谁有LG巧克力按键的资料？

无梦

谁有LG巧克力按键的资料？他的工作原理是怎样的，该怎样连接呢？有谁知道touch sensor key和电容式 touch key(LG chocolate)工艺吗？

huanjing

一个恒流源，向一个电容(按键时手和PCB间的电容)充电，输出电压和Vref比较，输出电压高于Vref时控制一个开关使电容放电。这样产生三角波。

[此贴子已经被作者于2006-10-23 17:20:38编辑过]

无梦

在网上找了一篇文章[em02]



在电子工程师努力将更多功能装进体积和功耗越来越小产品的同时，产品设计者也同样在对抗一个更大但同样不会改变的影像。从董事会房间到消费产品媒体所反映出的观点是，即最终促成产品销售的是漂亮的包装和智能的使用者接口，而不是其中的硬件。在汽车产业中，尽管技术复杂，最终产品的价值也很高，但这种观念也有绝对的影响力。例如，Osram 最近因为它的可以依照需求而变换色彩的 LED，而让它赢得了 2006 PACE（汽车供货商卓越贡献，www.trcpg.com/pace.htm）创新奖，它使汽车制造商有机会定制汽车颜色，从而造成自己与与竞争者产品之间的差异。这种简单的策略运作的很成功。同时，在展示间，汽车供货商的最高优先级经常是提供尽可能简单而强大的使用者接口，而不是最可靠的。
这些及其它无数的应用都有赖于两个主要元素：开关与显示。虽然像有机发光二极管（organic LED，OLED）的显示及使能技术（enabling technology）吸引着大众的注意力，而普通的开关则经常遭到忽视。但这种技术也在发展中，新一代电容式触摸传感器（capacitive touch sensor）使设计者有充分理由重新考虑其开关面板（switch-panel）的选择。过去，在灵敏度和稳定度方面很难设计，也不可靠，但今天的触摸开关比机电开关更便宜也更可靠。另外，触摸开关或触摸板需要定制制造的日子已经一去不回了，因为种类越来越多的电容检测 IC 使一次性设计也具备了经济性。重要的是，这种发展使产品设计者有机会实现设备的差异性，使电气工程师具备了拥有自己设计的好处。那么，这些新部件有多好呢？而采用它们来设计有多容易呢？
受俄国政府资助的接近传感器产品 Theremin 是 Leonard Theremin 在 1919 年发明的，这可能是第一种进入商用的电容传感器。该装置当时是用来探测一位音乐家的手与一对天线之间的距离，而这对天线则是用来调变世界第一台电子音乐合成器中两台外差式振荡器的频率和波幅。接下来在 1972 年，设计工程师 David Cockerell 在电子音乐工作室制作了 KS 键盘，作为该公司电压控制合成器产品中的序列发生器（参考文献 1）。这种有趣的装置有一个 30 音符的触敏（touch-sensitive）键盘，其输入依靠两颗 74150 的16 选 1 线路多任务器之 TTL 特性。设备扫描键盘，从一个 4 位二进制涟波计数器获得时钟输入。一个网络将输入偏置给多任务器，以便将它保持在接近开关阈值处，当手指按压时即会超过此阈值。此时，相对应的数据选择器输出为低，锁住 4 位码和多任务器的标识（identity），从而建立一个可以代表键盘位置的 5 位地址。
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并联场检测物体
也许比较出人意料，今天的Analog Devices、Cypress Semiconductor、Freescale Semiconductor和 Quantum 研究集团公司也同样展示了不同的检测方案。这些供货商还提供评估套件，便于对设计的简便性和相对复杂性以及技术的稳健性（robustness）进行比较（参见附文“个中奥妙”）。这里，“稳健”表示在各种使用情况与环境下可靠地确定按键信息的能力。任何触摸传感器都有一个背景电容（background capacitance）、一个信号电平，还有一个较高的电平，超过这个阈值，传感器就会记录按键事件。相应地，行动设备呈现出更大的挑战。在这一分钟，行动设备可能还处于自由的空间，而下一分钟，使用者就可能把它放在一台 PC、手机或其它电子设备旁边，它会以各种场强（field strength）发射多种频率成份（参见附文“不要在家中尝试！”）。静电泄放是另一个潜在的误触发原因，水和其它污染物也会引起相同的问题。为克服这样那样的问题，例如温度和时间漂移，触摸传感器 IC 通常会嵌入逻辑和模拟子系统，以便对系统不断地进行校准。藉由确定每个通道的特性，这种技术还可以采用与使用者指纹和按键模式完全不同的键盘，从而改进检测率和产品设计者的选项。
