E11x 演示板使用指南：深入解析与应用技巧

一、概述

E11x 演示板可与 Quantum 的 QT110、QT111、QT112 和 QT113 QTouch 集成电路（IC）配合使用。不同的 IC 会使板上的部分组件和参数有所不同。QT11x 系列 IC 正常工作至少仅需一个外部组件——电容（C1）。对于 QT110 和 QT111，还可添加压电音频换能器来提供声学触摸反馈。电容 C1 采用插座式设计，方便进行实验。若需了解这些 IC 的详细信息，可参考 QT110 和 QT11x 的数据手册。

文件下载：E110.pdf

二、快速启动

启动步骤

1. 在电池座中插入 2 节 AAA 碱性电池。
2. 打开电源滑动开关，操作时手指要远离 QTouch 触摸板区域、压电蜂鸣器（若安装）以及电路板任意一面右下角的整个区域，防止 IC 对指尖进行校准。若可能，可握住电池一侧（从各方向握住电池也没问题）。
3. 触摸“QTouch”触摸板区域，触摸时 LED 会亮起；使用 QT110 和 QT111 IC 时，蜂鸣器会短暂鸣响。

异常处理

若未得到上述结果，可查看选项跳线设置（见第 3 页）。若在打开开关时触摸了电路板右下角区域，IC 会校准以忽略手指。此时，移开手指 5 - 15 秒后（时间取决于安装的 IC、C1 的值以及手指接触的程度），灵敏度将恢复正常。

灵敏度影响因素

由于基尔霍夫电流定律（所有电流必须返回其源头，此定律也适用于电容场），若不握住电路板或电路板的“地”未与其他物体电连接，传感器的灵敏度通常会降低。因此，将电路板放在桌子上时的灵敏度会低于握住电池或将电路板的地连接到更大物体（或接地）时的灵敏度。

外部金属箔或导线环应用

可将外部金属箔或导线环连接到电路板，并附着在所选表面（塑料、玻璃、木材或石头均可）的背面，以创建一个完全自校准的触摸按钮。为获得最佳效果，要确保将电路板的地连接到其他物体，也可使用墙式变压器或其他电源供电。

QT110 注意事项

对于 QT110 和 QT111 IC，“QTouch”区域和蜂鸣器本身都具有触摸敏感性。由于蜂鸣器塑料外壳中的气隙，蜂鸣器对触摸的敏感度较低。

外部电源使用注意

使用外部电源时，电压最大限制为 5V DC，使用电路板顶部标记的连接点。务必先取出电池，否则电池会尝试从外部电源充电，可能导致爆炸和泄漏危险。

三、电池与电源

电池选择

使用 2 节 AAA 碱性电池可获得最佳性能。在正常条件下，大多数 QT11x IC 的电池寿命可达数年。若取出电池，也可使用外部电源。

电源连接

提供的连接点可用于为电路板供电，电压应在 +2.5 至 +5 伏 DC 之间，且需经过稳压处理。为获得最佳性能，电源应无开关噪声和短期波动，几乎任何线性稳压器都适用。注意不要将此电源与可能向电路板注入噪声或电源波动的其他电路共享，否则会导致错误操作（例如继电器、数字逻辑等）。若使用外部电源，务必取出电池。

四、输出与连接

“Out”连接

“Out”引脚由 IC 的“Out”引脚直接驱动，注意不要过度加载此引脚（详见 QT110 规格）。板载 LED 也由该线路驱动（见原理图）。根据 IC 的不同，此输出可能为高电平有效或低电平有效。不建议使用外部上拉电阻连接到除为电路板供电的同一电源之外的电压源，因为外部电压源可能会向电路板反馈电流并尝试为电池充电（若电池存在），这会导致电解液泄漏和可能的爆炸危险。

“Ext”感应连接器

该引脚提供了将设备连接到外部感应电极的方式。为获得最佳效果，负载的电容（Cx）应较低，高 Cx 会降低表观灵敏度。在有限距离内可使用屏蔽电缆，通常需要增加 C1 的值以补偿增加的 Cx 负载。

五、关键组件

C1 电容

C1 电容（在 QT110 和 QT11x 数据手册中称为 Cs）采用插座式设计，可更换以进行实验。一般来说，C1 值越高，灵敏度越高，但在 QT110、QT111 和 QT112 中，由于这些设备的处理特性，这种增加是有限的。在 QT113 中，灵敏度的增加与 C1 成正比。建议使用优质电容（避免使用廉价陶瓷电容，最好使用塑料薄膜电容）。此电路板上 C1 的典型最小总值为 12nF（另见“声学蜂鸣器”下的注释）。

R2 电阻

仅在安装了 QT110 和 QT111 的电路板上需要此电阻。如 QT110 数据手册所述，其作用是抑制压电元件在采样脉冲速率下产生的残余“咔嗒”声。该电阻并非正常运行所必需。

声学蜂鸣器

声学蜂鸣器仅在使用 QT110 和 QT111 IC 时起作用，在其他版本的电路板上未安装。若要自行安装蜂鸣器，可使用电容为 20nF 或更小的任何类型。此电容会增加 C1 的值，因此使用蜂鸣器可降低 C1 的所需值或完全消除其需求。

LED

LED 由 IC 直接驱动。在使用 QT113 的电路板上，其阻值更高，以减少电源负载，从而减少 LED 亮起时的电源压降。因此，在安装了 QT113 的电路板上，LED 会暗很多。与 -H 后缀部件（高电平有效输出）配合使用时，LED 在触摸前一直亮着。

六、选项跳线

有两组选项跳线，其功能因 IC 而异，具体可参考第 3 页。

七、电路板变体

E110/QT110

QT110 支持声学蜂鸣器驱动，针对超低功耗触摸感应进行了优化，其灵敏度可通过跳线改变。E110 上的 C1 取值范围为 4.7nF（安装蜂鸣器时）至 20nF，未安装蜂鸣器时最小为 10nF。在高增益模式下，增益跳线可按图示移除或放置。E110 支持 -H 后缀变体，但 LED 指示会相反。

E111/QT111

QT111 与 QT110 类似，但具有更长的重新校准超时时间，包括无限设置，也支持声学蜂鸣器驱动。E111 上的 C1 取值范围与 E110 相同，高增益模式下增益跳线设置也相同，同样支持 -H 后缀变体，LED 指示相反。

E112/QT112

QT112 与 QT110 类似，但响应时间更快，不支持声学蜂鸣器驱动。若安装了蜂鸣器，会持续发出咔嗒声。E112 上的 C1 取值范围为 10nF 至 20nF，高增益模式下增益跳线设置与其他型号类似，支持 -H 后缀变体，LED 指示相反。

E113/QT113

QT113 与 QT110 相似，但响应时间更快，增益可变，由 C1 设置，重新校准超时设置包括无限。增加 C1 会增加增益，该 IC 不支持声学蜂鸣器驱动，若安装应移除。E113 电路板上的 C1 取值范围为 10nF 至 0.5uF，通常使用非极性电容且值超过 1uF 也能获得良好效果。增益跳线可按图示放置在两个位置之一，支持 -H 后缀变体，LED 指示相反。

大家在使用 E11x 演示板时，是否遇到过一些特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。