lQ
QT
OUCH
S
ENSOR
IC
QT110
比许多机械式开关更便宜
通过任何介质项目“触摸按键”
100 ％自动标定的生活 - 无需调整
没有活动的外部元件
压电发声直接驱动“触觉”点击反馈
LED驱动器的视觉反馈
2.5 5V单电源工作
10μA在2.5V - 低功耗
切换模式的ON / OFF控制（通过选择引脚）
10秒或60秒自动重新校准超时（通过选择引脚）
脉冲输出模式（通过选择引脚）
在3个离散电平增益设置
简单的2线操作的可能
输出心跳健康指标
无铅封装
VDD
OUT
Opt1
Opt2
1
8
VSS
Sns2
Sns1
收益
QT110
2
3
4
7
6
5
应用 -
光开关
工业板
家电控制
安全系统
门禁系统
指点设备
电梯按钮
消费类电子产品
该QT110电荷转移（ “ QT ”'）感应IC是一个自包含的数字IC来实现靠近 - 接近或触摸传感器。它
项目通过几乎任何电介质感测领域里，如玻璃，塑料，石材，陶瓷和木材。它也可以把小金属轴承
对象到内部的传感器，使他们能够接近或触摸做出反应。这种能力再加上能够自校准
不断带来全新的产品概念。
该QT110是专为人机界面，像控制面板，电器，玩具，照明控制，或任何一
机械开关或按钮，可以找到;它们也可用于提供一些材料传感和控制应用
物体的存在的持续时间不超过所述校准超时间隔。
甲压电元件也可以连接以创建一个反馈点击声。
该集成电路仅需要一个共同的廉价电容来运作。平均功耗为20μA下最
应用程序，可以让电池工作。
该QT110采用量子首创的数字信号处理技术，设计，使其生存现实世界的挑战，
如'卡住传感器“的条件和信号漂移。灵敏度数字最高可能的稳定性决定。无需外部主动
组件所需要的操作。
该装置包括若干用户可选择的内置功能。一，切换模式，允许开启/关闭触控，例如光
开关更换。另一个使传感器输出一个脉冲，而不是DC电平，这使得该装置为'交谈'过功率
铁路，允许一个简单的2线双绞线接口。昆腾独有的心跳信号还包括，允许主机控制器
连续监测传感器的健康。
利用电荷转移原理， QT110提供的性能明显优于较老的技术在一个高度水平
具有成本效益的方案。
T
A
0℃ + 70℃
-40
0
C至+ 85
0
C
0
0
可选项（无铅）
SOIC
-
QT110-ISG
8引脚DIP
QT110-DG
-
lq
1999-2004量子研究小组
QT110 R1.04 / 0405
1 - 概述
该QT110是数字突发模式电荷转移（ QT ）传感器
专为触摸控制设计;它包括所有的硬件
和必要的信号处理功能，以提供稳定的
检测下的各种变化的条件。只有
少成本低，非关键离散外部部件所需要的
操作。
图1-1标准模式选项
+2.5 ~ +5
1
2
3
4
输出= DC
TIMEOUT = 10秒]
拨动= OFF
增益=高
VDD
OUT
SNS2
图1-1显示了使用该设备的基本QT110电路，
与常规输出驱动器和电源
连接。图1-2显示了第二
配置使用
常见的电源/信号轨，可以是一个漫长的双绞线从
的控制器;本配置使用内置的脉冲模式，以
发送输出状态到主机控制器（仅QT110 ） 。
7
5
Cs
6
指2nF - 500nF
R
E
传感
电极
OPT1
收益
Rs
C
x
OPT2
VSS
SNS1
1.1基本操作
该QT110采用的电荷转移低占空比的脉冲串
周期，以收购其信号。连拍模式允许电源
在低微安范围内消费，极大地减少了
EMC问题，但允许出色的响应时间。
在内部的信号进行数字处理，拒绝冲动
噪音，采用了“共识”过滤器，需要四个
检测的连续确认的输出为前
激活。
QT的开关和电荷测量硬件功能
都是内部的QT110 （图1-3） 。单坡
开关电容ADC包括所需的费用QT
而在提供直接配置转换开关
ADC转换。 Vdd被用作电荷的基准电压。
Cx的值越大，导致转移到铯至电荷
涨得更快，减少了可用的分辨率;作为最低
解析所需的正确操作，这可能导致在
大大降低了明显的收益。
该IC的包容度很高变化铯，因为它计算