以 Analog Devices 的 AD7142 为例，就可以看清楚这个问题，并且适用于现有的任何其它芯片。AD7142 的基本价格为 1.65 美元（每千片的单价），它将 14 条电容至数字转换（capacitance-to-digital-conversion）的通道封装在一个 32 焊盘、5×5mm 的无引线芯片级封装（chip-scale package，CSP）中。该器件的一个主要特性是自校准能力，这对行动电子目标市场是非常重要的。传感器工作时会产生一个 240 kHz 方波信号，驱动每个按键的电极，建立一个供邻近电极评测的电场。开关数组将接收器的电极信号多任务到一个 16 位的sigma-delta ADC 上，完成电容至数字信号的转换。当一根手指或其它导体与相关键的背景电容并联时，使 ADC 输出码发生变化；当这个变化超出预先编程的阈值时，传感器就会登记一次键压（图 1）。
AD7142 的每个通道都有其本身的结果缓存器，主机可透过 SPI 或 I2C 接口读取。当信号超出一个传感器的阈值水平，完成一个转换序列，以及在器件的通用 I/O 接脚检测到一个事件时，芯片都可以产生中断。在测量水平上，在一个配置缓存器中，每个输入通道都有自己的 2 位场，用于确定如何连接到电容到数字转换器（capacitance-to-digital-converter ，CDC）的区块上。各个选项是：无连接；连接到 CDC的正输入或负输入；连接到驱动外部屏蔽导体的偏压轨。这种方式便可提供支持不同类型传感器的弹性。例如，一个按键可能连接到一个 CDC 输入，或两个按键可能以差动方式连接到两个输入端。两种选项都需要一单一级的电容至数字转换，以解析按下的单键；按差动形式的两个键则会一个也识别不出来。一个滑动条（slider）需要差动连接和两个转换级，第一个检测传感器的启动，即物体的接近；第二级则用于解析出相对位置。芯片的序列发生器对每个测量序列支持多达 12 级转换，你可以平衡转换次数和采样区块的速率，以便将性能最佳化。ADI 建议将整个转换序列的时间设为 35 至 40 ms。
接近检测功能对于芯片内部再校准例程的延迟很重要，这个例程会在每次转换序列后执行，评估背景电容的变化。设计者用缓存器调整芯片满功率和低功率工作模式下的校准延迟时间，以防止使用者的手指在键上停留过长时间，而使校准例程失去功能。使用者手指在面板上留下的湿气会产生这种停留效果，所以强制进行重新校准可以帮助传感器保持最佳的检测性能。芯片的自适应阈值与灵敏度算法不断监控着每个传感器的输出电平，自动调整阈值水平以补偿传感器区域的变化，适应不同大小的手指。
所有电容传感器都会带来一些折衷问题，如器件用于支持检测技术的能量；按键刷新的频率；以及总体功率预算等。AD7142 提供满功率、低功率和器件关断工作模式。在满功率模式下，器件的所有部分都接通，并以恒定速率不断地完成转换和重新校准工作。低功率模式会降低转换频率，例如每 400 ms 一次，直到检测到一个键按下为止，然后回复到 40 ms 的序列。（这些时序都是可编程的。）同时，一个接近计数器（proximity timer）在倒数着，如果没有发生其它按键情况，则传感器再回到 400 ms 的周期。对于这些时序，低功率模式将芯片的总能耗从 1 mA降低到大约平均 50 μA 的水平。关断模式可将静态电流降低至约 2 μA。
3-D 成像
Freescale 的产品专家 Brad Stewart 解释说，该公司的 MC33794 电场传感器有多达九个检测电极和两个基准电极，适用于汽车应用，像是需要大面积 3D 成像的座椅传感器，以便将针对不同乘客和座椅位置的安全气囊部署最佳化。MC33794每一千颗订购量时的每颗基本价格为 2.22 美元，这种 54 接脚 SOIC 封装的器件采用同轴电缆连接到远程的检测板，它拥有有一种主动屏蔽驱动器，可对电容效应进行补偿。重要的内部结点（如检测信号电平）可以从器件接脚连接到微控制器的模拟输入端，以供测量和作校正。一个 ISO-9141 实体层接口简化了与这个 10.4 kbps、UART 总线的连接，后者是法律规定北美汽车必须支持的三种车载诊断通信结构之一。
