比。已知采样频率、放电电阻以及参考电压(Vdd·k),只需测量密度就能计算出传感器的电容。可使参考电压与供电电压成正比,这样供电电压就对电容/密度的计算结果没有影响了,这也使得该电路对于电源具有较强的抗波动能力。 数字电路用于检测密度,图3给出了这种电路的范例。

图3:数字测量密度。
该脉宽调制器(PWM)可控制密度输入至计数器(enable gate),如果PWM的脉宽为“m”个周期,假设在这段时间中计数器积累了“n”个采样,那么密度则为n/m。如果PWM的脉宽为100个周期,就会得到1/100的分辨率;这个时间再扩大10倍,则得到1/10000的分辨率。观测的周期数越大,分辨率也就越高。 用电磁阀替代水龙头 在典型的水冷却器中,用水龙头来控制水流,水位必须与喷嘴接近。如果使用电容式传感技术,就可用电磁阀来代替龙头的控制。由于电磁阀取代了控制开关,因此用户的测量更加方便。此外,CPU还能计算开关按下的时间,以避免有人蓄意破坏,不停放水。这种防破坏功能可以根据需要来设置它的复杂程度。 采用Cypress CY24x94 PSoC器件可实现上述方案。三个引脚中的一个用于传感器,一个用于放电电阻,另一个用于积分电容。另外一个输出用于驱动电磁阀。图4显示了该方案的系统框图。

图4:电容式传感技术控制的水阀方案。
电容式传感与温度 传统的水冷却器包括:水箱、制冷压缩机和热继电器。 热继电器可监控水箱中的水温。如果水箱温度超过特定的值,则热继电器就会启动压缩机运行。调节水温通过调节热继电器上的螺丝。它是一种开环控制系统,需要经常调试。 如果不采用热继电器,则可以用带电容式传感器的控制器来测量温度,并控制压缩机的电源。这样就不再需要额外的控制器,仅需对一个控制器进行再配置就能完成测量温度的任务。 采用热敏电阻可轻松测量温度。热敏电阻是一种半导体器件,随着温度升高电阻会相应降低。通过测量电阻就能计算出温度。图5显示了用于测量电阻的电路。

图5:利用电阻测量硬件。
通过测量热敏电阻与参考电阻上的电压,能够求解热敏电阻的阻值。
用于感测电容的同一器件经过再配置,也能支持温度测量。将该值转换回温度时,可用于确定是否应当打开制冷压缩机。还可采用另外的热敏电阻来测量室温和压缩机温度,以避免压缩机过热导致故障。传感控制器可以在检测到问题时禁用其操作,通知用户该设备已发生故障。 电容式传感技术与万用表 当压缩机运行温度过热时,对故障排除的首要建议就是测量输入电压。通过动态再配置可方便地实现这一诊断目标。将控制器再配置为伏特计后就能测量主电压了。同时,也能测量其它系统的电压。图6显示了支持所有这些额外功能的扩展模块图。

图6:支持水温控制的增强型系统。
电容式传感与显示屏 由于温度测量方便易行,因而理想状态下用户也应当能够设置所需温度,这就需要键盘和显示屏。利用电容式传感技术的电容感应用户模块设计键盘非常容易。此外,采用业界标准协议,该控制器还能控制液晶显示屏(LCD)的驱动器芯片,这样,用户就能设置所需水温,并看到显示的参数。16个输入可作为用户界面的接口。 电容式传感与时间 通过添加时钟晶振,电容式传感控制器能够实现准确计时。这样做的好处在于:可以关闭水冷却器,或在一般不使用时能提高工作温度设置点。图7显示了支持所有这些额外特性的扩展模块图。

图7:完整的水冷却器系统。
电容式传感技术与USB 水冷却器的主要拥有成本体现在上门维修的费用上。如果电容式传感控制器带有USB接口,则可用作诊断端口。在维修技术人员进行维修时,可将笔记本电脑插入维修端口进行故障排除。此外,也可将用户的计算机连接到该端口上,这样技术人员就能进行远程故障检测。

图8:带USB诊断端口的完整水冷却器系统。
电容式传感与其它应用 电容式传感控制器具有众多I/O引脚,还可支持动态再配置,这可以为其增加更多的特性。例如,既可增加应力计来测量瓶中剩余水的重量,也可增加无线接口来支持更方便的诊断工作等。 触摸传感电容开关不带任何机械部件,并能轻松顺应曲面应用的要求,因而能够成为当前各类产品应用的理想技术。利用动态再配置功能,我们可实现硬件的重复使用,在不增加额外成本的情况下实现更多的系统功能。 作者:Dave Van Ess
应用工程师及专家委员会成员
赛普拉斯半导体公司