信号门限电平按比例。铯是这样的非关键和
可以为X7R型。如Cs和温度变化时，
内部漂移补偿机制，还调整了漂移
自动。
压电式蜂鸣器驱动器：
该QT110可以驱动压电发声
经过检测反馈。压电发声或替换
增强了Cs的电容;这个工程，因为压电发声器
也电容器，尽管具有大的热漂移系数。
如果C
压电
是在适当的范围内，不需要额外的电容器是
所需。如果C
压电
太小，它可以简单地“加满”了
陶瓷电容器并联。该QT110驱动 4kHz的信号
跨SNS1和SNS2使压电（如果已安装）听起来
短调为75ms检测后，充当
声音确认。
8
1.2电极驱动
内部ADC把铯作为浮动传输电容;作为
直接结果是，所述感测电极在理论上可以连接到
无论是SNS1或SNS2没有性能上的差异。
然而，设备的抗干扰性能是通过改善
通过一系列的连接电极，以SNS2 ，优选
电阻Re （图1-1）滚降的高次谐波的频率，
出站和入站。
为了降低功耗，以协助
收购脉冲之间放电铯，一个470K系列
电阻Rs两端应铯（图1-1）来连接。
该规则铯>> Cx的，必须遵守正确的操作。
通常Cx的是一个10pF左右的数量级上，而Cs的可能
10nF的（ 10,000pF ） ，或约1:1的比例：1000 。
它最大限度地减少了不必要的杂散的量是重要的
电容Cx的，例如通过最小化走线的长度和
宽度和釜底抽薪相邻地面的痕迹，飞机等等
为保持增益高为Cs中的一个给定的值，并允许一个
如果需要更大的检测电极的尺寸。
PCB走线，接线，并与相关的任何组件
或与接触SNS1和SNS2将成为触敏
并应谨慎，以触摸区域限制的进行治疗
所希望的位置。
1.3电极设计
1.3.1 E
LECTRODE
G
EOMETRY和
S
IZE
对所用的电极的形状没有限制;在大多数
例常识和一个小实验可导致
一个良好的电极设计。该QT110将发挥同样的作用
选择引脚允许多个其他的选择或更改
用长而细的电极与圆形或方形的人;连
特殊功能和敏感性。
随机的形状是可接受的。电极也可以是一个
3维表面或物体。敏感性有关，
电极表面积，取向相对于所述对象
被感测，对象组合物，和
两者的接地耦合质量
图1-2两线操作，自供电
传感器电路和感测到的对象。
+
3.5 - 5.5V
CMOS
逻辑
1K
扭曲
对
1.3.2 K
IRCHOFF
’
S
C
光凭目前
L
AW
10F
1N4148
1
2
OUT
VDD
SNS2
7
5
6
C
s
R
s
R
E
传感
电极
N-CH MOSFET
3
4
OPT1
收益
C
x
OPT2
SNS1
VSS
8
像所有的电容式传感器，该QT110
依靠基尔霍夫电流定律（图
1-5）检测电容的变化
电极。此法适用于
电容感测要求
传感器的励磁电流必须填写
循环，返回到其源在
要被感测为使电容。
虽然大多数设计师涉及到
基尔霍夫定律是关于硬连接
电路，它同样适用于电容
LQ
2
QT110 R1.04 / 0405
场流动。它的内在含义要求
信号地与目标对象
必须以某种既可以耦合在一起
方式的静电电容式传感器，以
运行正常。需要注意的是，没有
需要提供实际的硬连接地面
连接;电容耦合到
地面（ CX1 ）总是足够了，即使
耦合似乎十分脆弱。
例如，电源经由所述传感器
隔离变压器会提供充足的
接地耦合，由于存在
绕组间电容
和/或变压器磁芯，并且从
电源线本身直接的本地
地球。即使电池供电，只需
印刷电路板和所述的物理尺寸
对象到其中的电子设备是
嵌入式通常将足以
夫妻几个pF回本地
地球。
图1-3内部开关&时机
结果
单-Slo的pe 14位
开关电容ADC
LEC TRO DE
S NS2
卜RST控制器
C
s
C
x
S NS1
开始
做NE
碳公顷RG ê
AMP
1.3.3 V
IRTUAL
C
APACITIVE
G
ROUNDS
当检测到人体接触（如指尖） ，接地
该人从未需要。人体自然是有
几百皮法的“自由空间”电容的
本地环境（ CX3图1-3 ），这是两个以上的
数量级大于需要创建一个