MC33794 透过一个 22kΩ 电阻，在传感器电极上施加一个 5V p-p、120 kHz 的正弦波，构成分压器的一半；传感器电极和邻近地平面构成另一半。选择相对较低频率的正弦波可以尽可能地降低 EMC 的问题，避免与多数美国汽车上配备的 AM 收音机相互干扰。同步调变器、整流器和低通滤波器对所得信号电平会做平滑处理。
电极之间的电容值与电极的面积和隔离材料的介电常数成正比，而与相互间的距离成反比：C=(kεOA)/d，其中 k 是材料的介电常数，εO 是自由空间的电容率，A 是平方公尺为单位的板面积，而 d 是以公尺为单位的两者间距离。Stewart 指出这个关系适用于各种检测应用，例如开/关门的检测，以及旋转滚桶中的不平衡补偿（imbalance compensation）。他说：“由于电极间的电容与距离成反比，我的传感器找到了一个修正干衣机和其它家电中摇摆问题的新市场。”他宣称，设计者会把电极设计看作是某种魔术，而现实并不是这么简单，“我建议在标准 FR4 板上每个键占 10×10mm 面积”（参考文献 2）。自动制冰机和冰箱解冻系统也有潜在的应用，此外还有检测液位，甚至检测电热炉飞溅出的内容（图 2）。
新型 MC34940 支持消费性和一般工业性的应用，它去掉了那些针对汽车产业的特性，在 24 接脚的宽 SOIC 封装中，包含了 7 个电极和一个屏蔽。这种结构可以用到多达 28 个触摸传感器。Freescale 提供 C 代码的驱动程序，可实现滑动条、邻键抑制以及定期重新校准等功能，并有一个运行在 CodeWarrior IDE（integrated development environment，整合开发环境）下的计划环境，以配合各种微控制器，包括该公司新推出的基于 S08 核心的组合。DEMO1985MC34940E 开发工具采用 68HC908QY4 微控制器提供智能，包括嵌入代码样本以及在 PC 上运行、用VisualBasic的前.Net 版（pre-.Net version）编写的一个应用程序，使程序员能够根据自己的要求修改代码。该工具组现已在出货中，价格为 57.65 美元，MC34940 的价格为 2.12 美元（每千片）。
扫描板
Cypress 的 CapSense 产品采用了不同的检测技术。它的 CY8C21x34 和 CY8C24x94 建立在该公司可编程系统单芯片（programmable-system-on-chip，PSoC）混合信号微控制器上，可实现松散的振荡器。在这种结构下，传感器电极与地电极之间的电容构成一个锯齿波产生器的时序组件。一个恒流源为电容充电，直到其电压上升到一个阈值，于是一个开关使电容放电，此一周期将再重复（图 3）。由于电容及其充电电流决定了振荡器的频率，电路透过测量伴随电容增加而引起的频率差，来检测是否有使用者的手指。Cypress 公布了一系列应用说明，涵盖这种类型传感器的工作原理以及最适合的面板布局。
CY8C21x34 有四种封装选项，从 16 接脚的 SOIC 到 5×5 mm MLF，它有 8 k字节的闪存、512 字节的 RAM 以及 I2C 和 SPI 埠。CY8C24x94 采用 56 接脚的 8×8mm MLF 封装，具有 16k 字节的闪存、1k 字节 RAM、一个 SPI、一个全速 USB 埠。这些器件的基本价格介于 1.90 美元至 2.85 美元之间（每千片）。Cypress CapSense 产品营销经理 Steven Berry 注意到，该公司的 PSoC 器件与普通的微控制器有所不同，它组合了多种模拟区块，用于补偿一个可配置的数字核心。他说：“核心是一个状态机器，使用者可以简单地设定缓存器，就能增加功能区块，如 UART 和定时器”。同样地，该技术支持包含连续时间器件的模拟功能区块，如运算放大器、比较器和缓存器数组，以及建立滤波器、ADC 和 DAC 的开关电容电路。PSoC Designer 组件中有一个平面规划工具，提供一种连接虚拟化的方法。Berry 表示：“PSoC Designer 是抽象的一个进步，让使用者能考虑到 PC 电路板上各模块间的连接问题。”每个模块都有一个描述电气规格与建议设计策略的数据表。开发环境提供驱动程序和应用编程界面（application-programming interface，API），包括缓存器设定和使用 C 语言或汇编语言的函数呼叫。对很多小系统尤其重要的是，嵌入式微控制器可以实现单芯片系统（single-chip system）。