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Go_PSoC|  楼主 | 2010-1-15 10:30 | 显示全部楼层
第36篇:简单的嵌入式无线技术解决了农村地区公交系统的调度问题
http://www.**ART_8800557640_617687_TA_3c19561f.HTM
作者:Mahesh Kiwalkar
RF 无线应用工程师
赛普拉斯半导体公司
发展中国家半数以上的人口都生活在农村和郊区。由于汽车拥有率极低,人们对当前的公交系统依赖性很大。公交系统在很大程度上满足了客运需求,因此在农村整体经济中发挥着重要作用。尽管人们不断努力采取措施改进农村公交系统,但发车间隔长、晚点和时间表不一致等问题仍深深地困扰着人们。 时间就是金钱。由于公交系统的时间不能保证,因此这势必会影响到当地通勤者的日常收入。此外,农村地区的学生也只能依靠公交去上学,因此这一问题就显得更加突出。 最主要的问题在于,大多数农村公交线路都没有固定的班次时间表。由于许多村庄处于偏远地区,离车站的最近的距离可能会长达 40 到 50 英里。由于没有公交时间表,乘客必须凭经验判断什么时候去公交车站等车最合适。即使乘客到了车站,也不知道这班车到底是已经经过还是没到。 这一问题在日常生活中非常关键,它关系到能不能挣上一天的工钱,会不会耽误学校的课程。通常,要等上好几个小时,甚至要到第二天才能等到下一班车。乘客必须要了解到自己是否错过了本班车,以及错过的是不是该路线上当天的末班车。只有弄清楚这些信息,人们才能决定是等下一班车、步行到目的地还是返回家 — 这三种选择都比在公交车站毫无结果地苦等要好。 需要的解决方案 下面,我们就来看看怎样才能解决这一问题。这样的解决方案应包括以下要点: * 信息传输:需用一种能提供车辆抵达、班次频率等关键信息的途径。 * 无线连接:由于此解决方案要适用于行进中的车辆,因此无线通信不可或缺。 * 界面:没多少文化的普通乘客也能看懂的简单可视界面。 * 廉价但稳健的系统:系统在经济上要可行,而且能在电力短缺等农村基础设施条件下确保持续工作。 * 维护与经常性成本:系统的维护与经常性成本应接近于零。 解决方案建议 我们可通过以下所示的简单、可靠、低成本的嵌入式无线解决方案提供上述关键信息。

图1
该解决方案实际上是采用一种含有集线器与节点的架构。公交车站基础设施中嵌入了包括低成本无线收发器的无线集线器及微控制器。集线器大部分时间处于休眠状态。面向普通乘客的界面就是一组简单的绿色 LED,LED 的数量取决于该站每天抵达的公交车数量与班次频率。 无线节点(收发器 — 微控制器)嵌入到每趟途径该站的公交车中。节点收发器模块安装到公交车上之前,先配备不同的 ID,这样可确保集线器固件能识别出不同的节点。 不管公交车如何调度,当公交车到站时,集线器会唤醒节点并探询数据。通过双向握手,验证节点。节点随后把车号、抵达时间及当天班次频率等信息发送给集线器。 集线器匹配数据,并打开相应的 LED,显示车辆到站及其当天具体班次。系统固件在午夜会关闭所有 LED,进入下一天的循环。这种无线嵌入系统提高了农村公交系统乘客的舒适性与可靠性。
可行性分析 成本与功耗是决定上述系统在农村地区是否可行的两大极为重要的因素。农村地区大部分公交车站都没有现成可用的电力基础设施。要想专门为该公交车站的该系统供电,往往会通不过当地政府的财政审批。因此,无线节点必须依靠电池供电,而为最大化电池使用寿命,集线器系统的电流消耗应保持极低。此外,我们采用的无线技术应能够长时间处于休眠状态,因为集线器与节点在两班车之间处于休眠模式。简而言之,该解决方案可以是一种低数据率应用,而且要传输的信息数据包不过几个字节而已。简单的点对点无线技术就足够了,连接距离仅需 10 米。可靠的集线器 — 节点通信协议可满足应用需求。为了最大限度地降低成本,尤其应尽可能精简物料清单 (BOM),毕竟对固件与存储器的要求都非常低。该解决方案运行于 2.4 GHz ISM频段上,可确保世界各地都能通用。LED 界面应非常简单直观,乘客不需要识字就能明白含义。 短距离无线技术领域的主要标准为 2.4GHz 技术,如Wi-Fi、蓝牙、Zigbee 与 WirelessUSBTM [编者注:注意与 3.1 至 10.6 GHz的 认证无线 USB 相区别]。我们所推荐的解决方案有意设计得极为简单,这样在农村地区才具有可行性,就成本与复杂性而言,Wi-Fi 与蓝牙技术显得多余。而 WirelessUSB (250 kbps) 提供的数据率与距离则非常适用于该特定应用。

图2:硬件辅助型抗干扰协议有助于节约功耗。
如上所示,抗干扰协议采用无线电内置的接收信号强度指示器 (RSSI) 监控其它 RF 信号的干扰强度,并通过服务质量 (QoS) 检测法来确定是否需要通道跳转。相对于蓝牙而言,这是 WirelessUSB 2.4GHz 的重要性能优势,确保只有在检测到强干扰情况下才跳转到其它通道。这种智能逻辑比蓝牙大幅降低了无谓的功耗。 此外,蓝牙无线设备的成本与同等功能的 WirelessUSB无线设备和微控制器 (MCU) 相比,成本往往要翻一番。例如,赛普拉斯半导体公司推出的可编程片上射频系统 (PRoC LP) 只需单一器件与很少的分立元件就能实现完整的 RF 系统解决方案。这种高集成度有助于大幅降低 BOM 成本,并显著节约印制电路板上的空间。该芯片利用频率捷变直接序列扩频 (DSSS) 技术来降低干扰。这种基于系统内可再编程闪存的 MCU 可根据未来需要更改固件。 未来展望 如前所述,简单的低成本嵌入式无线解决方案能解决发展中国家农村地区公交系统的调度问题,这有助于为通勤者节约时间与金钱。公交系统基础设施一旦采用这种简单直观、高可靠性的解决方案,还能为未来进一步发展打下基础。比如,由于电流消耗很低,我们可在公交车站安装太阳能电池板,从而不再需要电力供电或定期更换电池。 从每辆公交车收集来的数据可以记入日志,以优化线路与班次安排。根据每站公交车的抵达时间数据,我们可相应调整公交站、公交线路与时间表,满足具体需求。该解决方案还可进一步扩展应用于校车与郊区的出租车。 在基础设施建设不成问题的城区,公交车站可以联网,并将日志数据发送给中心基站。通过基站的地理信息系统 (GIS) 软件,后续公交车站的抵达时间可以映射到线路上。如果通勤者通过公交网站能了解到有关信息,就可据此决定何时去某个公交站等车了。 农村与郊区的公交系统将大大受益于上述低成本嵌入式无线解决方案。该解决方案将显著提高公交系统的可信度,鼓励更多乘客选乘公交而非自驾车,从而有助于解决城区的交通拥堵问题。 Mahesh Kiwalkar 现任赛普拉斯半导体公司 RF 无线应用工程师。过去六年多来他一直参与 RF 无线设计、开发与应用工作。他自宾夕法尼亚州立大学获得电气工程硕士学位。他的电子邮件是:mahesh.kiwalkar@cypress.com

