在智能硬件日益追求“无感操作”与“沉浸体验”的今天，触控早已不只是“点一下”那么简单。数模龙头艾为电子推出新一代三合一触控芯片，集成电容、压感、压容三大技术，实现更智能、更精准的触觉交互，助力“指尖革命”。
多种触控方式技术原理
电容触摸检测技术(容式)
通过检测电容变化来感知触摸操作，可实现触摸按键、触控滑条等功能，还能提供高精度的滑动坐标检测。 但是容易受到外界干扰和防水性能的不足，易因水汗引发误触，需依赖算法优化。
电容触摸检测原理
图1 自容触摸原理示意图
【工作原理】自电容测量：测量电极 相对于大地的电容变化；
【应用优势】电容检测方案设计简单，组装简单，且成本较低。
电阻式压力触控技术（压感）
通过压力改变电阻阻值，能够精准检测用户的按压力度，具有较高的分辨率和抗干扰能力，可实现多级按压识别。但响应时间和应用扩展性稍逊一筹。
电阻式压力触控原理
图2 电阻式压力识别原理示意图
【工作原理】通过高灵敏度应变材料，结合惠斯通电桥，将微米级形变转化为uV至mV级的信号；
【应用优势】常用于需要支持防水的物理按键和多级压力检测场景，技术成熟、结构简单，应用广泛。
电容式压力检测技术（压容）
当压力作用于电容极板间，产生微小距离变化，利用TX/RX电极间的互电容变化计算出按压力度，从而实现多级按压识别。
压容触控技术原理
图3 压容触摸原理示意图
【工作原理】根据平行板电容原理，手按压时电容两个电极之间的间距变小，电容会增大；
【应用优势】常用于需要支持防水的物理按键和多级压力检测场景，功耗较低。
新一代三合一触摸应用单芯片解决方案
基于前面介绍，不同产品，不同场景，选择的触控方案不一样，甚至需要同时应用两种方案。产品需要集电容触摸检测、压感检测和压容检测三合一技术于一身，实现三位一体检测和识别功能，弥补了彼此的不足，为用户带来更丰富、精准的交互体验。
数模龙头艾为电子推出的AW938XX系列最多覆盖5通道电阻式压感应用/6通道电容式压感应用，具备21Bit高精度ADC ，支持多级按压识别，单击/双击、长按/短按检测。覆盖 12 通道电容触控应用，具有 1aF 电容检测精度，能自动抵消 220pF 以内的负载电容，可实现触摸按键、触控滑条等功能以及适配多种压感+电容组合使用场景。
方案功能实现多
图4 芯片方案设计示意图
- 接入Force传感器模组实现力度检测功能。
- 为电容检测芯片外接滑动感应电极即可实现滑动和Touch功能，根据不同的PAD设计，可实现上/下/左/右滑动事件上报。
- 将电容检测Touch Pad和Force力度结合判断按键按压状态防止误触。
产品亮点多
- 21Bit高精度ADC ，1V 偏置补偿能力，具备高信噪比压感信号检测能力。
- 支持超小封装1.729mm*1.538mm*0.629mm。
- 1aF 高灵敏度电容感应，16 档量程可调。有效支持不同形状滑动感应 PAD。
- 内置高速滑动坐标解析算法，可实时解析并上报滑动坐标数据。坐标精度优于0.2mm。
- 32bitMCU+RAM 架构加持，芯片可以同步处理电阻式压感、压容、电容触摸信号，通过中断触发上报事件给到平台。
- 压感+电容算法在一个芯片内部实现，便于维护，不依赖平台进行算法处理。
芯片集成化有优势
产品应用面临需要同时使用force和cap应用场景时，往往会采用多个独立芯片完成不同功能，或针对单一功能需要协同工作实现，集成式芯片封装优势可以减少占板面积。例如AW93804QFN和AW93310QFN对比在封装一样的前提下迭代增加了电阻式压感模组的检测应用。
图5 芯片封装面积示意图
芯片性能好
| 对比项目 | AW938xx | 行业同类产品 |
|---|---|---|
| AW93805QNR | 某型号 | |
| FORCE-最小识别电压 | 21bit ADC-120PGA-2.8V VREF:0.0223uV | 16bit ADC-1024PGA-2.8V VREF:0.042uV |
| FORCE-ADC特性 | 21bit | 16bit |
| FORCE-VS个数 | 无专用VS，任一CS管脚可配置为VDD | 专用VSO管脚，电压等级可配为4级 |
| CAP-最大通道数 | 12 | 12 |
| CAP-分辨率 | 0.001fF | 13.2fF |
| CAP-offset | 220pF | 75pF |
| 电源范围 | 1.65V-3.6V | 2.4V-5.5V |
| 功耗 | Active mode:23.5uA Doze mode:10.7uA Sleep mode:8.9uA | Active mode:5.6mA Doze mode:-- Sleep mode:930uA |
表1 芯片性能对比
可视化效果调试效率高
好的产品来源于好的体验，好的体验来源好的效果，好的效果需要有完善、高效的调试工具和调试方法。
图6 调试APK示意图
全场景落地，赋能智能终端升级
触控滑动手势常在随身携带交互性较强的科技产品中出现，IOT（如耳机、智能眼镜，手表等），智能手机、汽车领域、智能家电等，艾为电子滑动触控手法和force按压以及力度检测贴合用户需求，常见方案在产品中应用如下：
- IOT领域产品滑动或手势功能切换，以及Force按压应用（如单击/双击/长按/短按检测等）。
- 智能手机类，相机控制按键，集多级力度按压和触控滑动功能于一体，可快速启动相机、拍照和功能切换以及手动对焦等。
- 汽车领域，如方向盘多功能按键和方向盘手持检测功能
- 家电行业，防误触按键类功能同时需要满足滑条应用扩展需求（一维滑条，二维滑条，圆形滑条）
图7 方案应用场景示意图
方案选型匹配度高
| P/N | Ch | Memory | Resolution | Offset | VCC | Iop（μA） | IO Logic（V） | Package |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AW93804QNR | FORCE: 4 或CAP: 10 | RAM | FORCE:ADC=21bit, PGA=125CAP:1aF | 电容：220pF 压感：1V | 1.65~3.6 | 23.5 | 1.2/1.8 | QFN 2×2×0.55-14L |
| AW93805QNR | FORCE: 5 或CAP: 12 | RAM | FORCE:ADC=21bit, PGA=125CAP:1aF | 电容：220pF 压感：1V | 1.65~3.6 | 23.5 | 1.2/1.8 | QFN 3×3×0.55-24L |
| AWS93805PLR | FORCE: 5 或CAP: 12 | RAM | FORCE:ADC=21bit, PGA=125CAP:1aF | 电容：220pF 压感：1V | 1.65~3.6 | 23.5 | 1.2/1.8 | FOPLP 1.7291.5380.629 |
表2 艾为推荐选型表
中国数模龙头艾为电子将不断持续创新CAP/FORCE手势识别技术，以高集成芯片、灵活算法和高效支持，助力客户加速创新，打造更智能、更精准、更可靠的交互体验。
了解及购买艾为产品，请前往iCEasy商城品牌专区：
iCEasy商城欢迎您的到来！