為了可靠測(cè)量與小傳感器電極相關(guān)的小電容變化（一般小于50 pF），需要使用高靈敏度模擬前端控制器。請(qǐng)記住，塑料覆蓋材料的類型和厚度會(huì)進(jìn)一步影響傳感器透過(guò)塑料發(fā)射的小信號(hào)。控制器的模擬前端測(cè)量必須具有足夠的靈敏度來(lái)測(cè)量這種小信號(hào)，同時(shí)在所有工作條件下（例如不同的電源電壓、溫度和濕度以及覆蓋面材料的厚度和種類），在測(cè)得信號(hào)和閾值電平檢測(cè)設(shè)置之間保持較好的信號(hào)余量。較低的信號(hào)余量會(huì)增加誤檢和傳感器不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)。為了最大程度降低風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)使用帶16位ADC的CDC時(shí)，在傳感器基線電平（傳感器沒(méi)有與皮膚接觸）與接觸閾值電平之間應(yīng)保持至少1000 LSB的余量。

　　AD7147和AD7148 CapTouch可編程控制器用于單電極電容傳感器，具有16位分辨率，可進(jìn)行毫微微法拉級(jí)測(cè)量，并可在滿量程范圍內(nèi)設(shè)置16個(gè)可編程閾值檢測(cè)電平值。這兩款控制器支持1 mm塑料覆蓋材料（介電常數(shù)為3.0）下的3 mm×3 mm的小型傳感器電極，同時(shí)仍保持1000 ADC LSB的滿量程信號(hào)余量。滿量程信號(hào)余量是指在沒(méi)有皮膚接觸和有皮膚接觸的情況下傳感器輸出之間的差。

　　保持可靠性能。容性傳感器電極是采用PCB上的標(biāo)準(zhǔn)銅材料或柔性材料制成的。這種材料的特性會(huì)隨溫度和濕度的變化而發(fā)生改變。這種變化會(huì)使基線電平發(fā)生偏移（所有傳感器閾值電平均是以基線電平為參考的）。較大的基線偏移增加了接觸閾值電平過(guò)低或過(guò)高的風(fēng)險(xiǎn)（過(guò)低還是過(guò)高取決于基線偏移的方向）這會(huì)引起虛假的接觸誤差，或使閾值電平不是太靈敏就是不夠靈敏，導(dǎo)致接觸狀態(tài)的不穩(wěn)定。為保持傳感器原始的信號(hào)接觸閾值檢測(cè)電平余量（靈敏度），CDC需要自動(dòng)跟蹤基線偏移誤差的幅度，并對(duì)閾值設(shè)置進(jìn)行相應(yīng)的重新調(diào)整。圖2中的示例介紹了AD7147和AD7148的閾值電平如何針對(duì)因環(huán)境條件變化引起的基線失調(diào)變化進(jìn)行自動(dòng)跟蹤和調(diào)整。

圖2. AD7147/AD7148片內(nèi)環(huán)境校準(zhǔn)

　　消除測(cè)量誤差。在器件內(nèi)加入容性傳感器電極陣列的改裝行為可能造成空間限制，迫使設(shè)計(jì)人員將CDC放置在遠(yuǎn)離容性傳感器的位置。這會(huì)增加并行傳感器走線的長(zhǎng)度并使布線密集，不利于容性檢測(cè)應(yīng)用，因?yàn)樘幱诓煌�直流電位的走線會(huì)形成圖3A所示的雜散耦合路徑。PCB的接地層無(wú)法預(yù)防這種情況，因?yàn)樽呔�和接地層處于不同的直流電位，仍會(huì)形成雜散電容（圖3B）。

　　圖3.雜散電容的路徑，顯示了下列并行走線的結(jié)果：無(wú)灌銅層的并行走線（A）、接地灌銅層上的并行走線（B），以及與走線具有相同直流電位的灌銅層上的并行走線（C）

　　若要消除雜散電容誤差，一種方法是將相鄰的走線用由直流電平驅(qū)動(dòng)的層包圍起來(lái)（該直流電平與容性傳感器電極和走線的直流電平相同）。AD7147和AD7148器件通過(guò)提供具有此功能的專用ACSHIELD輸出來(lái)消除雜散電容，如圖3C所示。

　　水療護(hù)膚產(chǎn)品等消費(fèi)類保健設(shè)備正從專業(yè)機(jī)構(gòu)走入普通家庭，用戶不再是經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)、熟悉產(chǎn)品及其應(yīng)用的技師。因此，很多這類產(chǎn)品需要更智能的用戶界面，才能使未經(jīng)培訓(xùn)的用戶也能掌握正確的產(chǎn)品使用方法。容性檢測(cè)為用戶界面設(shè)計(jì)人員提供了新的選擇，使他們能夠探索各種創(chuàng)新方法以滿足新的用戶界面需求。容性數(shù)字技術(shù)提供容性傳感器電極與皮膚的接觸信息，可用來(lái)保持最佳的產(chǎn)品性能和安全性。