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Go_PSoC|  楼主 | 2010-1-20 11:12 | 显示全部楼层
第37篇:基于PSoC的防高压电容测量设计与实现
http://www.**/article/91854.htm
引言
  由于电容元件本身的储能特性,因此它被广泛地应用于整流,滤波,耦合,振荡等电路中,几乎成为现代整机产品中不可或缺的分立元器件。因此,无论是对电容生产厂商或整机设计维修工程师来讲,通过电容测量仪准确地了解电容元件的参数特性都非常有必要,尤其是模拟电路和射频电路设计工程师。由于电容元件的本身储能特性,使得人们在测量时总是会因为这样或那样的原因而忘记先放电再测量,导致电容测试仪被烧毁的现象时有发生。因此自电容测量仪诞生以来的过去几十年中,人们就一直在探索既保证电容测量精度的同时又能防高压问题的最佳解决方案。正是基于此,本文介绍了一种基于赛普拉斯的8位PSoC芯片为核心,具有高精度,宽量程,耐高压的电容测量解决方案。
  PSoC 简述
  PSoCCypress半导体有限公司生产的的可编程片上系统芯片。它主要由8位微处理器,可编程模拟模块和数字模块,外加可编程恒流源(IDAC), I2C,Flash, SRAM等周边外围模块组成,如图1所示。
  图1 PSoC的功能框图
  因此,PSoC除了能实现一般MCU的功能外,还可通过可编程模拟和数字模块灵活地实现嵌入式系统所需的模拟与数字外围功能。为了方便用户简单而快速地实现模拟数字外围功能的设计,Cypress基于可编程数字模拟模块构建了大量的用户模块,如可编程运算放大器,比较器,6至14位的模数和数模转换器,滤波器,8/16 /24/32位定时器/计数器,脉宽调制器,触摸感应等模块。这些用户模块将PSoC内部的寄存器配置,数字模块和模拟模块之间的内部连线,底层API(Application Program Interface, 应用程序接口)函数都已设计好了。当用户需要某个数字模拟外围功能时,只需要简单地调用相应的用户模块即可实现。
电容容量参数测量方法
  从数字化与自动化测量角度来讲,电容容量参数测量通常有三种方法:容抗法,振荡法和充电法。
  容抗法是指利用电容对交流信号源所表现出的阻抗特性,通过测量电容在某一频率下的容抗值,再利用z=1/wc(w为角频率)关系式根据已知信号源的角频率w计算出待测电容容量的方法。这种方法能较好地反映出电容元件交流频率特性,可用来测量电容元件的多方面参数特性,例如容量,介质损耗等,是当前电容测试仪产品应用最广的一种方法。但是,它有一个缺点:电容的充电和放电同处于一个回路之中,要做到既能保证测量精度又能防高压设计比较困难。
  振荡法是指利用由电阻、电容或电感无源元器件构成的振荡电路,通过测量振荡信号的频率,再利用w=1/RC或w2=/LC关系式,根据已知其它无源元器件参数值计算出待测电容容量的方法。这种方法测量精度一般比较差,而且对振荡电路所需的元件精度与稳定性都要求都很高,因此它主要应用在一些精度要求不高的产品或领域 里。
  充电法是指利用恒流源对待测电容进行充电,通过测量电容电压达到参考电压所需的时间,再利用i=c×dUc/dt关系式算出待测电容容量的方法,如图2所示。由于电流i是恒流源,所以i=c×dUc/dt可以演变为c=i×⊿t/⊿u关系式,这样电容容量c与充电时间就有严格的线性比例关系。测量时只要将最终的计数结果读出来并进行一定的换算就可知道待测电容的容量值。
  图2 充电法测量电路图
  相比容抗与振荡测量方法相比,这种方法具有如下一些特点:一、放电回路与充电回路可以分开。如图2所示,电容充满电后,控制器的放电控制信号置高,N沟道场管导通,CX上的电荷即通过放电电阻R,场管的源漏极对地实现泄放。这种充放电回路分开的拓朴结构对防高压设计是非常有好处的。因为微控制器或外部硬件电路一旦检测到待测电容上存在高压电荷,放电回路就可以打开,实现电容的高压电荷泄放之后再测量,从而对由集成电路构成的高精度测量充电电路元件实行保护。二、成本低,精度高。如图2所示,充电测量电路主要由计数器,比较器和恒流源组成,放电测量电路由一个电阻和NMOS管构成,这种电路结构可使得除了放电电阻和NMOS管不易集成到常用的单芯片系统之外,其它部分都可以集成进去,从而确保整个电路结构简单,外围元器件少。如果系统时钟频率加快,计数器的位数增加,将可以保证整个电容测量电路宽量程,高精度。三、这种电路主要适用于电容容量参数,其它方面的参数测量实现起来是比较困难的;同时如上所述,这种测量电路需要一个比较稳定的恒流源,而且为了实现宽量程,高精度的电容测量功能,这个恒流源还要求具有可编程性,范围宽,以实现在小电容时使用恒定的小电流信号测量来确保测量精度,而大电容使用恒定的大电流信号测量来确保测量速度的要求。
根据上面所述的充电法电容参数测量特点,如果需要设计一款只测电容容量参数,而且能防高压的电容测试系统,那么问题的关键就集中到一点:具有一个大范围,高精准,可编程的恒流源。事实上,我们在上面介绍PSoC时已经提到了,PSoC都具有可实现充电法测量电路所需的比较器,计数器之外的可编程模拟和数字模块之外,还具有可编程恒流源(IDAC)硬件资源。因此,基于PSoC来实现一个耐高压,宽量程,高精度,低成本的电容容量测试系统会是一件很容易做到的事情。
  基于PSoC的防高压电容容量测量方案实现
  根据我们上面对基于PSoC的防高压电容容量测量方案的可行性,实现拓朴以及PSoC 内部架构的阐述,我们可以知道要实现这一方案需要做如下几部分设计:防高压测量外围电路设计,PSoC模块配置设计和测量软件设计。下面我们将对其分别进行介绍。
  防高压电容测量外围电路设计
  图3 电容测量外围电路
  图3是基于PSoC进行电容测量的外围电路,充电测量时,PSoC内的IDAC(可编程恒流源)通过Cap test引脚输出恒定电流经过R13,R12分别对待测电容CX和已知电容容量C8充电,Cap test引脚上的电压就会线性增高,一旦达到参考电压Vref时,PSoC内部的比较器就会翻转产生控制信号给PSoC内的微控制器,微控制器就会将计数结果取走进行容值计算与显示,从而容值测量;同时比较器翻转中断信号也会触发放电控制引脚Ctrl置高,将NMOS管导通,为CX,C8提供放电电路。在此还有一个PMOS管未提及的作用。这个PMOS管就是用来专门为了防高压而设计的。当带高压电荷(比VDD电源高的电压电荷)的待测电容CX放到测试夹具进行测试时,PMOS管的源极S电压就变为待测电容上的电压值,由于PMOS管的栅极电压近似为VDD,因此PMOS管就会瞬间导通,一直导通到CX上的电压 低于VDD,PMOS管才会关闭。所以PMOS管构成了高压硬件放电通路,从而确保PSoC不会受到高压电荷长时间的冲击。图中电阻R12为330Ω,PMOS管的工作电流为1A,因此,采用该电路可耐1A×330Ω=330V的高压电荷。330V的耐压指标对普通的电子工程师来讲一般是足够了,因为常用的电子电器产品的交流电为220V。当然如果还需要耐更高的电压信号,可以将R12电阻加大或选择导通电流更大的PMOS管。
  PSoC模块配置设计
  图4 PSoC内部模块配置图
图4是PSoC内部模块配置图,如上所述,充电测量电路主要由恒流源,比较器和计数器组成。由于PSoC内部集成了可编程恒流源硬件模块,因此不需要配置,所以我们只需用PSoC内部可编程模块构建比较器和计数器部分。事实上,在PSoC开发软件Designer里已构建好了包括比较器和计数器等大量的用户模块。用户只需在PSoC Designer里选择比较器和计数器,然后放置和参数配置,最后点击底层驱动生成即可完成比较器和计数器的硬件构造和生成供应用程序调用的底层驱动接口应用函数。
  软件设计
  整个测量系统的软件如图5所示,主要分为主程序和中断处理子程序两部分。
  主程序流程图 中断处理流程图
  图5 电容测量软件流程图
  结语
  该方案具有电路简单,外围元器件少,成本低,耐高压,宽量程,高精度,测量方便等特点,可方便地实现单片电容容量测试产品或子系统。