在应用层面上，Berry 同意手持设备是最大的挑战，因为它有不可预测的环境。为进行补偿，设计者可以用一个 API 定期地执行一个校正算法，更新每个电极的基线电平（baseline-level）缓存器。你可以同时设定噪声阈值和检测阈值，对经历频率环境变化的系统进行连续的软件校正。你还可以平衡器件的功耗和检测灵敏度，调整检测算法以适应传感器类型和覆盖的材料。Berry 指出，虽然恒流源方案拒绝电压的变化，但该公司正致力于一种温度补偿的专利方法，用于保持电流源的精度。未来部件将提供一颗板上的线性稳压器和更低的功耗。Cypress 也在研究硅片的新技术，以降低对噪声和其它干扰（如 ESD）的敏感性。
解决水的问题
英国芯片设计企业 Quantum 研究集团公司以触摸传感器为其所专擅的市场，提供各种采用电荷传送技术的 IC，使自己能与其它通用器件供货商有所区别。该公司的创办人和管理总监 Hal Philipp 解释说，在自由空间中，人体对地有大约 100 至 300 pF 的电容，一只手指只有数 pF。为满足应用的需求（尤其是该公司最大的家电市场），任何电容检测技术都必须能在有水和其它污染物的情况下解析到这种水平，例如在电热炉或其它应用表面附着的脏物和油污等。
Philipp 将 Larry Baxter 的经典文章作为电容检测机制的最佳说明（参考文献 3），他解释了 Quantum 根据电荷守恒原理的 QT（charge-transfer，电荷传送）机制解释说：“我的 QT 传感器基本上是一个微控制器，它已被编程成为一个未知电容的检测板充电到某个已知的电势。检测板可以是任何导体，包括 PC 电路板焊盘或一个显示屏幕表面覆盖的铟锡氧化层。”经过一个或多个充电/传送周期后，检测板上的电荷，芯片就可以确定检测板的电容，当一只手指这样的物体打乱了检测板上的电容时，就可以做检测了。Philipp 强调要用一个低阻源来检测电极，然后对窄带脉冲进行采样，以保证在有许多脏污情况下能可靠地检测手指。他评论说：“从电子信道的角度来看，水膜（water film）在低频下有更强的干扰效应，因为薄膜本身及其与周围环境形成了一个 2D RC 网络。”
Quantium 用一个扩频、突发模式技术对这个模型进行调整，透过切换 VCC 来完成电极检测。在突发之间随机产生的电荷脉冲以及插入长延时可减少 EMC 的问题，进一步提升稳健性。每个脉冲可以短至脉冲间隔的 5% 以下，也降低了功耗和传感器间的干扰。Philipp 说：“大多数噪声源要么是单调的，要么是频宽很窄。”该公司的传感器通常使用约 100 kHz 的采样频率，但有些器件的有效频率为 10 MHz 以上，采样时间在 100 ns 量级。因此，它的传感器可以透过 50 mm 的厚玻璃来解析物体，或较低电介常数的其它材料。例如，普通玻璃的值约为 7.8，FR4 玻璃纤维约 5.2，多数塑料大约是 2.7（参考文献 4）。尤其是，该技术的灵敏度适用于替代阻性触控屏幕（resistive touchscreen），传统的阻性触控屏幕需要两层阻性材料，会影响光的透射。
为防止短时间的无意触摸所造成的假触发，系统要在一个物体接近或出现 ESD 事件时检测一系列成功的采样，然后才记录一次触摸。信号处理逻辑亦可实现邻键抑制，即采用反复测量每个键信号强度的重复技术。它透过判断最大信号强度变化的区域，确定使用者真正的选择。当选择的键信号保持在阈值水平以上时，传感器就会忽略邻近的其它键。
