在智能硬件日益追求“無感操作”與“沉浸體驗(yàn)”的今天，觸控早已不只是“點(diǎn)一下”那么簡(jiǎn)單。數(shù)模龍頭艾為電子推出新一代三合一觸控芯片，集成電容、壓感、壓容三大技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更智能、更精準(zhǔn)的觸覺交互，助力“指尖革命”。

多種觸控方式技術(shù)原理

電容觸摸檢測(cè)技術(shù)(容式)

通過檢測(cè)電容變化來感知觸摸操作，可實(shí)現(xiàn)觸摸按鍵、觸控滑條等功能，還能提供高精度的滑動(dòng)坐標(biāo)檢測(cè)。 但是容易受到外界干擾和防水性能的不足，易因水汗引發(fā)誤觸，需依賴算法優(yōu)化。

電容觸摸檢測(cè)原理

圖1 自容觸摸原理示意圖

【工作原理】自電容測(cè)量：測(cè)量電極 相對(duì)于大地的電容變化；

【應(yīng)用優(yōu)勢(shì)】電容檢測(cè)方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，組裝簡(jiǎn)單，且成本較低。

電阻式壓力觸控技術(shù)（壓感）

通過壓力改變電阻阻值，能夠精準(zhǔn)檢測(cè)用戶的按壓力度，具有較高的分辨率和抗干擾能力，可實(shí)現(xiàn)多級(jí)按壓識(shí)別。但響應(yīng)時(shí)間和應(yīng)用擴(kuò)展性稍遜一籌。

電阻式壓力觸控原理

圖2 電阻式壓力識(shí)別原理示意圖

【工作原理】通過高靈敏度應(yīng)變材料，結(jié)合惠斯通電橋，將微米級(jí)形變轉(zhuǎn)化為uV至mV級(jí)的信號(hào)；

【應(yīng)用優(yōu)勢(shì)】常用于需要支持防水的物理按鍵和多級(jí)壓力檢測(cè)場(chǎng)景，技術(shù)成熟、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。

電容式壓力檢測(cè)技術(shù)（壓容）

當(dāng)壓力作用于電容極板間，產(chǎn)生微小距離變化，利用TX/RX電極間的互電容變化計(jì)算出按壓力度，從而實(shí)現(xiàn)多級(jí)按壓識(shí)別。

壓容觸控技術(shù)原理

圖3 壓容觸摸原理示意圖

【工作原理】根據(jù)平行板電容原理，手按壓時(shí)電容兩個(gè)電極之間的間距變小，電容會(huì)增大；

【應(yīng)用優(yōu)勢(shì)】常用于需要支持防水的物理按鍵和多級(jí)壓力檢測(cè)場(chǎng)景，功耗較低。

新一代三合一觸摸應(yīng)用單芯片解決方案

基于前面介紹，不同產(chǎn)品，不同場(chǎng)景，選擇的觸控方案不一樣，甚至需要同時(shí)應(yīng)用兩種方案。產(chǎn)品需要集電容觸摸檢測(cè)、壓感檢測(cè)和壓容檢測(cè)三合一技術(shù)于一身，實(shí)現(xiàn)三位一體檢測(cè)和識(shí)別功能，彌補(bǔ)了彼此的不足，為用戶帶來更豐富、精準(zhǔn)的交互體驗(yàn)。

數(shù)模龍頭艾為電子推出的AW938XX系列最多覆蓋5通道電阻式壓感應(yīng)用/6通道電容式壓感應(yīng)用，具備21Bit高精度ADC ，支持多級(jí)按壓識(shí)別，單擊/雙擊、長(zhǎng)按/短按檢測(cè)。覆蓋12 通道電容觸控應(yīng)用，具有1aF 電容檢測(cè)精度，能自動(dòng)抵消 220pF 以內(nèi)的負(fù)載電容，可實(shí)現(xiàn)觸摸按鍵、觸控滑條等功能以及適配多種壓感+電容組合使用場(chǎng)景。