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Go_PSoC|  楼主 | 2010-1-22 10:11 | 显示全部楼层
第38篇:电流源(08-100)http://www.**/article/92217.htm
有时我们需要生成精确的电流,比方说用于指定电流感应的某种传感器。它可以是恒定电流源,也可能随着输入电压的更改相应发生变化。有时将通过电压控制的可变电流源称为跨导放大器。下面我们将介绍几种不同类型的电流源
  仪表放大器电流源
  利用仪表放大器能够轻松构建电流源,图1给出了其拓扑结构。
  图 1 仪表放大器电流源
  仪表放大器是带有两个输入以及通常单个输出的器件。输出的计算方法是用输入差值乘以一定的增益。它采用与运算放大器相同的符号。为了区别于运算放大器,我们显示出其增益值。以下方程式定义了其传输函数:
  增益设为 1 时,输出则为输入的差值。输出电压始终比负载电压 Vload 低 Vset。负载电流的计算方程式如下:
  将电阻从输出端连接至正输入端。从这个例子中我们可以看出,正反馈不见得总是坏事,有时甚至是好事。尽管存在正反馈,但通过单位增益与反馈电阻的衰减,可确保环路增益小于 1。电流量限于仪表放大器所能提供的范围内。这种拓扑结构并不广为人知,使用也不普遍,主要是由于仪表放大器的成本很高。尽管如此,你仍然可将这种方法记住,没准哪一天能用上。
  运算放大器电流源
  运算放大器成本要低廉得多,不过使用任何拓扑结构都必须能够生成差分 x1 增益。使用二极管作为参考电压就能实现上述目的。以下给出的正是这种拓扑结构:
  图 2 采用二极管参考电压的运算放大器电流源
通过二极管的偏置电流会使负输入端电压比输出端低 1 个二极管压降。负反馈使输入匹配于负载电压,也应比输出电压低 1 个二极管压降,如下方程式所示:
  负反馈使运算放大器调节其输出,使之与输入电压相匹配,当输出电压比负载电压高 1 个二极管压降时该情况发生。
  将电阻从输出端连接至正输入端。同样,电阻上的电压是 1 个二极管压降。负载电流由电阻 (Rset) 来设定,如下式所示:
  现在您可能会想,如果电阻提供正反馈与负反馈,电路怎么还能继续工作呢?没错,电阻确实提供正反馈,但负载的电阻会让其小于单位增益。不过,负反馈不会衰减(仅略微降低),因此负反馈大于正反馈,净反馈为负。只有偏置电压小于负载电压时,二极管才传导电流。
  这种电路很容易构建。其主要局限性在于二极管会获得一定的参考电压。压降是温度的函数。不过对许多应用来说,这种性能已经足够了。这种电流源只能支持一组设定的电压值,但是有些应用还需要压控电流源
  压控运算放大器电流源
  我们可以很容易设计出增益为 2 的运算放大器。假设反馈电阻实际就是分压器,负载电压增益为 2,那么衰减后就变成单位增益。图3给出了这种拓扑结构的示意图。
  图 3 运算放大器可变电流源
  运算放大器的输出是负载电压的两倍,随后通过一对置位电阻 (set resistor) 衰减。我们针对该分压器采用戴维南 (Thevenin) 等效定理,可以直接得出负载电流,如下式所示:
  该电路的优势在于,它能支持可变置位电压 (variable set voltage),而且只需采用一个运算放大器即可。其最大的不足在于工作范围有限。输出电压是负载电压的两倍。具有 ±5 V 电源以及轨至轨输出的运算放大器仅能支持 ±2.5 V的 Vload 范围。
  改进的压控运算放大器电流源
  假设信号在翻倍后没有衰减,而是在翻倍之前衰减,那么就可以解决电压范围的局限性问题了。图4示出了这种拓扑结构的示意图。
  图 4 改进的运算放大器可变电流源
感应电压是负载与置位电压和的一半。增益为“2”可使输出为置位电压与负载电压之和,在Vset和Rset上为固定值。运算放大器输出端的电压是比负载电压更易于管理的置位电压。就上面给出的例子来说,若采用具备 ±5 V电源以及轨至轨输出的运算放大器,那么如果设置电压为 0.5 V,该设计方案就能支持 ±4.5 V 的Vload 范围。这种设计方案的最大局限性在于它需要使用两个运算放大器,第二个运算放大器用于将负载电压与 Rset 电阻相隔离。我们可以采用其他办法来隔离信号,而不需要额外的运算放大器。
  改进的压控单运算放大器电流源
  我们此前讨论的电流源采用第二个运算放大器来缓冲衰减器的负载电压。如果将该运算放大器配置为缓冲器,则其在理想情况下具有无穷大的输入阻抗与零输出阻抗。如果将无穷大隔离,那么这种情况的确令人满意。但是,多高才算是无限?作为工程师,我们接受的训练是,应当尽量使问题简单化。工程技术与严谨的科学研究不一样,我们只要达到“非常接近”就足够了。我们可用一个更简单的模型,允许一定的误差,而不必采用精确但更加复杂的模型。这对从事物理科学研究的人来说简直无法容忍,因为他们的模型往往是建立在诸如理想球体、无限长的导线与点的质量等概念的基础上。现实世界中的复杂问题需要采用尽可能简单的模型来解决。鉴于上述情况,我们将无限定义为极大,大到不会造成问题;而将零定义为极小,小到可以忽略。这一定义随具体问题而有所变化。我们可选择远远大于置位电阻的衰减器电阻来实现令人满意的隔离效果。具体拓扑结构如图5所示。
  图 5 改进的单运算放大器可变电流源
  就本拓扑结构而言,衰减器电阻与置位电阻之间会有相互影响。负载电压的计算如下式所示:
  将两个电压项分开,就得到以下方程式:
  去除隔离缓冲器会使电流略微增加,同时产生寄生阻抗。图6给出其模型。

