在工業(yè)控制與智能穿戴設(shè)備日益普及的今天，電容觸控技術(shù)的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。誤觸，尤其是由同頻干擾和水汗附著引發(fā)的誤動(dòng)作，成為影響用戶體驗(yàn)的關(guān)鍵痛點(diǎn)。

AW933XX是艾為電子推出的高性能CAP SOC芯片，內(nèi)置強(qiáng)抗干擾ADC采樣模塊，SSR擴(kuò)頻數(shù)字電路，SMART_CFI抗同頻干擾算法。同時(shí)內(nèi)部集成自互容一體模擬檢測(cè)模塊，配合內(nèi)置“大禹”防水防汗算法，通過IEC 61000-4-4 (EFT ±4kV) / IEC 61000-4-6 (CS 10V)認(rèn)證。輕松應(yīng)對(duì)工業(yè)、消費(fèi)類使用場(chǎng)景，助力提升容式人機(jī)交互體驗(yàn)。

一、電容傳感器的應(yīng)用痛點(diǎn)

1. 同頻干擾

工業(yè)電機(jī)、工頻電源等干擾源，會(huì)對(duì)電容芯片產(chǎn)生強(qiáng)烈的同頻干擾，容易引發(fā)按鍵誤觸發(fā)，滑動(dòng)坐標(biāo)跳變。

AI眼鏡行業(yè)正處于快速發(fā)展階段，結(jié)合人工智能技術(shù)與眼鏡形態(tài)的融合創(chuàng)新，正逐步從概念走向?qū)嶋H應(yīng)用。2025年全球AI眼鏡市場(chǎng)持續(xù)高增長(zhǎng)，上半年出貨量同比增長(zhǎng)超10倍。AI眼鏡廣泛采用的電容芯片實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)識(shí)別、觸控按鍵和人體佩戴檢測(cè)功能，受到硬件布局空間限制以及內(nèi)部功能多樣化需求，音頻PA、藍(lán)牙無線射頻等模塊與CAP模塊更近，也更加容易對(duì)CAP產(chǎn)生同頻干擾。

2. 防水防汗

水汗場(chǎng)景的誤觸發(fā)是工業(yè)和消費(fèi)類應(yīng)用中常見的痛點(diǎn)，常規(guī)的電容式的按鍵和滑條，水汗附著會(huì)引起信號(hào)量變大，從而引起按鍵誤觸發(fā)或者滑條坐標(biāo)異常。AW933XX內(nèi)置“大禹”防水防汗算法，配合自互容一體檢測(cè)前端，能夠抑制水汗影響，日常帶自來水、汗液、油污滑動(dòng)和點(diǎn)擊識(shí)別綜合成功率可達(dá)95%以上。

二、基于AW933XX的防水抗干擾解決方案

AW933XX系列覆蓋3/5/7/10/12通道電容觸控應(yīng)用，具有1aF電容檢測(cè)精度，能自動(dòng)抵消220pF以內(nèi)的負(fù)載電容。

圖1 AW933XX典型框圖

通過IEC 61000-4-4 (EFT ±4kV) / IEC 61000-4-6 (CS 10V)認(rèn)證

SMART_CFI跳頻算法，解決同頻干擾問題

點(diǎn)擊/滑動(dòng)/佩戴“大禹”防水防汗算法，綜合識(shí)別成功率達(dá)到95%以上

3/5/7/10/12通道、高靈敏度、自容&互容式觸控

電容分辨率：1aF，補(bǔ)償電容：220 pF

按鍵單擊/雙擊/三擊/長(zhǎng)按，一維滑動(dòng)/二維滑動(dòng)/環(huán)形滑動(dòng)，佩戴檢測(cè)

低功耗Active：23.5uA Doze：10.7uA Sleep：8.9uA

支持寬1.65V~3.6V電源

I2C：400 kHz

1. 抗同頻干擾SMART_CFI方案

同頻干擾產(chǎn)生的基本原理如下：

圖2 載波頻率72.5KHz raw數(shù)據(jù)

干擾信號(hào)頻率是芯片電容采樣載波頻率的奇數(shù)倍時(shí)，電容檢測(cè)信號(hào)量抖動(dòng)加劇，產(chǎn)生異常高信號(hào)，從而引起電容檢測(cè)系統(tǒng)誤觸，表現(xiàn)為誤報(bào)按鍵狀態(tài)，滑動(dòng)坐標(biāo)異常偏移或誤報(bào)異常佩戴狀態(tài)。

SMART_CFI方案主要采用多個(gè)頻點(diǎn)同步測(cè)量的方法，獲取不同頻點(diǎn)數(shù)據(jù)后，分析數(shù)據(jù)特征，保留有效的原始數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行切頻偏差補(bǔ)償，并執(zhí)行IIR濾波處理，最終得到有效的電容感應(yīng)數(shù)據(jù)。下圖以音頻PA干擾源866KHz為例，開啟和關(guān)閉SMART_CFI算法電容原始值波形對(duì)比。

圖3 干擾源866KHz raw數(shù)據(jù)

整機(jī)懸空放置處于遠(yuǎn)離態(tài)，開啟外部干擾866KHz。CAP SOC若單頻采樣配置66.6KHz，則866KHz約為66.6Khz的13倍頻，產(chǎn)生同頻干擾。

若不開啟Smart_CFI算法，raw數(shù)據(jù)抖動(dòng)會(huì)超出觸摸閾值10000，則引起誤觸發(fā)事件。

開啟Smart_CFI算法，則raw數(shù)據(jù)抖動(dòng)在5000以下，不會(huì)引起誤觸。

2. “大禹”防水防汗方案

AW933XX支持自容和互容一體式采樣，并支持shield屏蔽/保護(hù)電極，配合自適應(yīng)差值濾波技術(shù)，精準(zhǔn)區(qū)分水汗和人手觸摸特征值，提高觸摸識(shí)別成功率。

下表為典型場(chǎng)景下“大禹”防水防汗算法是否時(shí)，識(shí)別成功率對(duì)比測(cè)試?？梢?，開啟“大禹”防水防汗算法，有助于顯著提升抵御水汗、油污的性能，識(shí)別率提升10-40%以上；與市場(chǎng)上現(xiàn)有的量產(chǎn)方案相比，識(shí)別準(zhǔn)確率高5-10%。

圖4 典型場(chǎng)景下識(shí)別成功率

三、AW933XX選型表

圖5 產(chǎn)品選型表