電容傳感器滾輪在iPod等產品中獲得的成功，正在促使其它
MP3生產商考慮使用電容傳感器來改善產品的用戶界面，并使產品看起來更加簡潔、美觀。事實上，電容觸摸傳感器的應用并不僅限于MP3播放器，而是可以用于目前采用傳統機械開關的任何產品之中，特別是小巧的便攜式產品，如新款手機的菜單控制按鈕。利用可靠性高并具有成本效益的電容觸摸傳感器，可以輕松地改變這些高級菜單控制開關的式樣。
電容觸摸傳感器界面通常由一個電容傳感器、一個電容-數字轉換器(CDC)和一個主處理器組成成（圖1）。傳感器利用標準的兩層或四層PCB上的線跡(trace)或柔性電路制造，因此不需要任何外部元件和材料。
1. 典型電容觸摸傳感器接口
靈敏度：兼具精確與靈活
可靠的傳感器必須不受外界環境變化的影響，能夠在任何工作條件下保持精確的靈敏度水平。由于溫度或濕度的變化，PCB材料的特性將會發生變化，因此，印刷電路電容傳感器的輸出水平將發生漂移。例如，當用戶從開著空調的汽車中來到一個濕熱環境中時，就可能出現上述情況。為了避免發生斷續接觸錯誤，CDC必須包括實時的漂移補償功能（圖 2）。
圖 2. 兩個傳感器在環境條件改變時的特性，漂移補償功能已使能
隨著環境條件的變化(例如，溫度或濕度上升)，傳感器的環境參數會發生漂移。在用戶沒有與傳感器接觸期間，由CDC對環境參數加以測量。為了進行補償，需對高端和低端閾值水平進行動態調整，以確定有效的傳感器接觸。位置 2、3、5、6 處的參考電平進行重新調整，以保持最佳的閾值參考電平，從而自動跟蹤和補償漂移誤差。
PCB還可能受到寄生電容的困擾，這種電容最大可達20pF，它會使閾值發生偏移。當電容處于閾值時，電容觸摸傳感器就被視為遭到按壓，因此閾值偏移改變了它的靈敏度。為了對寄生電容進行補償，可以采用對DAC編程的方法，以抵消進入CDC的輸入。對于各PCB來說，這種寄生電容是一致的，因此可以在制造PCB的時候進行簡單的調整，這樣就不需要外部RC調諧元件，從而使材料、裝配和測試方面的成本最小化。單獨調整每個傳感器的偏移，使設計者可以充分利用轉換器的分辨率（圖 3）。
3. 模擬前端，其中 DAC 幫助消除寄生電容的影響
傳統的機械開關具有用戶熟悉的靈敏度和觸覺反饋，對于電容傳感器來說，這些參數也必須加以考慮和優化。不同的傳感器可能需要獨特的靈敏度，這取決于開關功能或開關在產品中的物理位置。而且，一套靈敏度設置不可能適合所有的用戶，因此應該允許用戶設置不同的靈敏度水平，若能通過靈敏度控制菜單進行選擇將是最理想的。例如，AD7142 支持這些靈敏性要求，允許一個單獨的 16 位靈敏度控制寄存器為每個傳感器編程。這些寄存器也可以嵌入到主機固件中，并在菜單顯示中提供，允許用戶選擇不同的靈敏度水平，以滿足其特殊需求。
在用戶沒有與傳感器接觸期間，如果對每個傳感器輸入取樣，則會白白浪費電池電量。為使電池效率最大化，CDC 應能夠檢測到用戶停止觸碰傳感器，并自動切換到低功耗模式。當傳感器被再度觸碰時，IC 將自動重新進入正常工作模式。
為了節省更多的功率，還應該包括一個完全關斷模式。這種情況下，只要禁用傳感器，就會關斷整個 IC。在便攜產品中，禁用傳感器開關通常是通過設置一個機械開關或從控制菜單中選擇阻塞模式來完成的。
利用電容傳感器取代傳統的機械開關還有一個好處，就是制造與裝配工藝更加簡單。傳統的機械開關需要手工把每個開關插入到
塑料殼體上的專用孔洞中，而一個包含所有這些開關的單一電容傳感器板可以一步到位，放置在這個塑料殼體下面。含有一個定位槽口的傳感器板安裝孔和一些膠水就足以完成傳感器板的安裝與位置校準。
此外，主機處理器板發射的電磁噪聲如果耦合進入電容傳感器和傳感器線跡之中，將導致不可預知的傳感器動作。這可能導致性能下降，但有簡單的方法有助于使傳感器中的電磁干擾(EMI)效應最小化：首先，CDC應該安裝在傳感器板上。這會使傳感器線跡長度最短，從而降低EMI被耦合到線跡中的機會。另外，利用一個具有結實的接地層的四層傳感器板，可以為傳感器提供額外的EMI屏蔽。如果這兩個方法不能有效地把EMI噪聲與EMI隔離，還可以把一個接地金屬屏蔽放置在傳感器板腔的上方（圖 4）。
圖 4. 接地金屬屏蔽體可提高 EMI 抑制性能
電容傳感器電場也會耦合到產品的導電性金屬殼或金屬涂層，導致不可預知的傳感器行為。這樣就帶來了機械約束，電容傳感器的邊緣要與金屬表面的邊緣保持一定的距離。而且，電容傳感器的靈敏度也與直接位置傳感器上方的塑料厚度有關。如果塑料過厚，則流量場線就不能有效地穿過塑料，使傳感器性能變得不可靠。典型情況下，外殼與傳感器之間的距離應該大于1.0mm，塑料厚度應該小于4.0mm，以使靈敏度保持在適當的范圍之內。