  图 6 上一图给出的电流源模型
假设我们要设计一个 20 mA 的电流源,我们决定采用 1 伏特的置位电压、误差为1% 的 49.9 欧姆置位电阻(实际值)。我们把每个衰减器电阻设置为 1M 欧姆。2M 欧姆与 49.9 欧姆并联,实际上就是 49.9 欧姆 (49.89887550)。寄生阻抗为 2M 欧姆。
  开关电容压控型单运算放大器电流源
  使用开关电容可以很方便地设计出差分放大器,图7给出其拓扑结构图。

  图 7 开关电容差分放大器
  这是一个两级时钟系统,其中:
  第一级为电压采集;
  第二级为电荷传输。
  时钟为重叠式,内置死区,采用所谓“先断后连”的机制,确保无论以何种方式调用它时两级的开关都不会同时打开,即便瞬间同时打开的情况也绝不会出现。
  在电压采集级,将运算放大器的输出端直接连接至负输入端。负反馈使其电势与正输入端(接地)相同。将与输入电容相邻的一侧设置为 Vinpos,而反馈电容一侧的相邻侧也设置为接地。
  在电荷传输级,输入电容的输入电压变为 Vinneg。如果电压改变的话,必定会产生一定量的电荷。其电量计算如下:
  电荷必须流经反馈电容,也就是要通过改变 Vout 来实现,如下所示:

  其中包括采样保持电路,以便在电荷传输结束时对输出进行采样,并将其转换为持续信号。
  增益是两个电容之比的函数。如果电容值相同,则增益为 1。
  为了更好地了解开关电容电路,建议您参阅赛普拉斯半导体公司提供的应用手册 AN2041(了解开关电容模拟块)。
  使用赛普拉斯CY8C27x74 可编程片上系统,我们能用单个开关电容模拟块构建一个如图8所示的电路。

  图 8 开关电容差分放大器电流源
  如果输出电压偏离轨高达3/4V,则放大器输出缓冲器可输出/吸入40mA电流。采用这种部件,我们可以实现最多 4 组这样的电流源
  还有很多种方法来构建可利用单位增益与正反馈的电流源

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god_like| | 2010-1-22 12:20 | 显示全部楼层
恩,这篇**挺好,刚好最近在设计这个东西

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Go_PSoC|  楼主 | 2010-1-25 10:42 | 显示全部楼层
第39篇:如何选择并实施高效率的NAND闪存海量存储方案http://www.**/ART_8800030348_400003_500008_TS_0530a9ca.HTM
嵌入式应用中的海量存储密度正以前所未有的速度发展。便携式媒体播放器、手机、数码相机、便携式导航设备、无线上网卡以及U盘等消费类电子产品,都需要不断提高海量存储密度,以满足最终用户对高容量多媒体存储的需求。但如何根据不同的系统配置和要求来选择NAND闪存海量存储方案呢,比如NAND闪存类型、存储密度、厂商、产品规划与实施方式等?


