【经验】12通道电容式触摸传感器控制IC CPT112S设计应用注意事项的探讨

时间： 2018-01-31 来源：世强作者：东篱

技术问答

CPT112S是美国SILICON LABS公司（芯科实验室）发布的一款电容式触摸传感器控制IC，该芯片具备12个输入传感器通道，每个通道均可通过修改软件来灵活配置灵敏度；可实现滑条输入功能；通过I2C通讯传输传感器状态数据给主芯片；该芯片正常运行电流低至200μA，休眠模式下低至1μA，具备一个中断输出口，可以和支持低功耗的主芯片搭配来降低产品整体运行功耗，非常适用于电池供电和移动类电子产品。下面就该芯片的设计应用来探讨一些注意事项。

1、电路设计

电容式触摸IC对电源纹波比较敏感，尤其在高灵敏度使用情况下更要注意电源纹波的影响，通常要求纹波电压控制在IC电源电压2%以内，可以采用LDO供电，不建议使用开关类电源；芯片VDD脚要加去耦电容和滤波电容，靠近芯片引脚放置。

芯片布局尽量居中，距各输入感应pin距离大致相等不要相差太远，避免线路寄生电容影响，导致各pin感应灵敏度差异过大；感应线以及感应焊盘附近避免走强干扰信号线（如：高频数字信号线），感应线应尽可能短，感应线和感应焊盘尽量布在不同的层上（避免触摸时候感应线影响）；感应焊盘上不要加过孔、镀锡，避免加过孔和镀锡引起焊盘不平，影响接触效果。

各感应输入通道需要加串联电阻，该电阻可以起到衰减静电、浪涌的作用，能有效保护芯片不被击穿损坏，电阻阻值最大不能超过50K。

2、感应电极触控面板要求

感应电极需使用导电介质（电阻≦100mΩ）。一般弹簧和导电海绵均可。弹簧要求不生锈，顶到面板后压缩量≧3mm，弹簧相邻的匝间距≧弹簧线直径，否则弹簧将成为一个圆柱形等势体，影响感应。如果使用导电海绵，需考虑海绵的使用环境，是否会发霉，海绵弹性等因素。

触控面板的材料必须是塑胶，玻璃、亚克力等非导电物质，与感应电极接触的材料也必须是非导电物质。面板材质的导电率和感应按键的灵敏度紧密联系。导电率越高，灵敏度越大，但同时受到外界的干扰也越大。面板材料中含金属成分过多，会带来按键串扰（按一个按键，其他按键动作）、EMC（重点是ESD、注入电流）测试不合格等一系列问题。

感应电极与面板接触点之间尽量不要有空隙。面板与电极接触部分须保证平滑，不能有颗粒，以保证良好接触。如果感应电路板后面有大片金属或电路板，必须保留若干空隙，以避免灵敏度降低或干扰感应电极，如果是金属板，金属板必须接地，空隙保留至少10mm以上，如果是电路板，尽量减少高频电路经过，并保留至少10mm的空隙。

3、灵敏度调整

CPT112S可通过软件灵活配置灵敏度，通常以成人2/3食指面积感应触发为宜（可参考三星铝棒测试标准），过于灵敏会引起按键之间相互串扰并带来EMC测试问题。对于湿度环境测试，可以直接喷水在触控面板上，以各按键间不相互串扰为宜。

以上为CPT112S在设计应用方面需注意的一些事项。相比传统机械按键输入方式，电容触摸输入便捷、可靠，界面友好、美观大方，在各行业的应用越来越普及。Silicon Labs CPT112S触摸传感器以其超低的运行功耗和灵活简易的配置方式得到了广泛的市场认可。希望这篇文章能给初次应用的工程师提供一些帮助，在设计方面少走一些弯路，避免无谓的浪费。

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小英子 Lv5. 技术专家 2019-11-15

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康波周期 Lv7. 资深专家 2019-04-03

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Chandler Lv8. 研究员 2019-04-01

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119 Lv7. 资深专家 2019-03-26

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MagicMoon Lv8 2019-03-26

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