1、布局：

使 PSoC 與Sensor之間的距離保持最小化是一個不錯的做法。通常將PSoC與其他組件一起貼裝到底層，而將CapSenseSensor置于頂層上。
Sensor和柵格地層位于頂層，而其他器件則處于低層

2、電路板厚度：目前發現基于 FR4 的設計可采用的標準電路板厚度為 0.020" (0.5mm)、0.047" (1.2 mm) 和 0.063" (1.6 mm)。那么電路板多薄才合適呢？一個經驗法則就是Sensor與接地層之間的間隙應比其至接地層的垂直距離要小。

3、走線長度和寬度：必須使走線和Sensor的寄生電容 CP 最小化以確保系統的動態范圍盡可能大。那么走線到底應該多長呢？在成功的 CapSense 產品中，用于滑條的最長走線是 9" (230 mm)，而用于按鈕的最長走線是 12" (300 mm)。（這個極限值示例要求更大的Sensor和更薄的覆蓋物,以最大化來自Sensor的信號。）走線寬度將添加至Sensor CP，并且會增加耦合至其他層上的元件。0.0065" - 0.008" (0.17 - 0.20mm) 的走線寬度能滿足大多數應用的需要。

4、過孔：應使用最少的過孔并與 CapSense 輸入的走線保持一致以最小化 CP。可在Sensor上的任何位置進行過孔布置，如圖 8 所示。

圖 8 觸摸板的過孔可以在Sensor的任何位置（底層走線、頂層Sensor）

5、通訊信號走線：電容式感應走線不要接近或并行于高頻通訊信號走線，例如 I2C 或 SPI 主控制器。如果需要讓通訊信號走線與Sensor引腳交叉，那么應確保二者彼此垂直。是減小通訊信號走線和Sensor走線之間交互的有效方式之一，就是通過端口分配來實現隔離。

6、鋪地層：為了使 CP 最小化，推薦在Sensor層上進行 40% 的鋪地，而非Sensor層則進行 60-80% 的鋪地。

圖 9 最小化 C_P 的部分鋪地

7、

覆蓋物厚度：表 1 針對 PSoC CapSense 應用（塑料覆蓋物）列出了所推薦的最大覆蓋物厚度。介電常數在確定覆蓋物厚度時起到一定的作用。普通玻璃其介電常數 εr ≈8，而塑料的介電常數 εr≈2.5。對于相同水平的靈敏度，根據 εr /2.5 的比率就能估算出塑料覆蓋物的厚度。依據這種經驗法則，對于同一靈敏度的普通玻璃覆蓋物的厚度就應大約是塑料覆蓋物厚度的三倍。

表 1 針對CapSense 應用推薦使用的塑料覆蓋物的厚度

信號和噪聲都會受到覆蓋物屬性的影響。當覆蓋物的厚度增加時，信號和噪聲都會減弱。其中典型的關系曲線如圖 10 所示。可將信號定義為手指接觸和手指離開狀態平均輸出中的差值。噪聲可以定義為在手指離開的狀態下輸出的峰-峰值差。

圖 10 隨著覆蓋物厚度的增加，信號電平開始下降

覆蓋物粘合劑：覆蓋物材料必須與感應 PCB 保持良好的機械接觸。手套：如果Sensor必須在戴手套的情況下工作，那么

在設計按鈕尺寸時應將手套材料的厚度添加到總的覆蓋物厚度中。干皮革和橡膠與塑料類似，其介電常數介于 2.5-3.5 之間。滑雪手套的介電常數為 2 或更小，這取決于手套絕熱的空氣含量。

8、LED 背光：CapSense 能夠與 LED 背光一起出色地工作，僅需在感應銅箔上截一個孔并保持 LED 走線位于電路板的底層即可。

9、一個 PCB 上有多個 PSoC：對于擁有許多按鈕的系統來說，例如鍵盤，系統設計時可能要求具有兩個或多個專用于 CapSense 的 PsoC。如果情況確需如此，就應隔開按鈕以便使鋪地從每個按鈕組的走線中獨立出來。此舉可防止獨立的 CapSense 組之間發生耦合。