通过地球返回路径QT110 。该QT110的PCB然而，
可以在物理上非常小，所以有可能是小'自由空间'
耦合（ CX1图1-3）它与环境之间
完成返回路径。如果QT110电路接地不能
地经由供给接地用引线，例如
连接，然后一个“虚拟电容接地' ，可能需要
以增加回报耦合。
“虚拟电容式地”可以通过连接创建
QT110自己的电路接地到：
- 附近的一个金属片或金属外壳;
- 浮动导电接地面;
- 其他电子设备（到其可以连接
已经） 。
自由浮动的接地平面，例如金属箔应
在一个平面上，如果可能的最大程度的暴露表面面积。一
金属箔片方就没有什么效果，如果它被卷起或
皱成一团。虚拟接地平面是更有效
并且可以做得更小，如果它们被物理地结合到其它
表面上，例如墙壁或地板上。
在某些情况下，可能希望增加灵敏度
进一步，例如，当使用传感器具有非常厚
板具有低的介电常数。
灵敏度通常可以增加通过使用一个更大的电极，
减少了面板的厚度，或改变面板组成一个
具有较高的介电常数。增加电极的大小
可以有收益递减， Cx的高值会降低
传感器增益。
增加电极的表面积不会显着
增加触摸灵敏度，如果它的直径已经是大很多
在表面积比物体被检测到。金属领域
邻近的电极会降低场强，并增加
Cx的负荷，并应避免为最大增益。
围绕与电极和它的SNS的下接地平面
跟踪将导致Cx的高负荷和摧毁增益。可能的
接地面积的信号 - 噪声比的好处是多于
通过降低增益从电路被否定，并因此接地
电极周围地区都望而却步。保持地面，
功率，和其它信号走线远离电极和
SNS接线。
Cs中的值对与这些灵敏度的影响最小
设备，但是，如果Cs的值太低可以有一个锋利的
落灵敏度。
1.3.4 S
ENSITIVITY
该QT110可以为一个3使用选择引脚增益电平设置
5 （表1-1 ） 。如果不开，增益设置为高。该
灵敏度变化是通过改变数值阈制成
所需的检测水平。它也是其他的功能
事情：电极的尺寸，形状和方位，所述组合物
和被检测物体的方面中，厚度和
组合物的任何重叠面板材料和度
这两个传感器的地面耦合和对象的全部影响。
增益曲线的设备都显示9页。
增益输入不应该被捆绑到任何东西比其他
SNS1或SNS2 ，或悬空（高增益设置） 。
硒NSE ê乐ctro德
图1-5基尔霍夫电流定律
C
X2
SENSO
表1-1增益带选项
收益
高
中
低
领带夹5 ：
悬空
引脚6
7针
C
X 1
C
X 3
苏RRO UND荷兰国际集团é NV IRO纳米恩吨
LQ
3
QT110 R1.04 / 0405
2 - QT110细节
2.1信号处理
该QT110处理使用多个算法的所有信号
量子首创。该算法是特别
旨在提供用于在各种面部高“生存”
对环境的不利变化。
2.1.4 D
ETECTION
I
NTEGRATOR
理想的是抑制由电产生的检测
噪声或从快速刷一个对象。为了实现这一点，
在QT110结合了检测集成计数器
与每个检测到的限制增量达到时，后
该输出被激活。如果没有检测到之前被感测到的
最终计数时，计数器立即复位到零。在
QT110 ，所需的计数是4 。
该检测系统集成商，也可以看作是一个“共识”
过滤器，这需要四个检测中连续四次连发
创建的输出。作为基本的脉冲串间隔是75ms ，如果这
间距保持在所有4计数传感器
会有什么反应非常缓慢。在QT110 ，在经过最初的检测
被感测到，其余的三个脉冲串间隔约20毫秒
开的，使得最慢的反应时间可能是
75 + 20 + 20 + 20或135ms ，并以最快的速度为60毫秒，
不同的地方，在最初爆发的第一时间间隔的接触
发生了。响应时间将因此平均约95MS 。
2.1.1 D
RIFT
C
OMPENSATION
A
LGORITHM
信号漂移的原因可能是在变化的Cx和铯
时间。至关重要的是，漂移进行补偿，否则返回false
检测，不检测和灵敏度的变化将随之而来。 CS
漂移几乎没有，因为阈值法对收益的影响
使用的比例。但是铯的漂移还是可以造成假
如果漂移迅速发生检测。
漂移补偿（图2-1）是通过使执行