嵌入式应用中的海量存储密度正以前所未有的速度发展。便携式媒体播放器、手机、数码相机、便携式导航设备、无线上网卡以及U盘等消费类电子产品,都需要不断提高海量存储密度,以满足最终用户对高容量多媒体存储的需求。 NAND闪存已广泛用于消费类应用的海量存储,该技术相对于NOR闪存,单位存储容量成本更低,存储密度更高;而相对于硬盘驱动器来说,其尺寸更小,功耗更低且鲁棒性更高。由于消费类电子产品市场对NAND闪存的需求量极高,存储设备价格直线下降,因此销售点(POS)终端、打印机及其它应用也可借此东风以更低成本获得更高密度的存储系统。 但是,随着嵌入式应用系统对更高NAND闪存存储密度需求的剧增,设计人员也面临着各种选择难题,比如NAND闪存类型、存储密度、厂商、产品规划与实施方式等。 选择NAND闪存解决方案的第一个标准是看它采用什么样的NAND控制器。所有NAND闪存器件均需要通过外部控制器的软硬件来确保数据的可靠性,以尽可能延长NAND闪存器件的使用寿命,并增强性能。NAND控制器具有三大功能,分别为坏块管理、均匀读写及错误校正码 (ECC)。NAND闪存存储集簇称作“块”。大多数NAND闪存器件都存在一定的坏块。在制造过程中,厂商通过测试可以发现,并在器件规范中将其标为坏块。此外,随着NAND使用时间的延长,好块也可能变成坏块,因此需对其进行软件跟踪。这种坏块跟踪过程就称作坏块管理。长期反复对特定块进行读写可能会导致该块发生“磨损”,最终变成坏块。为了尽可能延长NAND的生命周期以及尽可能减少受损块的数量,应确保所有块的读写操作次数均衡,这就叫作均匀读写。最后,某个单元不工作或进行特殊单元操作,可能导致位错误,这就需要通过软件或硬件来执行错误校正码功能,以便检测并校正这些错误。业界通常将错误校正码定义为每528字节区域代码可校正的位数。在系统中,NAND控制器可与NAND通过以下三种不同的配置方式相结合,如图1所示。

图 1:NAND控制器与NAND闪存的三种不同配置方案。
除了从这三种NAND解决方案中进行选择外,设计人员还必须在单层单元(SLC)NAND和多层单元(MLC)NAND中选择采用哪一类。这两类闪存各具优势。单层单元NAND的使用寿命更长且每个块的可靠性更高,可减少对错误校正码的需求并提高性能。多层单元NAND性能相对较低,同时因需要对多层执行更高级别的坏块管理、均匀读写与错误校正码功能,所以也难以实现,但其单位存储容量的价格仅为单层单元NAND的1/3左右。由于两者之间的差价越来越大,为显著降低材料清单成本,大多数应用(尤其是较高存储密度应用)倾向于采用多层单元NAND闪存。 选择哪种NAND解决方案需要考虑多种因素,包括微处理器对NAND控制器的支持、NAND类型以及平台所需的NAND密度。如果设计人员在平台上采用的微处理器带有完全NAND接口和控制器,则可首选图1中的第一种解决方案。目前大多数支持NAND的微处理器,通常仅支持存储密度较低的单层单元NAND。由于工艺技术的限制,目前单个SLC或MLCNAND裸片的存储密度仅约为1GB。因此,为支持更高的NAND存储密度,控制器必须能够支持多个NAND,这通常需采用交错存储并支持多芯片启用技术。为支持多个NAND而增加多芯片启用功能,会导致微处理器的引脚数量增加,因此这种类型的NAND控制器在微处理器中较少应用。 此外,由于种种原因,多层单元NAND接口在微处理器上也很少见。随着多层单元NAND的工艺技术节点的减少,所需错误校正层数也会不断增加。目前多层单元NAND所需的错误校正层数仅为4位,不过正在快速向8位和12位发展。随着错误校正层数的增加,对NAND控制器的硬件性能要求就越高,但微处理器技术发展速度远落后于多层单元NAND发展速度。 第二种方案给出的受控型NAND解决方案可用于数种不同的嵌入式及可移动存储类型。目前市场上有几种不同类型的嵌入式受控型NAND,所有便携式SD/MMC卡均采用该方案。受控型NAND解决方案的优势在于,微处理器只需支持SD/MMC接口便可得到SLC或MLCNAND的系统支持。该解决方案中的控制器与NAND形成堆栈,可执行NAND的所有坏块管理、均匀读写与ECC功能。目前受控型NAND解决方案在嵌入式存储应用方案中的存储密度约为4G,在可移动存储卡应用方案中的存储密度则可达8G。该解决方案的不足之处是,不同NAND厂商的不同受控型NAND采用不同的接口(包括SD、MMC及专用接口等),如果换用其他厂商的NAND,需要重新进行软件设计。 第三种方案在选择NAND类型与厂商时具有高度的灵活性。几乎所有NAND控制器都支持不同的NAND类型、厂商及存储密度。由于NAND控制器连接到处理器的接口是固定的,因此设计人员能自由选择NAND类型与厂商,而无需对软件做任何修改。图2显示赛普拉斯的West Bridge Astoria器件,它支持全单层单元和多层单元NAND管理的多媒体海量存储。 Astoria不仅具有SRAM、ADMUX、SPI与NAND等多种处理器接口,而且还能通过赛普拉斯的专用N-Xpress 技术实现4位错误校正码以支持任意厂商的多达16个SLCNAND器件或 MLCNAND器件。这样,设计人员就能自由选择密度类型,并能即时更换NAND厂商,而对微处理器软件只需做一点修改,甚至根本不用改动。 采用外部NAND控制器还有其它优势。例如,图2给出的Astoria解决方案带有高速USB接口,不需占用主处理器资源就成让PC直接与海量存储系统建立联系,适用于便携式媒体播放器和手机等应用。Astoria还支持SD、MMC与SDIO,这样,设计人员既能将其与Wi-Fi等SDIO 类型的设备连接,又能在系统微处理器SDIO接口有限的情况下采用蓝牙。