该公司所有芯片都能实现自动漂移补偿机制，Philipp 表示，这足以在微波炉面板等应用中保持检测性能，这类应用的温度变化速率在 1°C/sec 以上。当没有人触摸传感器时，一个算法会定期地去评估每个输入的基线信号水平，调整检测阈值，以保持恒定的灵敏度。根据不同类型的 QT 器件，设计者可以用基准电容或软件设定阈值的值。Philipp 说：“尽管需要保证可靠检测的信号变化并不显著，但基线水平的变化相当大。”
一系列 IC 分别适用于单键或多键、数组键盘、触摸滑动条和滑轮、触控屏幕，以及上述类型的组合。QT118H 单键传感器可以验证这些产品共有的很多特性，它的检测能穿透过厚达 100 mm 的玻璃，在 3.3V 电源下只耗电约 12 μA。芯片包含多任务逻辑和 14 位的分辨率，获取脉冲和测量传感器电荷水平的开关电容 ADC，能在瞬间完成重新校正的工作。一个电容用于设定器件的灵敏度。电荷传送采样周期为 2 μsec，脉冲突发时间在 0.5 至 7 ms 之间变化，间隔为 95 ms。一致性逻辑电路要求用四个相同的主动采样记录一个按键事件，这可当作一个去抖动滤波器。因此，在初期检测时，芯片可以将突发脉冲间隔降低到 20 ms，平均响应时间约为 95 ms。芯片有两个选项接脚，可将输出端配置为：10 或 60 秒周期的低有效信号；一个 10 秒长的转换输出；或者对每次新的检测产生一个 75 ms 的低有效脉冲。一个大约 350μsec 的三态“心跳（heartbeat）”脉冲迭加在所有输出类型上，表示传感器工作正常。Digi-Key 和 Farnell InOne 等目录供货商都可供应这种产品，QT118H 价格不到 1 美元（每千片），采用8 接脚 SOIC 或 DIP的封装，评估板也在提供中，价格为 19.95 美元。
QT411 和 QT511 分别适用于线性滑动条和触摸轮，使用三电极段来建立一个位置检测的触摸区（position-sensing touch area）。例如，组成一价廉及简单的18 电极结构及电阻—这些都刊登在该器件目前流通的数据表上—替代方案的QT511，可以只用通常建立在 FR 基板上的三条弧形交错金属（图 4）。虽然现在的 PC 电路板布局工具组（如 Pulsonix 的产品）都带有极地栅格，便于布放 18 电极（18-electrode）的放射图案，但 Philipp 认为新的结构对大多数的电路板设计软件提出挑战，他说，“我的 CAD 技师用 CorelDraw 建立图案，然后将 DXF 格式的档输入到我的 PC 电路板设计环境中。”三条检测线连接到这个新结构上，还有芯片的逻辑内插（interpolating），以解析出 128 个分立的位置。三只基准电容设定了电路的灵敏度，电容值取决于板材的厚度和介电常数，器件透过 SPI 埠输出一个 7 位的数字。主微控制器设定采样时序和工作参数，如最佳化交流线干扰抑制的同步模式。QT511 的价格大约为 1.5 美元（每10,000片），采用 14 接脚的 SOIC封装。
Quantum 的多键传感器可为每个键单独设定灵敏度，因而使产品设计者在使用不同尺寸和形状键时拥有最大的弹性。它还能用定制的微控制器核心，这可提供进一步的弹性，公司可以对其修改，满足单芯片小系统应用的需求，例如食品搅拌机。Philipp 下结论说：“QT 技术有数个十倍程的动态范围，与传统的电容传感器不同的是，QT 传感器不需要线圈、晶体振荡器、射频组件、特殊缆线、RC 网络以及大量的分立元器件。”
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提示
电容式触摸传感器在挑战开关与电阻式面板（resistive panel）。
现有的 IC 展示出各自不同的检测方法。
3D 检测场扩大了应用的机会。
电荷传送技术将检测板的数量降到最少。
评估套件加快了对稳健性和易用性评测的脚步。
[br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>

huangshun

支持,楼上的解答很好!

Yugang_Lee

LG的巧克力用的是Cypress的Capsense，你可以登陆Cypress的公司网站: www.cypress.com，上面有这方面的技术说明以及相关Spec

mrwyn

楼上有位解释的真的很详细
深深受教!

SiC

我们公司在研究这个东西，估计不用多久就能出货了