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觸摸單片機PCB設計指南

觸摸單片機PCB設計指南

發布日期: 2022-04-07
信息摘要:
觸摸單片機PCB設計指南

1.典型應用電路


 










       
備注:
        *VDD 濾波電容推薦使用 0.1uF 的容值,供電電源紋波≤0.5V,可無需外接 LDO,不會影響TOUCH 性能
        *CMOD 電容推薦使用 10~47nF 的 X7R 材質電容,有高溫應用環境下,推薦使用 NPO 電容
        *TOUCH 端口串聯電阻取值范圍為 1~5.1K 推薦值:1K

2.EMC認證電路設計注意事項
        *TOUCH 端口串聯電阻需取值 5.1K, 在不影響實際應用的前提下,可適當放寬至 10K
        *軟件部份需選用支持 EMC 認證的 TOUCH 庫

3.CS認證電路設計注意事項
        *AC-DC 所使用的電源需是認證電源,無論是外置適配器還是板載電源方案
        *MCU 電源電路設計需預留 L1 L2 磁珠的位置。若產品無法通過 10V CS 動態測試,可加入磁珠改善

 

 

 

 


4.增強TOUCH腳ESD能力電路設計注意事項
        *觸摸 IC 自身管腳的 HBM ESD  通常在 class 3A(4K~8KV)水平,如應用需要提高到 class 3B(>8KV)水平,可以在觸摸管腳上增加 ESD 器件,如下圖:













        *TOUCH 腳并聯 ESD 器件后,因 ESD 器件本身寄身電容的存在,會衰減觸摸穿透力。所以盡量選擇寄身電容小的 ESD 二極管











5.PCB LAYOUT布局要求
5.1外圍器件布局要求
        *VDD 濾波電容需盡量靠近芯片的 VDD 引腳,以確保 ADC 以及 TOUCH 的性能
        *ADC 輸入的濾波電容需盡量靠近芯片 ADC 引腳
        *濾波電容需注意走線方式,需經電容再連至芯片引腳,如下圖:










5.2觸摸LAYOUT要求
5.2.1單按鍵LAYOUT要求

        *觸摸盤的面積需≥5mm(直徑)
        *頂層( TOP) 鋪地形式: 可以鋪實地或網格地, 如下圖:












        *頂層( TOP) 鋪地間距: 需離感應盤1mm以上的距離, 詳見下表: 觸摸盤大小與間距 d1 的關系:







*鋪地雖然可以增強抗干擾能力,但也會衰減觸摸的穿透力。在應用環境較好,且對穿透力要求較高的情況下,可無需鋪地
*一般消費類電子產品,推薦使用直徑 10mm 觸摸盤,頂層觸摸盤周邊盡量不鋪地,觸摸盤底層(BOTTOM)不鋪地以提高穿透力

5.2.2復合按鍵LAYOUT要求
*鋪地規則同 5.2.1 單按鍵的處理方式, 尺寸規則如下圖:













        觸摸盤大小與間距 d1、d2 的關系:
觸摸盤大小 間距 d1 間距 d2
10mm*10mm 及以下 1mm 0.5 mm
10mm*10mm~15mm*15mm 1.2mm 以上 0.5 mm ~0.7 mm
15mm*15mm~20mm*20mm 1.7mm 以上 0.7 mm

        5.2.3組合按鍵LAYOUT要求(假滑條)
        *鋪地規則同 5.2.1 單按鍵的處理方式, 尺寸規則如下圖:
        

        觸摸盤大小與間距 d1、d2 的關系:
觸摸盤大小 間距 d1 間距 d2
10mm*10mm 及以下 1.2mm 1 mm
10mm*10mm~15mm*15mm 1.3mm ~1.8mm 1mm ~1.2mm
15mm*15mm~20mm*20mm 1.8mm~2.4mm 1.2mm ~1.4 mm

5.2.4組合按鍵LAYOUT要求(真滑條)
        *滑條頂層( TOP) 以及底層(BOTTOM)均無需鋪地,且需要預留調試電容通過輔助調試工具來達到最佳效果
        *滑條長度小于 70mm 建議使用 4 路 TOUCH 通道來設計。滑條總長度每增加 10mm~20mm,建議增加 1 路 TOUCH 通道
        *滑條寬度 5mm~10mm 之間較為適宜
        *滑條兩頭過渡寬度需≤6mm
        *256 級需使用≥4 路 TOUCH 通道
        *滑條齒間距建議在 0.3~0.5mm 之間
尺寸規則如下圖:





 






     6mm

5.2.5滑輪LAYOUT要求
        *滑輪頂層( TOP) 以及底層(BOTTOM)均無需鋪地,且需要預留調試電容通過輔助調試工具來達到最佳效果
        *滑輪直徑≤40mm 建議使用 4 路 TOUCH 通道來設計。滑輪直徑每增加 5mm~10mm,建議增加 1 路 TOUCH 通道
        *滑輪寬度 5mm~10mm 之間較為適宜
        *滑輪過渡寬度需≤6mm
        *256 級需使用≥4 路 TOUCH 通道
        *滑輪齒間距建議在 0.3~0.5mm 之間

        尺寸規則如下圖:










 

 


5.2.6觸摸走線要求

        *基本走線原則: 保證走線盡量細、到觸摸 IC 的距離盡量短,
        *走線寬度建議為 6mil~10mil 之間,觸摸走線與鋪地銅皮間需保持 0.75mm 以上的距離.
     
              
  

兩根平行的觸摸走線盡量保持 0.6mm 以上的距離以免相互干擾, 最低限度為 10mil










                                 觸摸走線與通訊線平行的處理方式:
















                                 
                                    觸摸走線與通訊線位于不同層的處理方式:













5.2.7觸摸盤布局
觸摸感應盤到觸摸芯片之間在PCB 板空間允許的情況下, 應盡量將觸摸芯片放置在觸摸板的中間位置,使觸摸芯片的每個感應通道的引腳到感應盤的距離差異最小。
例滾輪時盡量把觸摸感應芯片放在滾輪中心, 滑條與按鍵放在中間位置。

          好的觸摸芯片位置擺放方式:













          不好的觸摸芯片位置擺放方式:











 
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