完善的內(nèi)部信號處理：QMatrix含有所有的信號濾波，放反跳邏輯，以及要求可靠工作壽命長達幾十年所需的自動漂移補償。這些器件中有許多包括FMEA(失效模式和影響分析)自檢子程序，報告任何類型的電路故障，例如用于fail-safe操作的短路和開路，從而使得這些器件特別適合于廚房和汽車應用。

　　設(shè)計故障診斷：QMatrix器件還有一個獨一無二的特性，即能夠?qū)崟r地將實際的鍵盤信號和診斷信號通過一個采用QmBtn軟件的USB接口發(fā)送到任意一臺電腦上進行觀察分析，QmBtn軟件可以從量研集團的網(wǎng)站上免費下載。能夠?qū)崟r觀察鍵盤信號的能力為設(shè)計增添了高度的信心。

　　發(fā)光和背光鍵始終都是設(shè)計師頗感興趣的。通過簡單地將PCB開口，并將驅(qū)動/接收電極環(huán)繞表面貼裝LED及其焊盤和連線，即可把LED放置到QMatrix鍵盤的中央。甚至這可以在單面PCB上來實現(xiàn)。當被印刷到一片像PET膠片這類的清晰透明的基片上時，可以采用來自Agfa N.V的Orgacon?以及可印刷的ITO這類清晰的導體材料來實現(xiàn)清晰的背光分離按鍵。用透明的薄膠膜將PET膠片粘合到前面板的背面。將帶有LED的PCB放置到這一層的后面，產(chǎn)生所需的背光?？梢圆捎霉鈱Ш蜕⑸鋪韺崿F(xiàn)更好的背光性能。

　　觸摸屏：利用QMatrix的特殊器件(與量研協(xié)商)還可以驅(qū)動帶有1層或2層ITO(Indium Tin Oxide  PET上的氧化銦錫，圖6)的容性觸摸屏。利用一片QMatrix芯片可以兼容驅(qū)動傳統(tǒng)的鍵盤和觸摸屏兩種鍵盤，從而可以實現(xiàn)與用于整個前面板的主處理器的無縫接口。將ITO連接到掃描矩陣并提供覆蓋LCD顯示器的大量分離按鍵。Whirlpool Velos微波爐在一層固態(tài)的、完整的玻璃后面采用了這一方法，實現(xiàn)了獨特的設(shè)計。用這種方式實現(xiàn)的觸摸屏不可能損壞，并具有比阻性屏高得多的透明度。

　　接近式感應限制：由于電極間的電場的封閉特性，這類器件不適用于接近式感應設(shè)計，除非采用間隔距離較遠的大電極，使場線能夠輻射到面板前方的自由空間。QTouch器件通?？梢愿玫貙崿F(xiàn)遠距離的接近式感應，因為其場線能夠更好地輻射到自由空間。但與Q觸摸技術(shù)不一樣，QMatrix電極更能容忍與接地面以及附近其他印制導線之間的雜散電容的存在。

器件特殊說明

　　Quantum QT6xxxx系列的器件都是QMatrix IC，用的幾乎都是同一器件，即QT60645，可以實現(xiàn)的鍵盤數(shù)量從16到64。器件編號中間的3位代表器件的鍵盤數(shù)量，而末位數(shù)字則代表變更碼。QT60160和QT60240是專門為低成本應用設(shè)計的，不過沒有FMEA(安全自檢)功能，非常適用于像MP3和手機這類便攜式應用，以及像洗衣機這類的非廚房類應用。這兩種器件都采用I2C接口，而在其他絕大多數(shù)的Q系列中用的都是SPI接口。

　　所有QMatrix器件都采用AKS(Adjacent Key Suppression)專利技術(shù)。該技術(shù)允許將所有按鍵都密集地布置到鍵盤上，且一定程度上解決了由于手指觸摸在交疊位置引起對多按鍵同時觸摸引發(fā)的模糊觸摸問題。其實現(xiàn)方法是對來自同時被觸摸的各鍵的信號進行信號強度分析。該技術(shù)還可以支持便攜式設(shè)備的“頭部和口袋誤觸摸檢測”，例如手機，在用戶手持聽電話時可能會碰觸頭部，或者在口袋里會被誤觸摸。實現(xiàn)的方法是在鍵盤附近策略地安置了“保護鍵”，當保護鍵被觸發(fā)后，可以鎖住任何一個鍵或者所有鍵，以防止誤操作。該技術(shù)還可以用來防止面板表面水膜的影響。定制：超過一半的QMatrix器件可以定制，來滿足特定的應用。定制過程很簡單，因為這些芯片都內(nèi)含帶有閃存的微控制器。在量研集團的零件表中，從‘QT6C’開始往后的都是定制器件，這些在公司的網(wǎng)站上沒有詳細介紹。

圖5  QMatrix按鍵和觸摸屏的一體式設(shè)計。利用一片QT6定制單芯片同時驅(qū)動PCB電極以及ITO膠片上的鍵盤

應用

　　自從1999年研發(fā)出來后，QMatrix器件的主要應用集中在廚房領(lǐng)域，主要的客戶包括Whirlpool, Miele和Electrolux。主要用的都是按鍵數(shù)量較多的器件，例如QT60326或其他定制器件。從Whirlpool Velos Speedcook微波爐(圖6)開始，對觸摸屏的興趣大增，該設(shè)備采用了QT6系列的器件。從此，采用該技術(shù)的大量觸摸屏設(shè)計開始進入市場。


圖6  Whirlpool Velos微波爐采用單芯片QMatrix來驅(qū)動21個傳統(tǒng)的觸摸按鍵，以及構(gòu)成LCD觸摸屏的10個透明式ITO膠片式按鍵。該設(shè)計采用了單層CEM-1 PCB，成本很低

　　后來利用QMatrix實現(xiàn)了手機和其他便攜式應用中的設(shè)計，其成功的原因主要在于該技術(shù)相對于其他老式方案的技術(shù)優(yōu)越性，并能減小封裝尺寸，另外就是能夠?qū)崿F(xiàn)較多的按鍵數(shù)量。此外，該技術(shù)還贏得了汽車領(lǐng)域中的設(shè)計，因為它在極為惡劣的環(huán)境條件下具有工業(yè)級的魯棒性。

圖7  量研集團銷售像E6240這類的QMatrix演示版，為用戶提供該技術(shù)的評估手段。該評估板可以支持各種鍵盤尺寸和布局，演示了QT6系列器件的強大功能。為了能夠?qū)崟r信號的全景觀測，該評估板還配有QmBtn電腦軟件