参考电平跟踪原始信号以缓慢的速度，但仅
虽然实际上是没有检测。调整幅度
必须缓慢进行，否则，合法的检测
可以忽略不计。该QT110漂移补偿使用
限摆率变化的参考电平;门槛
和滞后值从属于该参考文献。
一旦对象被检测到时，所述漂移补偿机制
停止，因为信号是合法的高，因此
不应引起基准电平发生变化。
该QT110的漂移补偿是'不对称' ：参考
电平漂移补偿在一个方向上的速度比它在
另一个。具体地讲，它补偿更快用于降低
信号比增加的信号。提高信号应
不能快速补偿，因为手指的接近
可用于部分或完全之前甚至被补偿
触摸感应垫。但是，障碍物在
某种意义上垫，为此，传感器已经做了充分的
津贴，可能突然被删除留下的传感器
用人工抬高参考电平，从而成为
敏感触摸。在后一种情况下，传感器会
补偿对象的去除非常迅速，通常在
只有几秒钟。
2.1.5 F
ORCED
S
ENSOR
R
ECALIBRATION
该QT110没有校准引脚;强制重新校准
仅当设备加电时完成。不过，
供给漏极如此之低是一件简单的事情来处理整个
集成电路作为可控负载;简单的驾驶QT110的VDD引脚
直接从另一个门逻辑或微处理器端口
（图2-2 ），将作为电源和'强制复校“ 。该
大多数CMOS门电路和微处理器源电阻
足够低，以提供直接动力没有任何问题。
几乎所有的CMOS逻辑门可以直接供电QT110 。
一个0.01uF的最低旁路电容靠近器件
必不可少的;没有它的设备可以打入高频
振荡。
选带配置由QT110只读上
通电。配置只能由供电的改变
QT110下来，再次备份;再次，微控制器可以
直接修改大部分的配置和循环发电将
他们中的效果。
2.1.2 T
HRESHOLD
C
ALCULATION
灵敏度依赖于阈值电平，以及模数转换器
获得;阈值依次是根据内部信号的参考
级加一个小的差值。所述阈值是
确立为绝对信号电平的百分比。因此，
灵敏度保持不变，即使铯被显着改变，
只要电极耦合到所述用户保持恒定。
此外，如Cx和Cs的漂移，阈值电平是
自动重新计算的实时，以便它是从未有错误。
该QT110采用低于阈值的滞后差
参考和阈值之间的增量的50 ％的水平
的水平。
阈值设置由跳线选择决定的;看
第1.3.4节。
2.2输出特性
该器件专为最大的灵活性和能
适应最流行的感应要求。这些都是
可选择使用引脚OPT1和OPT2表带的选择。所有
选项示于表2-1中。
OPT1和OPT2绝不能悬空。如果它们是
飘来，该设备将吸引过多的权力和意志的选择
无法正确读取通电。故意，不存在
上拉电阻，在这些线路上，由于上拉电阻增加
功耗如果引脚（S ）都接低电平。
2.2.1 DC M
ODE
O
安输出
该装置的输出可以在DC模式下，其中，响应
输出为低电平有效时检测。该输出将保持
活性的检测的持续时间，或直到最大
2.1.3 M
AX
O
N
-D
uration
如果一个物体或物质阻碍感垫
信号可能上升，足以创造一个检测，
防止进一步的操作。为了防止这种情况的
传感器包括一个定时器，它监视检测。
如果检测超过所述定时器的设定，定时器
使得该传感器执行完全重新校准。
这就是所谓的最大导通时间的功能。
的最大导通时间间隔后，传感器将
再次正常工作，即使部分地或
完全梗阻，以尽自己最大的能力给
电极的条件。有两种公称
通过带选项使用超时持续时间： 10
60秒。这些超时的精度是
近似的。
图2-1漂移补偿
信号
ysteresis
门槛
指南
产量
LQ
4
QT110 R1.04 / 0405
图2-2打开电源从CMOS端口引脚
P 2 O 5 RT X .M
0.01F
图2-3阻尼压电点击次数为R
s
+2.5 ~ +5
1
2
VDD
OUT
SNS1
MO S
米ICRO控制器
V DD
P 2 O 5 RT X .N
UT
7
5
6
压电发声
10-30nF
R
E
传感
电极
Q T110
V SS
3
4
OPT1
收益
Rs
C
x
OPT2
VSS
SNS2
8
开启持续时间到期时，以先到为准。如果后一种情况发生
首先，传感器将执行完全重新校准和输出
