原创 电容式触控芯片的设计方法-----开关电容法

节选自《电容式触控技术导入及解析》  

开关电容方式的原理如图2-3所示，首先将电容器与开关切换器连接，并使开关切换器按照一定频率进行开关。当电源与电容相通时会将Q=CV的电荷储存在容量C的电容器中，当电容与地相通时会将储存的电荷全部释放。反复使电容器充电放电时，电荷就会不断由电源移动到地。假设1秒钟充电放电N次，就会有Q=NCV的电荷完成移动。

开关电容方式的原理如图2-3所示，首先将电容器与开关切换器连接，并使开关切换器按照一定频率进行开关。当电源与电容相通时会将Q=CV的电荷储存在容量C的电容器中，当电容与地相通时会将储存的电荷全部释放。反复使电容器充电放电时，电荷就会不断由电源移动到地。假设1秒钟充电放电N次，就会有Q=NCV的电荷完成移动。

         开关电容方式的原理如图2-3所示，首先将电容器与开关切换器连接，并使开关切换器按照一定频率进行开关。当电源与电容相通时会将Q=CV的电荷储存在容量C的电容器中，当电容与地相通时会将储存的电荷全部释放。反复使电容器充电放电时，电荷就会不断由电源移动到地。假设1秒钟充电放电N次，就会有Q=NCV的电荷完成移动。

        因此上述充电放电过程呈现出类似电阻的作用，它们都是完成了在一定时间内将一定量的电荷搬移的动作。

        如图2-4所示，当电阻器R的两端如果施加一电压V，根据奥姆定律流动电阻的电流I=V/R。I是指1秒钟从电源到地移动的电荷量。如果两种方式移动的电荷量相同，那么得出等式NCV=V/R，从而可以得到NC=1/R。也就是说如果开关以每秒钟N次的速度进行切换那就相当于电路中连接了一个阻值为1/NC电阻器。

图2-4 开关电容器等效电阻

 

        通过开关电容等效电阻的原理，我们就可以利用开关电容等效电阻在电路中分压从而通过计算电压值的大小来确定电容的变化。如图2-5就是一种利用开关电容原理实现触控侦测的一种电路结构。

图2-5 开关电容的电路结构

        当手指靠近感应电极时C变大，因此图2-5中的Vout就会变小。所以通过侦测Vout的变化就会推算出感应电容的变化。 

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