图 2:赛普拉斯的 West Bridge Astoria器件解决方案。
现在有多种NAND解决方案可供设计人员选择,且每种方案各具有优势,因此,设计人员应综合考虑密度、成本、尺寸与灵活性等系统NAND预算方面的各种要来决定。如果系统微处理器内置了单层单元或多层单元NAND控制器,则无需外部器件或逻辑,这种解决方案实际是最好的。作为NAND厂商提供的整套NAND解决方案,受控型NAND解决方案的优势是无需外部逻辑或芯片。采用外部NAND控制器方案的优势是非常灵活,可以采用所有类型的NAND,在性能和接口方面也有优势,但需要外部芯片的支持。 作者:Stephen Harris
产品经理
赛普拉斯半导体

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Go_PSoC|  楼主 | 2010-1-26 11:47 | 显示全部楼层
第40篇:电容式近距传感器应用与考虑因素
http://www.chinaem.com.cn/bencandy.php?aid=3346
要达到高灵敏度的电容式近距感测效果,需要仔细考虑众多因素,包括机械设计、传感器置放位置与设计,以及终端应用的作业环境。仔细评估各项设计考虑因素,有助于避免典型电容式近距传感器设计经常遭遇的建置问题。本文介绍一些近距感测常见应用,以及能大幅增进设计成功机率的考虑要点。

何谓电容式进距传感器?
电容式近距传感器是一种与使用者操作接口互动的有效方法,使用者不必实际触碰到接口控制组件,其根据的是电容式感测技术,以侦测到导电物体的存在。电容式近距传感器为系统与产业研发业者带来许多独特优势,能有效提升组件的使用便利性与设计美感,并可提升需要在唤醒或启动时进行设定的装置之反应速度。

电容式进距传感器应用特性
“灯光导引”概念
电容式近距传感器为许多使用者接口系统带来独特的操控便利性。如图1所示,近距感测功能在加入到笔记本电脑的多媒体按键列后,当使用者的手指或手接近笔记本电脑时,即使在昏暗环境中也能提供“灯光导引”功能,让使用者在昏暗环境中也能很容易操作按键,就像是在几乎无光线的飞机客舱中使用笔电一般。

图1 近距灯光导引可改善在昏暗环境中的实用性


其它需要在黑暗或低光源环境中正常地运作的系统,也可采用“灯光导引”的概念,例如像内部通讯用的广播系统、手机、墙壁开关、以及汽车门禁系统等。

手机自动锁定与解除功能
内建触控屏幕或电容式操作接口的手机,亦可利用电容式近距传感器技术来提高使用可靠度。当使用者把手机拿到靠近脸颊处准备拨打或接电话时,触控屏幕或电容式输入接口就会自动锁住其按键与功能,避免使用者误触手机上的结束通话按键。当使用者通话完放下手机时,以及解除手机的锁定时,电容式近距传感器亦可用来自动启动按键锁。这种功能在让手机更容易在使用方面上扮演重要角色。

提高车用和工业安全性
近距传感器还可用来提高汽车车窗或防护系统安全性。例如,当电动车窗要关闭时,一旦乘客的手靠近车窗,系统会侦测到手或手臂,并停止动作以避免乘客受伤。工业设备亦可利用电容式近距传感器控制功能,获得更高安全性。浴室设备可利用近距感测技术,使整体环境变的更安全且更有效率。水龙头可加入近距感测功能,当手放到水龙头下方时就自动给水,当手远离水龙头时,便立即关水,完全不会有浪费水的情况发生。同样地,当手置于洗手给皂机下方时,就会自动提供洗手乳,且当其它非导电物体靠近给皂机时也不会发生误判而流出洗手乳。而马桶和垃圾筒上盖,亦可利用电容式近距传感器来建置免手动操作功能。

提升防盗系统功能
近距感测的另一个新应用,就是防盗系统。电容式近距传感器可设置于房屋四周,当屋主离开住家时就启动警戒功能。当屋宅被窃贼入侵时,摆设在屋子适当位置的近距传感器,就会判断出窃贼进入屋子的位置,以及在屋内走动的路线。这方面的信息能帮助事后调查,协助警方更快破案。移动中的非导电物体并不会触发电容式近距传感器,例如当屋主外出时,从墙上掉落的画,避免进行误判的动作追踪。

强化液晶屏幕影像使用性
像是数字相框与液晶屏幕等有边框的产品,可运用电容式近距传感器功能来增进美观与易用性。传统的数字相框在产品的背面或顶部都有机械式按键。当使用者想要调整数字相框的设定值,或是设定要显示的影像,其程序通常都很麻烦。运用电容式控制功能,加上相框边框的近距感测组件,就能设计出简便的单指操作功能,且当手指移开后,按键可隐藏在屏幕的边框中。图2显示模拟式按键,以及近接感测与电容式控制按键之间的比较。