方案功能實(shí)現(xiàn)多

圖4 芯片方案設(shè)計(jì)示意圖

接入Force傳感器模組實(shí)現(xiàn)力度檢測(cè)功能。

為電容檢測(cè)芯片外接滑動(dòng)感應(yīng)電極即可實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)和Touch功能，根據(jù)不同的PAD設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)上/下/左/右滑動(dòng)事件上報(bào)。

將電容檢測(cè)Touch Pad和Force力度結(jié)合判斷按鍵按壓狀態(tài)防止誤觸。

產(chǎn)品亮點(diǎn)多

21Bit高精度ADC ，1V 偏置補(bǔ)償能力，具備高信噪比壓感信號(hào)檢測(cè)能力。

支持超小封裝1.729mm*1.538mm*0.629mm。

1aF 高靈敏度電容感應(yīng)，16 檔量程可調(diào)。有效支持不同形狀滑動(dòng)感應(yīng) PAD。

內(nèi)置高速滑動(dòng)坐標(biāo)解析算法，可實(shí)時(shí)解析并上報(bào)滑動(dòng)坐標(biāo)數(shù)據(jù)。坐標(biāo)精度優(yōu)于0.2mm。

32bitMCU+RAM 架構(gòu)加持，芯片可以同步處理電阻式壓感、壓容、電容觸摸信號(hào)，通過中斷觸發(fā)上報(bào)事件給到平臺(tái)。

壓感+電容算法在一個(gè)芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，便于維護(hù)，不依賴平臺(tái)進(jìn)行算法處理。

芯片集成化有優(yōu)勢(shì)

產(chǎn)品應(yīng)用面臨需要同時(shí)使用force和cap應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)，往往會(huì)采用多個(gè)獨(dú)立芯片完成不同功能，或針對(duì)單一功能需要協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)，集成式芯片封裝優(yōu)勢(shì)可以減少占板面積。例如AW93804QFN和AW93310QFN對(duì)比在封裝一樣的前提下迭代增加了電阻式壓感模組的檢測(cè)應(yīng)用。

圖5 芯片封裝面積示意圖

芯片性能好

表1 芯片性能對(duì)比

可視化效果調(diào)試效率高

好的產(chǎn)品來源于好的體驗(yàn)，好的體驗(yàn)來源好的效果，好的效果需要有完善、高效的調(diào)試工具和調(diào)試方法。

圖6 調(diào)試APK示意圖

全場(chǎng)景落地，賦能智能終端升級(jí)

觸控滑動(dòng)手勢(shì)常在隨身攜帶交互性較強(qiáng)的科技產(chǎn)品中出現(xiàn)，IOT（如耳機(jī)、智能眼鏡，手表等），智能手機(jī)、汽車領(lǐng)域、智能家電等，艾為電子滑動(dòng)觸控手法和force按壓以及力度檢測(cè)貼合用戶需求，常見方案在產(chǎn)品中應(yīng)用如下：

IOT領(lǐng)域產(chǎn)品滑動(dòng)或手勢(shì)功能切換，以及Force按壓應(yīng)用（如單擊/雙擊/長(zhǎng)按/短按檢測(cè)等）。

智能手機(jī)類，相機(jī)控制按鍵，集多級(jí)力度按壓和觸控滑動(dòng)功能于一體，可快速啟動(dòng)相機(jī)、拍照和功能切換以及手動(dòng)對(duì)焦等。

汽車領(lǐng)域，如方向盤多功能按鍵和方向盤手持檢測(cè)功能

家電行業(yè)，防誤觸按鍵類功能同時(shí)需要滿足滑條應(yīng)用擴(kuò)展需求（一維滑條，二維滑條，圓形滑條）。

方案選型匹配度高

表2 艾為推薦選型表

中國(guó)數(shù)模龍頭艾為電子將不斷持續(xù)創(chuàng)新CAP/FORCE手勢(shì)識(shí)別技術(shù)，以高集成芯片、靈活算法和高效支持，助力客戶加速創(chuàng)新，打造更智能、更精準(zhǔn)、更可靠的交互體驗(yàn)。