变为非激活状态，直到下一次检测。
在这种模式下，两个最大导通时间的超时是可用的： 10
和60秒。
压电发声器具有非常高的，未鉴定热
系数，而不应如果快速温度变化用
预计，尤其是在高增益。它们也
通常不稳定的高收益;即使铯的总价值
主要是从增加电容的压电能引起周期性
错误检测。
突发采集过程引起小而发声
跨过压电谐振电压步骤，即当
SNS1和SNS2迅速排出残余电压存储
谐振器。由此产生的轻微的咔嚓声可以大大
还原通过将470K电阻Rs并联在
谐振器;这个的作用是缓慢放电的谐振器中，
衰减谐波丰富的可听步骤（图2-3 ）中。
需要注意的是，压电驱动器未在脉冲模式下操作。
2.2.2 T
OGGLE
M
ODE
O
安输出
这使得该传感器响应于接通/关断模式像倒装
翻牌。它是用于控制功率负载最有用的，例如在
厨房电器，电动工具，光开关等。
最大导通时间在切换模式被固定为10秒。当
发生超时，该传感器重新校准，但使输出
状态不变。
表2-1输出模式带选项
TIE
引脚3 ：
DC OUT
DC OUT
切换
脉冲
VDD
VDD
GND
GND
TIE
引脚4到：
VDD
GND
GND
VDD
最大开 -
长短
10s
60s
10s
10s
2.2.5 H
EART
B
EAT
O
安输出
输出有一个全职的心跳 “健康”指标
叠加在其上。该工作通过采取“走出'成三态
模式为350μS过一次每QT爆裂。这个输出状态
可以被用来确定该传感器是否工作正常，
或者，也可以使用几种简单的方法之一被忽略。
心跳指示器可以通过使用下拉采样
电阻上的输出，并馈送生成的负脉冲
到柜台，触发器，单稳态或其他电路。既然是出
通常很高，下拉电阻将产生负面
心跳脉冲（图2-4） ，当传感器没有检测
的对象;检测对象时，该输出将保持
活性的检测的持续时间，并且没有心跳脉冲
将是显而易见的。
如果传感器被连接到微控制器，如图
如图2-5所示，该控制器可以重新配置负载电阻要么
地面或Vcc的根据器件的输出状态，所以
该脉冲是显而易见的任一状态。
机电设备通常会忽略这个短脉冲。
脉冲也具有太低的占空比，以明显地激活
LED的。它可以完全被过滤，如果需要的话，通过加入一个RC
timeconstant过滤输出，或者如果直接连接和
只对一个高阻抗CMOS输入，无为或在
大多数从增加了一个小的非关键电容到地
（图2-6 ） 。
2.2.3 P
ULSE
M
ODE
O
安输出
这种模式产生的75ms持续时间的负脉冲与
每一个新的发现。这是2线操作最有用的，但
布辛到一起的多个设备时，也可以使用
带转向二极管或逻辑的帮助公共输出线
门，以便从多个位置控制一个公共负载。
最大导通时间固定为10秒，如果在脉冲输出
模式。
注意，该蜂鸣器驱动器不会在脉冲模式下操作。
2.2.4 P
IEZO
A
COUSTIC
D
RIVE
与压电发声器的使用产生的压电驱动信号
后立即，进行检测;基调持续了
标称95MS创建一个“触觉反馈”的声音。
该传感器驱动用为一个H桥结构的压电
尽可能高的声级。压电式连接
在引脚SNS1和SNS2代替Cs中或者除了一个
并联电容Cs的。压电发声应选择
有在3.5kHz的至为4.5 kHz区域的峰值声学输出。
由于压电发声器仅仅是高K陶瓷电容器，
发声器将增加一倍，为Cs的电容和压电的
金属圆盘甚至可作为感测电极。压电
换能器的电容通常为6NF到30NF在
值;在此范围内的附加电容器的下端
应加入以使总Cs的两端SNS1和SNS2
到至少10nF的，或可能更多，如果Cx的是上面的5pF
2.2.6 O
安输出
D
RIVE
该QT110的输出为低电平有效;它可以输出1毫安或汇
为5mA非感应电流。
应注意，当在IC和负荷均
从同一电源供电，并且电源是微创
调节。该器件源于其内部参考
电源和灵敏度的变化可能会发生的变化
Vdd时，如当负载被接通情况。这可诱发
检测到“循环” ，由此一个对象被检测到时，负载是
导通时，电源跌落时，检测不再感测到
LQ
5
QT110 R1.04 / 0405
