Capsense电容式触摸感应设计指南 - 信噪比优化与PCB布局

来源：Infineon《AN85951 PSoC™ 4 and PSoC™ 6 MCU CAPSENSE™ Design Guide》，Rev. AH，2025-04-04。
谁整理的：GPT-5.6-Sol

按键电极

1. 按键优先采用圆形，也可采用无尖角的圆角矩形。
2. 按键直径推荐为 5 mm 至 15 mm，大多数应用使用 10 mm。
3. 覆盖层越厚，按键应越大；不要仅为降低寄生电容而缩小按键。
4. 相邻按键的边缘间距应大于 8 mm。
5. 按键及感应线路与金属机壳、装饰件和螺钉等金属结构应相距 5 mm 以上。

覆盖层

1. 覆盖层应使用非导电材料，不得使用导电油漆。
2. 覆盖层应在满足机械强度和 ESD 防护的前提下尽量薄。
3. 丙烯酸按键覆盖层的推荐最大厚度为：第四代 5 mm，第五代 18 mm。
4. 覆盖层较厚时，应增大按键并优先选择高介电常数材料。
5. 覆盖层必须使用非导电胶与 PCB 完整贴合，不得留有空气间隙。

按键与网格间隙

1. 按键与地网格的间隙应接近覆盖层厚度，并限制在 0.5 mm 至 2 mm。
2. 使用驱动屏蔽时，按键与屏蔽网格的推荐间隙为 1 mm。

寄生电容

1. 传感器寄生电容必须处于器件支持范围内，具体范围应查器件数据手册。
2. 降低寄生电容应优先缩短和减窄走线、增大与地网格的间隙或使用驱动屏蔽。
3. 实测寄生电容低于器件下限时，可使用 4.7 pF 电容将其补偿到支持范围。

传感器走线

1. 走线应尽可能短，线宽推荐不超过 7 mil（0.18 mm）。
2. 标准 FR4 PCB 的走线推荐不长于 300 mm，柔性 PCB 推荐不长于 50 mm。
3. 走线应放在按键背面层，按键正下方只能布置该按键自身的走线。
4. 走线与地网格或驱动屏蔽网格应保持 10 mil 至 20 mil（0.25 mm 至 0.51 mm）间隙。
5. 走线与开关或通信信号线的边缘间距不得小于 0.25 mm。
6. 对 PWM、I2C、LED 等翻转信号，空间允许时推荐至少间隔 4 mm，并在中间铺网格地。
7. 走线与其他信号交叉时应保持 90°，并避免与高频信号长距离平行。
8. 无法避免平行走线时，应在中间加入地线；无法加地线时，应按 3W 规则增加间距。
9. 传感器与芯片之间应避免使用连接器，并尽量减少过孔。

地网格与接地

1. 按键和感应走线周围 1 cm 内不推荐铺实心地；需要填充时应使用网格地。
2. 顶层网格推荐使用 7 mil 线宽、45 mil 间距和 25% 填充率。
3. 底层网格推荐使用 7 mil 线宽、70 mil 间距和 17% 填充率。
4. 传感器网格地和 CAPSENSE™ 外部电容地应星形连接到 VSS 或裸露焊盘。
5. CAPSENSE™ 接地中心点应作为唯一回流路径，并使相关地路径尽可能短而宽。

串联电阻

1. 每条 CSD 输入线和屏蔽信号线推荐串联 560 Ω 电阻。
2. 串联电阻推荐放在芯片端，距离对应芯片引脚不超过 10 mm。
3. 增大阻值可增强射频抑制，但会降低信号幅度和信噪比。

外部电容与去耦

1. 第三代和第四代 CSD 的 CMOD 典型值为 2.2 nF。
2. 第三代和第四代的 CSH_TANK 是否启用与器件系列有关，启用时典型值为 10 nF，应按器件和 middleware 文档确认。
3. 第五代每个通道使用 CMOD1 和 CMOD2，典型值为 2.2 nF，最终容值和引脚应按器件文档确定。
4. CMOD、CSH_TANK 和电源去耦电容应紧靠芯片引脚放置，接地路径应短而宽。
5. 各电源引脚的去耦值应按器件数据手册或 AN85951 表 38 确定，不要在不同 PSoC™ 系列之间直接套用。

抗干扰

1. CAPSENSE™ 电路应远离开关电源、逆变器、变压器和射频电路等强噪声源。
2. 感应线路应远离高频时钟、LED、I2C、SPI 和 UART 等翻转信号。
3. CAPSENSE™ 扫描期间，GPIO 总拉电流或灌电流应小于 40 mA。
4. 高速信号应具有短而连续的回流路径，并尽量减小电流回路面积。

液体容忍

1. 需要耐受液滴时，应使用驱动屏蔽网格代替感应区地网格。
2. 屏蔽网格应包围按键和感应走线，空间允许时向外延伸约 1 cm，但不应超过 1 cm。
3. 两层防水板的顶层和底层网格都应连接驱动屏蔽。
4. 四层及以上防水板应采用：顶层 25% 驱动屏蔽、第二层 17% 驱动屏蔽、第三层 VDD、底层 17% 接地网格。
5. 需要耐受连续水流时，应增加环绕所有触摸传感器的 Guard 传感器。
6. Guard 推荐使用 2 mm 线宽，与屏蔽网格保持 1 mm 间隙，并与触摸传感器相距 1 cm 以上。
7. 防水感应区不应额外布置可能被液滴桥接到传感器的接地铜或接地走线。

旧的

信噪比

smartsense的调教方式

PCB layout注意事项

• 触摸导线之间应该使用网格铺地隔开，并且铺地要和widget之间有一定的距离
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