深入理解应用广泛的QMatrix技术

　　在家电、消费电子和手机应用中，触摸传感控制正在日益取代机电开关。触摸传感的流行获有很强的动力，因为 工程师认识到，触摸控制使他们能够实现时髦的和多功能设计，从而可以实现产品的差异化，为终端产品创造更高的附加值。

　　由量研集团研发的、申请有专利的电荷转移传感技术具有比其他形式的容性传感更高的稳定性。另外，针对电磁干扰、极高的温湿度及其快速变化，都具有更强的适应能力。

　　QMatrix采用简单的横模电极结构，可为键盘数量较多的应用提供触摸控制。QSlide使用于改变声音和温度的线性滑条控制得以简化。可以利用不同的控制布局，例如，QWheel设计具有的卷轮接口成就了iPOD流行的的圆形滑轮触摸按键。可以对QMatrix进行灵活配置，利用其3个传感通道，任意一路都可以用作为滑条或滑轮触摸控制。如今，QMatrix控制已经被集成到量研集团范围很广的许多标准产品中。还提供客户定制的QMatrix，可以集成各种串口并添加功能，特别是对于那些包括家用电器、手机终端、笔记本电脑以及许多其他消费电子设备的各种应用来说。

QMatrix

　　Qmatrix器件采用一个扫描式的横向电极的无源矩阵，实现了用单芯片驱动的大量触摸键。该配置实现了传感芯片引脚的高利用效率，相对于每一个按键都需要一个连接的Qtouch以及其他竞争对手的器件来说，芯片和按键矩阵之间所需的连接线较少。这些器件所需的外围元器件最少，并实现了尽可能最低的单键成本。批量时器件实现的芯片成本可以低于5美分/每键。此外，这种结构配置还使其具备一个固有的特性，即可以抗环境变化、防水膜影响和无线电干扰。

　　QMatrix电路具有极高的信噪比，对潮湿水膜的高免役能力，极高的温度稳定性，优异的低功率特性，连线容易，在按键数量一定时IC的封装小。由于这些原因，QMatrix电路特别适用于汽车、厨房、乃至像手机这类按键数量较少的各种应用。

　　量研集团于1999年申请了该技术的专利，已开始用于厨房类应用。随后，该技术一直扩展到包括矩阵式触摸屏的各类应用中，首例应用于美国的landmark Whirlpool公司于2006年1月面市的Velos Speedcook微波炉系列产品中。利用QMatrix技术可以获取的基本好处包括：

　　按键数与芯片引脚数的高比值；
　　外围元器件数量少；
　　连线容易；
　　可以兼容像CEM-1这类便宜的单面PCB材料；
　　温度稳定性好；
　　抗潮湿；
　　具有对外部RF干扰的高免疫能力；
　　低功率模式；
　　可用于实现清晰的触摸屏；
　　超低的单键成本。

　　每一个传感电极对包括一个场驱动电极和一个接收电极(图1)。驱动发射电极产生一个突发式逻辑脉冲串，接收电极则通过覆盖在上面的介质前面板来收集由发射电极辐射出来的绝大部分电荷。

图1  两个电极之间的QMatrix场流。触摸将吸收该场，导致所收集的电荷减少