双通道电容型传感芯片基于LC谐振或电荷转移原理,通过两路独立电路同步检测外部物理量引起的微小电容变化(飞法级),将其转化为频率或数字信号输出,并利用双通道互为参考实现温度补偿与噪声抑制。
核心工作机理:
物理感知层:外部目标(如手指、液体、金属)靠近检测电极时,改变电极间的介电常数、间距或有效面积,导致单端对地电容或差分电容值发生微小变化(ΔC)。
信号转换层:芯片内部振荡器(通常采用甚高频LC谐振,10kHz-100MHz)将电容变化线性转换为频率偏移(Δf);部分架构采用电荷转移(CSD/CSA)技术将电容充放电时间转化为数字计数。
双通道处理:两路独立测量电路(CH1/CH2)同步采集信号,一路接传感电极,另一路可接参考电极或用于差分计算,通过差分解算消除共模干扰(如温度漂移、电源噪声),输出高分辨率数字量(通常 16bit)。
数字输出:内置 DSP 单元完成频率/计数计算及温度补偿,通过I²C/SPI等接口输出最终测量值。
工采网代理的MC12G、MC12T是高集成度双通道电容型传感芯片,芯片测量单端对地电容,直接与被测电容极板相连,通过甚高频谐振激励并解算测量微小电容的变化。激励频率在10~100MHz范围内可配置,其频率测量输出为16bit数字信号,对应的电容感知较高分辨率为0.5ff。电容式传感通过和检测电极的配合实现对不同物质的介电检测,是一种低功耗、低成本且分辨率高的非接触式检测技术。相比于传统RC振荡类触控电容结构,MC12G、MC12T采用甚高频的LC谐振方法,使得电场强度穿透性更好。
芯片的频率计算通过内部数字信号处理单元全数字化输出,多种工作模式可灵活配置。MC12T具有精简的SOP8引脚,可用于低成本的双通道电容检测。MC12G为小体积的QFN16封装,提供更为全面的芯片内部控制。芯片采用全数字化设计,功能配置及数据读写支持较高1MHz的I2C通信速率;内置低噪声电源管理模块LDO,可适配宽输入电压范围。此外,芯片还集成了温度传感电路,可用于进行温度补偿及其他温度传感场景。
MC12G、MC12T是高精度、多通道的电容调理芯片,适用于多种电容感测应用。相比于传统的开关电容结构,MC12G、MC12T采用LC谐振的方法,用于电容测量。LC振荡器的窄带特性,使得MC12G、MC12T具备更低的噪声水平,同时不易受到外界干扰。
典型应用电路图:双电极检测:
双通道架构优势:
差分抗扰:支持单端对地或差分模式,两通道信号相减可抵消环境电磁干扰及寄生电容影响,显著提升信噪比。
动态补偿:一路监测环境基准,一路监测目标信号,实时扣除温度、湿度等环境因素导致的基底漂移。
效率提升:双路并行扫描缩短系统响应时间,适用于多点触控、液位连续监测等高速场景。
电容传感芯片 - MC12G/12T的特性:
电容测量范围:0~150pF
温度范围:-55℃~+125℃
频率范围:10MHz~100MHz
有效分辨率:较高 15bit
供电电压范围:2.0V~5.5V
转换时间:1~100ms(可配置)
测量峰值电流:1.3~8.3mA(可配置)
睡眠模式电流:50nA
停机模式电流:40nA
智能家电液位
工业水箱液位
汽车油液液位
食品水分含量分析
土壤水分含量分析
接近检测
触控感知
和国内外同类产品相比,MC12G、MC12T具有更宽的电容激励频率,更远的非接触测量性能,更宽的工作电压范围,更灵活的参考频率及工作模式配置。芯片兼具温度传感信号用于温度补偿,独立的双通道测量电路可以相互补偿参考,也可配置自动报警逻辑。小尺寸、低成本的芯片可广泛用于智能家电液位、接近、触控等场景,也可用于汽车油液、水浸传感、食品检测、土壤水分含量等工业专用检测场景。提供样品和测试板,强大技术支持团队是您方案开发坚实后盾!了解更多关于数字电容传感芯片的技术应用,请登录工采网官网进行咨询。
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