10、

形狀：用于感知手指觸摸的推薦形狀為實心圓形，如圖 11 所示。、

圖 11 推薦使用的形狀為實心圓形

當按鈕周圍的間隙增加時電容 CP 反而會降低。CP 與間隙的曲線關系示例如圖 12 所示，圖 12 還顯示了三種按鈕尺寸（直徑5mm、10mm和15mm）的情形。

圖 12 CP 為按鈕接地間隙與按鈕直徑的一個函數 (0.062" 厚度, FR4)

保護性覆蓋物越厚，按鈕直徑就應越大。圖 13 顯示了按鈕直徑的使用指南。對于 1mm 厚的有機玻璃覆蓋物，推薦的按鈕直徑是 9mm。

圖 13 按鈕直徑與覆蓋物厚度的關系

3.5. 噪聲過濾

通過傳導和輻射源會將噪聲引入到 CapSense 系統中。傳導性噪聲可通過電源和信號線路進入系統。蜂窩電話或熒光燈鎮流器之類的輻射源可通過空氣引入噪聲。當這兩種類型的噪聲都存在時，固件中的過濾技術可用于增大 CapSense 系統的信噪比 (SNR)。PsoC 僅僅需要幾行代碼就能夠實施FIR 和 IIR 數字濾波器。

FIR 濾波器：與電源線路噪聲的頻率相比，手指觸按事件的頻率會偏低。在此情況下，低通濾波器 (LPF) 就成為一種非常高效的噪聲過濾解決方案。FIR LPF 可定義如下：

y = ( x1 + x2 + … + xN ) / N (1)

每個噪聲周期會對原始計數采樣 N 次。N 個采樣可根據公式 (1) 結合到一起。在 50 Hz 的噪聲環境下，采樣周期必須為 18 ms/N。FIR 濾波器的性能會隨著 N 的次數增加而提高，因此只要系統允許就應使 N 值盡可能大。

IIR 濾波器：FIR 濾波器在這方面的不足之處是它需要采用比 IIR 更高階的濾波器才能獲得相同的結果。這也許會使我們難以調節采樣速率以使其與噪聲周期相吻合。因此在某些時候，對 LPF 來說，IIR 濾波器是更為合適的選擇。表 2 對 FIR 濾波器和 IIR 濾波器進行了具體比較。

表 2 低通濾波器 FIR 與 IIR 的比較

RF 可干擾任何電容感應系統的運行，包括 CapSense（見參考書目 [4]）。在電場強度足夠高的地方，RF 干擾會導致誤判的按鈕觸摸事件，或者妨礙了真正的按鈕觸摸感應。蜂窩電話就是很好的例子，其將 RF 發送器和按鈕近距離地有意結合到一起。

對于低電平的 RF 信號，CapSense 電路不會對系統的數字輸出有任何的影響，因為低電平的 RF 信號看起來像是背景噪聲，因而系統往往會忽略這種噪聲。當 RF 功率增加時，CapSense 計數會偏移恒定的數量，該數量可通過干擾的功率電平進行設定。RF 信號為交流信號，但是由于 CapSense 輸入端上二極管的作用使得對 CapSense 計數的影響卻是直流信號。計數中的正漂移可導致誤判的按鈕觸摸事件，而負偏移則會妨礙感應到真正的按鈕觸摸。CapSense 用戶模塊的手指和噪聲閾值允許在計數中存在小偏移，在此情況下仍可正常工作。對于高電平的 RF 干擾，就需要采用其他的測量辦法。以下是兩種可用的解決方案：

3.7. ESD 考慮因素

當濕度很低時，人體靜電可達到 15 KV。具體電壓因 CapSense 用戶所穿衣服類型的不同而有所差異，如圖 23 所示。

圖 23 人體靜電電壓與有關濕度和物質類型的關系

表 3 顯示了普通覆蓋物材料承受 12 KV 電壓所需的最低厚度。如果遵循了表中的厚度指南，那么 CapSense 系統中的覆蓋物將會避免 PSoC 遭受永久性損壞。Kapton 膠帶非常適合于需要特別 ESD 保護的應用。

表 3 避免被擊穿的覆蓋物擊穿電壓以及最低厚度

總結

以上是生活随笔為你收集整理的触摸板PCB制作-TM12的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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