图2 使用者输入类型比较示意图

传统相框上的机械式按键相框边缘使用触控按键控制设计相框使用触控按键及近距传感器

传统的液晶屏幕通常在边框底部有不甚美观的突出按键,或是嵌入在底部边框的按键。由于屏幕并不重,因此按这些机械按键时,有时会让屏幕移动,离开原来的位置。对为达成单指操作目的而言,采用机械按键竟成为一种阻碍。液晶屏幕越做越薄,在边框四周的触控按键,也必须具备可以搭配的优雅及流线质感。运用近距感测来辅助现有的电容式控制组件,绝对能为液晶屏幕带来双赢的组合。

改善蓝牙无线装置使用效能
采用蓝芽技术的无线装置,亦可藉由近距感测来获得改善。当蓝芽装置欲切换至休眠模式,装置通常需要经过一段时间后,才能唤醒以及操作。运用近距感测技术,可让“休眠中”的蓝芽装置能事先侦测到使用者即将进行的触控动作,因此可大幅缩短使用者会用到的延迟时间。

另一项具备的优势是省电。当手指从搭载近距感测的装置上移开时,装置就能立即切换至“休眠”或省电模式。如此就不必在软件中设定无动作时的休眠时间。要设定适合的无动作休眠时间是很难的事,因为有时若时间设太短,甚至当还在使用时装置就会关闭电源(试想当您在写电子邮件时,屏幕突然变暗)。同样地,若时间设得太长,就会造成不必要的耗电。

如何提高电容式近距感测灵敏度?
要高灵敏度的电容式近距感测设计并不困难。根据产品的机械设计,在规划成功的近距感测设计时,有两个主要因素需考虑,一个是近距传感器的面积以及传感器接地时,和其它作用信号线路之间的耦合。一般而言,传感器越大,耦合的寄生电容就越小,近距感测的距离与性能也就越高。

图3 典型近距触控感测组件示意图


电容式近距感测组件架构
图3显示一个典型的近距感测组件,包括一个线形近距感测天线和相关的电容式感测电路。近距感测天线通常在需要感测的四周空间围成一个回路。构成传感器回路可达成两个目标︰
●能减少寄生电容,并“延伸”感测的区域;
●应注意近距感测天线与周围金属机壳或其它金属外壳之间的距离,要尽量拉大,让寄生耦合能减至小。

图4显示一个在10公分外以手指或手部接近近距感测天线,所形成的电场分布。左图显示当近距感测组件没有受到金属耦合时的电场分布,而右图则显示耦合效应。

图4 近距感测天线周围的电场分布图


用传导屏蔽提高感测灵敏度
图4显示随着金属耦合增加,与手指耦合的电场就随之减少。因此,天线与手指之间的电容就减少,导致侦测距离变短。根据金属耦合的强度,近距感测信号最多会减少10倍。把金属物体连结到传导屏蔽(driven shield),能减少与近距天线之间的耦合,例如,增加手指与天线之间的内部电容。传导屏蔽可以维持与近距传感器一样的功能来减少寄生耦合。相较于其它没有采用屏蔽的类似设计,当使用屏蔽时,侦测信号的强度可提高5倍以上。但它的侦测距离仍不及没有金属耦合的天线。

近距感测电路搭配特定PCB
近距感测天线与主控制器PCB是密不可分的,近距感测电路亦直接置于控制器的PCB中。应要特别注意近距感测电路不要置于没有接地或金属电路的PCB,因为这样会提高寄生耦合并降低侦测范围。

动态调整电容式感测芯片满足空间设计
对于某些应用而言,并无法使用固定式近距感测天线,因为控制芯片没有多余的I/O,或是终端装置没有足够的空间来置放分散的天线线路。对于已使用电容感测的接口设计而言,电容感测按键或滑杆可连结在一起,建构成一个大型近距感测器,不需要另外空出一个针脚来连结近距传感器,这方面可运用动态调整的电容式感测芯片。然而因按键与滑杆和PCB电路板之间有显著的耦合,因此连结针脚会有较高的寄生电容,使得感测范围缩短。

运用屏蔽电极亦能有效降低寄生电容。若没有足够空间来放置外部天线,并稳固地置于产品周围,固定式近距感测组件仍可提供理想效能,不必担心天线组装的问题。

采用韧体设计提升感测效能
采用电容式控制器韧体,可显著提升近距传感器效能。可从一段时间中由近距感测路径所算出的几个电容式信号来平均,以达到更远的侦测距离。这显然会影响近距传感器的反应速度。仔细检验,就能找出许多最佳的平均时间与侦测距离组合。

降低LCD噪声与电磁干扰
LCD噪声与电磁干扰,会影响近距感测系统效能。解决此项问题通常采取两种方法:
●审慎选择判断临界值;
●妥善运用屏蔽。

或者在一个没有LCD的系统中,信噪比临界值(亦即近距感测信号与尖峰噪声的比例)会超过5:1,噪声与指触临界値就应分别调高或调低,以达到更好的噪声滤波效果。

结语
电容式近距传感器为许多不同的消费性应用产品带来更便利的操作接口、更好的工业设计、以及更多的功能。此外,近距传感器可融入许多家用产品与工业节能设计中。通过审慎考虑装置的机械设计、近距感测的尺寸及设置、以及减少寄生耦合,让近距感测系统的设计更容易运用。妥善地调整手触或噪声临界値,加上运用平均值,可进一步改进电容式近距传感器系统的效能。运用传感器控制IC的韧体重新设定功能,就可以不必用到外部控制器I/O,建置出近距感测系统。
 

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