S-TouchTM 电容式触摸控制器PCB布局指南

文章摘要：● 如果时钟、数据或任何周期信号迹线确实需要与传感器的信号迹线平行布设，它们应当被布设在不同的层并且不能重叠，而且应当尽可能地缩短信号迹线平行部分的长度。图.4 传感器信号迹线和周期信号迹线相邻时平行布设接地铜箔在前面对两层FR4 PCB的介绍中，接地铜箔被用来填充PCB的空白截面区域。 接地铜箔能够帮助触摸模块屏蔽外部噪声源，还能够稳定传感器线路的固有电容。然而，使用接地铜箔时需要事先注意几个问题。 这是因为接地铜箔会增加传感器的固有电容，还会增加由于水滴导致的错误检测的可能性。接地铜箔设计指南：● 建议使用网状的接地铜箔，而非实心的接地铜箔。 建议使用20%的网状接地铜箔(迹线宽度为6 密

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　　● 如果时钟、数据或任何周期信号迹线确实需要与传感器的信号迹线平行布设，它们应当被布设在不同的层并且不能重叠，而且应当尽可能地缩短信号迹线平行部分的长度。

　　图.4 传感器信号迹线和周期信号迹线相邻时平行布设

　　接地铜箔

　　在前面对两层FR4 PCB的介绍中，接地铜箔被用来填充PCB的空白截面区域。 接地铜箔能够帮助触摸模块屏蔽外部噪声源，还能够稳定传感器线路的固有电容。

　　然而，使用接地铜箔时需要事先注意几个问题。 这是因为接地铜箔会增加传感器的固有电容，还会增加由于水滴导致的错误检测的可能性。

　　接地铜箔设计指南：

　　● 建议使用网状的接地铜箔，而非实心的接地铜箔。 建议使用20%的网状接地铜箔(迹线宽度为6 密耳，网格尺寸为30密耳)。 接地铜箔的角度应当设置为45°。

　　● 传感器到接地铜箔的间隔应当至少为0.5 毫米，建议使用0.75毫米。

　　● 传感器信号迹线到接地铜箔的间隙应当至少是迹线宽度的两倍。

　　● 对于四层PCB来说，如果布设在第三层的传感器信号迹线大于 10厘米，为了把长迹线的电容负载降至最低，建议不要在底层布设接地铜箔。

　　● 如果对覆层板使用部分导电材料，建议不要在顶层布设接地铜箔。

　　● 如果电容感应系统需要在潮湿环境中工作，建议不要在顶层布设接地铜箔。

　　传感器基本功能描述与指南

　　电容传感器电极是指一种用来测量手指电容的导电极板。 它被连接至S-TouchTM控制器的感应通道的输入端。 传感器电极可以被制作成各种几何形状和尺寸，以便具有不同的功能和应用。

　　触摸按键

　　触摸按键的基本功能是检测是否有手指在触按。 S-TouchTM控制器可测量触摸按键感应电极的电容。 如果手指比较靠近触摸按键，当所测量的电容变化超过预先设定的阀值，就会检测到手指触摸的发生。

　　图.5 触摸按键形状

　　触摸按键可以被设计成各种形状，例如方形、圆形、三角形或其他形状。 如果限定了 PCB的尺寸，所设计的按钮形状应当最大化地利用空间，以便提供最佳的灵敏度。

　　对于覆盖有2-3毫米的丙稀酸塑料层外壳的应用，建议使用最小尺寸为10 x 10毫米的正方形传感电极。 建议最大尺寸不要超过15 x 15毫米。如果超过该尺寸，不仅无法提高灵敏度，而且还会加剧噪声易感性。

　　触摸滑动条

　　触摸滑动条的基本功能是用来检测手指在一维方向上的滑动位置。

　　触摸滑动条的典型应用之一是进行音量控制。 可以使用两种方法来实现触摸滑动条：触摸状态滑动条和比例计量滑动条。

　　把方形触摸按键按顺序紧密排列在一起，即可以设计成触摸状态滑动条。

　　图.6 触摸状态滑动条的实现

　　位置 传感器开启（ON）

　　表1 触摸状态滑动条的设计

　　当检测到某传感通道处于开启状态时，就能确定手指在触摸滑动条上的位置。 在上例中，使用了5个传感通到来检测9个位置。 如果S1 和S2 通道同时处于开启状态，就意味着手指的位置位于位置2。

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