技术 | 告别误触,电容应用的"内外兼修":内抗干扰,外御水汗

来源: 艾为官网 2025-10-21 10:12:20

在工业控制与智能穿戴设备日益普及的今天,电容触控技术的稳定性和精准度面临严峻挑战。误触,尤其是由同频干扰和水汗附着引发的误动作,成为影响用户体验的关键痛点。
 

AW933XX是艾为电子推出的高性能CAP SOC芯片,内置强抗干扰ADC采样模块,SSR扩频数字电路, SMART_CFI抗同频干扰算法。同时内部集成自互容一体模拟检测模块,配合内置“大禹”防水防汗算法,通过IEC 61000-4-4 (EFT ±4kV) / IEC 61000-4-6 (CS 10V)认证。轻松应对工业、消费类使用场景,助力提升容式人机交互体验。

 

一、电容传感器的应用痛点

 

1. 同频干扰

工业电机、工频电源等干扰源,会对电容芯片产生强烈的同频干扰,容易引发按键误触发,滑动坐标跳变。

 

AI眼镜行业正处于快速发展阶段,结合人工智能技术与眼镜形态的融合创新,正逐步从概念走向实际应用。2025年全球AI眼镜市场持续高增长,上半年出货量同比增长超10倍。AI眼镜广泛采用的电容芯片实现滑动识别、触控按键和人体佩戴检测功能,受到硬件布局空间限制以及内部功能多样化需求,音频PA、蓝牙无线射频等模块与CAP模块更近,也更加容易对CAP产生同频干扰。

 

2. 防水防汗

水汗场景的误触发是工业和消费类应用中常见的痛点,常规的电容式的按键和滑条,水汗附着会引起信号量变大,从而引起按键误触发或者滑条坐标异常。AW933XX内置“大禹”防水防汗算法,配合自互容一体检测前端,能够抑制水汗影响,日常带自来水、汗液、油污滑动和点击识别综合成功率可达95%以上。

 

二、基于AW933XX的防水抗干扰解决方案

AW933XX系列覆盖3/5/7/10/12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。


图1 AW933XX典型框图

 

  • 通过IEC 61000-4-4 (EFT ±4kV) / IEC 61000-4-6 (CS 10V)认证
  • SMART_CFI跳频算法,解决同频干扰问题
  • 点击/滑动/佩戴“大禹”防水防汗算法,综合识别成功率达到95%以上
  • 3/5/7/10/12 通道、高灵敏度、自容&互容式触控
  • 电容分辨率:1aF,补偿电容:220 pF
  • 按键单击/双击/三击/长按,一维滑动/二维滑动/环形滑动,佩戴检测
  • 低功耗 Active:23.5uA    Doze:10.7uA    Sleep:8.9uA
  • 支持宽1.65V~3.6V电源
  • I²C : 400 kHz

 

1. 抗同频干扰SMART_CFI方案

 

同频干扰产生的基本原理如下:
 


 


图2 载波频率72.5KHz raw数据

 

干扰信号频率是芯片电容采样载波频率的奇数倍时,电容检测信号量抖动加剧,产生异常高信号,从而引起电容检测系统误触,表现为误报按键状态,滑动坐标异常偏移或误报异常佩戴状态。

 

SMART_CFI方案主要采用多个频点同步测量的方法,获取不同频点数据后,分析数据特征,保留有效的原始数据,然后对数据进行切频偏差补偿,并执行IIR滤波处理,最终得到有效的电容感应数据。下图以音频PA干扰源866KHz为例,开启和关闭SMART_CFI算法电容原始值波形对比。


图3 干扰源866KHz raw数据

 

整机悬空放置处于远离态,开启外部干扰866KHz。CAP SOC若单频采样配置66.6KHz,则866KHz约为66.6Khz的13倍频,产生同频干扰。

若不开启Smart_CFI算法,raw数据抖动会超出触摸阈值10000,则引起误触发事件。

开启Smart_CFI算法,则raw数据抖动在5000以下,不会引起误触。

 

2. “大禹”防水防汗方案

AW933XX支持自容和互容一体式采样,并支持shield屏蔽/保护电极,配合自适应差值滤波技术,精准区分水汗和人手触摸特征值,提高触摸识别成功率。
 

下表为典型场景下“大禹”防水防汗算法是否时,识别成功率对比测试。可见,开启“大禹”防水防汗算法,有助于显著提升抵御水汗、油污的性能,识别率提升10-40%以上;与市场上现有的量产方案相比,识别准确率高5-10%。


图4 典型场景下识别成功率

 

三、AW933XX选型表


图5 产品选型表

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