霍尔效应式键盘

2)霍尔效应式

霍尔效应式键开关即利用霍尔效应制成的键开关,其原理和结构见图7.5所示。

所谓霍尔效应(参见图7.5(a),就是当有电流I,由a、b两端流经一个半导体薄片(霍尔器件)时,存在一个外加磁场,在磁场(磁力线)B的方向与该电流方向垂直时,则在垂直于电流方向和磁场方向的c、d两端间会产生电压。这是由于运动的电荷在磁场中受到洛仑兹力的作用,使霍尔输出端有电荷聚集,从而形成霍尔电压V,其输出电压的极性随半导体材料或控制电流或外加磁场方向的不同而改变。这种现象叫霍尔效应。图7.5化)所示为利用霍尔效应制成的霍尔键开关结构。

这种键开关除有键帽、键杆和复位弹簧外,还有产生磁场的磁钢和半导体霍尔器件。当按键未被按下时,磁钢(永久磁铁)远离霍尔器件,无磁场作用,则无霍尔电压输出;当按键被按下时,永久磁铁下移,由于磁场的作用,在霍尔片的垂直方向上加有磁场,故产生霍尔电压VH。这种电压信号很弱,因此需经相关电路放大。

与电容式键开关一样,霍尔效应式键开关只利用磁钢与霍尔器件之间距离的改变而产生开关信号,也无机械磨损和抖动,而且一般大气污染对它没有影响,所以可靠性高,寿命长,但成本较高。

从上面介绍可见,有触点式键开关和无触点式键开关各有优缺点。有触点式键开关,在按键时会产生抖动现象,如图7.6所示。抖动的结果会使一次按键动作变成电路的多次通断,这样会造成误码。但这种机械抖动的现象,对于有触点式键开关是不可避免的。为了消除因抖动而造成的通断影响,可以从硬件(如图7.7所示)或软件上采取相应的措施(如软件延时)来消除。但无论采用哪种措施,都会减慢输入代码的速度。因此,对于高速输入的键盘,一般都采用没有抖动的无触点式键开关(如电容式或霍尔效应式键开关)。

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