S-Touch电容式触摸控制器PCB布局指南.doc

S-Touch电容式触摸控制器PCB布局指南 PCB Layout Guidelines for S-Touch Capacitive Touch Sensors 作者：黄梓佑 意法半导体亚太区市场工程师 崔景城 意法半导体大中国区市场工程师 焦彤彤 意法半导体大中国区技术工程师?? 时间：2009-08-06??来源:电子产品世界?? 浏览评论?? 推荐给好友?? 我有问题 关键词： ?ST ?PCB ?S-Touch ?电容触摸感应设计 ?触摸键 ?滑动条和旋转条 　　PCB设计与布局 　　在结构为两层的PCB中，S-Touch触摸控制器和其他部件被布设在PCB的底层， 传感器电极被布设在PCB的顶层。 　　每个传感器通道所需的调谐匹配电容器可以直接布设在该传感器电极的底层。需要指出的是，S-Touch触摸控制器布设在底层，应该保证其对应的顶层没有布设任何传感器电极。顶层和底层的空白区域可填充网状接地铜箔。 　　设计规则 　　第1层(顶层) 　　● 传感器电极位于PCB的顶层(PCB的上端与覆层板固定在一起)。 为提高灵敏度，建议使用尺寸为10×10mm2的感应电极。 可以使用更小尺寸的感应电极，但会降低灵敏度。 同时，建议感应电极的尺寸不超过 15×15mm2。 如果感应电极超过这一尺寸，不但会降低灵敏度，而且会增加对噪声的易感性。 ● 空白区域可填充接地铜箔 (迹线宽度为6 密耳，网格尺寸为30密耳)。 　　● 顶层可用来布设普通信号迹线(不包括传感器信号迹线)。 应当尽可能多地把传感器信号迹线布设在底层。 　　● 感应电极与接地铜箔的间距至少应为0.75mm。 　　第2层(底层) 　　● S-Touch控制器和其他无源部件应该设计布局在底层。 　　● 传感器信号迹线将被布设在底层。 不要把一个通道的传感器信号迹线布设在其他传感通道的感应电极的下面。 　　● 空白区域可填充接地铜箔 (迹线宽度为6，网格尺寸为30)。 　　● 传感器信号迹线与接地铜箔的间距应当至少是传感器信号迹线宽度的两倍。 　　● 为降低串扰，应当尽可能地增大两个感应电极/感应信号迹线之间的距离。 在可能的情况下，在两个感应电极/感应信号迹线之间加入接地铜箔。 　　● 传感器信号迹线的长度并不需要完全等长。 因为使用匹配调谐电容，完全可以使两条通道之间的输入电容达到平衡。 然而，在PCB空间允许的情况下，最好使用长度相等的传感器信号迹线(传感器电极的尺寸也是统一的)。 这样，为了把所有传感通道的传感器容抗值调整至控制器感应的动态范围以内，只需设置一个标准参考电容即可，简化了设计难度。 ● 任何时钟、数据或周期信号迹线都不应该与传感器的信号迹线相邻平行布设。 这些信号线应当尽可能地与传感器的信号迹线垂直，或者布设在 PCB的其他区域。 　　● 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。 　　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 ，网格尺寸为30)，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0.5mm，建议使用0.75mm; 　　● 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 10cm，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-Touch控制器的感应通道输入端。 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-Touch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。 　　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