數(shù)字電容傳感芯片的工作原理?主要包括電容原理和信號(hào)處理兩個(gè)方面。
電容是指兩個(gè)導(dǎo)體之間的電荷存儲(chǔ)器。當(dāng)電容兩端施加電壓時(shí)，正極和負(fù)極之間會(huì)形成電場(chǎng)。當(dāng)有物體靠近電容時(shí)，靠近的物體與電容之間形成一個(gè)新的靜電場(chǎng)，導(dǎo)致電容的電場(chǎng)發(fā)生改變。電容式傳感芯片通過(guò)感知這種電容變化來(lái)感知目標(biāo)物體的位置和狀態(tài)?。
傳感芯片接收電容變化并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。具體過(guò)程如下：
感測(cè)電極?：傳感芯片中的感測(cè)電極會(huì)感知到目標(biāo)物體引起的電容變化。
模數(shù)轉(zhuǎn)換?：將這些電容變化轉(zhuǎn)化為電壓或電流信號(hào)，并通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。
信號(hào)處理?：進(jìn)一步控制和分析這些數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的檢測(cè)與控制?。
數(shù)字電容傳感芯片的有點(diǎn)包括：
高靈敏度?：能夠感知微小的電容變化，適用于細(xì)微操作。
高穩(wěn)定性?：在環(huán)境溫度和濕度變化下仍能保持高穩(wěn)定性。
抗干擾能力強(qiáng)?：能夠有效抑制周?chē)h(huán)境中的雜波和電磁干擾。
低功耗?：適合長(zhǎng)時(shí)間工作，節(jié)能效果顯著。
無(wú)需直接接觸?：適用于潔凈、衛(wèi)生、高精度操作的場(chǎng)景?。
工采電子代理的國(guó)產(chǎn)電容傳感芯片?- MDC02，該電容傳感芯片是高集成度的數(shù)字模擬混合信號(hào)傳感集成電路，芯片直接與被測(cè)物附近的差分電容極板相連，利用不同物質(zhì)介電常數(shù)的區(qū)別，通過(guò)放大、數(shù)字轉(zhuǎn)換、補(bǔ)償計(jì)算電容的微小變化來(lái)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)成分的傳感。
MDC02為單總線接口。內(nèi)部數(shù)字控制模塊可以識(shí)別接口指令進(jìn)行電容采集、溫度采集、內(nèi)存讀寫(xiě)、功能配置、報(bào)警等指令。芯片內(nèi)置電源穩(wěn)壓器(LDO)及電源管理邏輯，在不執(zhí)行指令時(shí)可以自動(dòng)進(jìn)入睡眠，總線工作時(shí)自動(dòng)喚醒。此外，芯片內(nèi)部集成了EEPROM存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)芯片校準(zhǔn)系數(shù)、用戶定制信息及64bit的ID號(hào)碼。
芯片內(nèi)部集成高精度16bit模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC電路，其電容分辨率為0.1fF，線性度誤差小于0.3%。此外，芯片內(nèi)置精度0.5℃的溫度傳感電路，可用于溫度補(bǔ)償及其他溫度傳感場(chǎng)景。
MDC02為兩通道測(cè)量高精度電容調(diào)理芯片。每一通道測(cè)量電容兩極之間的互感電容，可編程固定測(cè)量范圍是0~103.5pF，可編程可變調(diào)理范圍±15.5pF，芯片可自動(dòng)搜索較佳量程配置。芯片測(cè)量工作方式靈活，可配置多通道測(cè)量組合，單次測(cè)量、周期性循環(huán)測(cè)量等工作模式。MDC02芯片支持?jǐn)?shù)字單總線接口。單總線接口支持長(zhǎng)線纜、多節(jié)點(diǎn)的分布式傳感。
和國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，MDC02具有寬測(cè)量范圍、寬工作電壓、低功耗、多種接口、內(nèi)置溫度測(cè)量、小尺寸、低成本等優(yōu)勢(shì)，可用于液位檢測(cè)、食品/土壤等水分含量測(cè)量、冰霜檢測(cè)、接近/手勢(shì)傳感等應(yīng)用場(chǎng)景。
結(jié)構(gòu)框圖：
高精度電容傳感芯片 - MDC02的特性：
可配置固定測(cè)量范圍：0~103.5pF
-可配置可變測(cè)量范圍：±15.5pF
-芯片可自動(dòng)搜索較佳量程配置l
電容分辨率：0.1fFl
線性誤差：<0.3%l
寬供電電壓范圍：2.0V~5.5Vl
低功耗：典型待機(jī)電流 0.2μA，峰值電流 0.45mAl
測(cè)量速度：3-20ms可配置l
較高測(cè)溫精度：±0.5℃@0℃~50℃l
工作溫度范圍：-55℃~125℃l
MDC02支持?jǐn)?shù)字單總線接口
數(shù)字電容傳感芯片 - MDC02的應(yīng)用：
洗衣機(jī)液位
智能小家電
打印機(jī)液位
測(cè)距傳感
水浸傳感
食品水分含量
土壤水分含量
冰霜檢測(cè)
接近/手勢(shì)傳感
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