复旦微FR0触摸原理(1)

传统的家电产品通常使用物理按键来进行操作，但随着科技的不断进步，越来越多的家电产品开始采用触摸屏幕和触摸按键来提供更加智能化和便捷的操作方式。

本篇介绍复旦微FM33FR026的触摸检测原理

TSI
模块使用自电容的 方法来检测触摸行为。 自电容检测的原理 如下图所示，当传感器 PAD处于未被触摸状态的时候，传感器 PAD 和走线的电场仅能耦合到网格铺地上，形成传感器的静态电容 CS。而在有手指触摸的情况下，传感器 P AD 和手指之间就通过覆盖层形成了一个对地的电容 CF，这使得传感器 P AD 的电容值 变大。因此， T SI 模块通过检测传感器的电容值的变化，可以检测到触摸 行为 。

 TSI
模块内部 使用 Sigma Delta 方法检测传感器 电容值的变化。 模块首先通过采样时钟对内部开关施加频率为 fSW的开关信号，驱动传感器等效电容 CP进行充放电（需要注意的是，我们给的 fSW开关信号至少要保证能够满充满放）。充放电的电源来自于 T SCAP 引脚挂载的储能电容 CREF。同时，电压比较电路通过采样储能电容上的电压对 I DAC 进行闭环控制，将储能电容上的电压始终稳定在一个固定的参考电压上。简单示意图如下：

等效电阻Req计算如下：

 

Sigma-Delta 方法通过累计一个通道扫描周期内，调制IDAC 打开的时间占整个周期的时间的比例来反映等效Req抽取电流的量。TSI 模块使用计数器来量化这个比例，可以通过分辨率N 配置来改变量化的粒度。最终我们从TSI 模块获得的原始计数值RawCount 可以按照如下计算获得：
1. 单IDAC 模式下

2. 双IDAC 模式下，补偿IDAC 用于降低传感器线路自身静态电容在RawCount 中引入的无效计数值，扩大RawCount 的有效范围，从而在相同分辨率下，可以调节其他参数获得更大的精度：

 

可以看出，RawCount 数值和传感器线路的总电容值成一次函数关系，因此我们可以直接用它来衡量传感器的电容值大小。 

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