宽频数字电容传感芯片核心原理是:通过可配置高频激励(通常100kHz–30MHz)驱动传感电极,利用待测电容变化引起电荷量、充放电时间或LC谐振频率的改变,经Σ-Δ调制或计数逻辑直接转换为高分辨率数字信号输出。
工作流程:
电容感知:外部物体靠近或介质变化导致电极间电容值(C=εA/d)发生飞法(fF)级微小改变。
宽频激励与转换:芯片内部产生可调频率正弦波或方波激励,通过开关电容电荷转移(Σ-Δ调制)或LC/RC振荡频率测量将电容模拟量转化为时间或频率变量。
数字量化:内置高精度计数器或数字滤波器对变量进行积分与量化,输出16-24位数字码,直接对应电容绝对值或变化量。
补偿与输出:集成温度传感器进行实时温补,通过I²C/SPI接口输出校准后的数字结果。
由工采网代理的敏源MC1081系列是一款高集成度、多通道、宽频段的数字电容传感芯片,专为高精度、低功耗的非接触式电容检测应用而设计,芯片直接与测量电极连接,通过检测振荡频率的变化来感知电容的微小变化,从而实现对介电常数变化的灵敏测量,为各类非接触式电容检测应用提供可靠、灵活的解决方案。
激励频率在0.1~30MHz范围内可配置,测量频率测量输出为16bit数字信号,对应的电容较高分辨率1fF。芯片支持多种工作模式,可以测量包括单端电容、双端浮空电容和互电容多种模式。芯片内部集成了16bit高精度的数字温度传感器,可用于需要温度补偿及其它温度复合传感的场景。芯片采用全数字化设计,通过I2C接口配置各种功能和读取数据,支持较高1Mbps的通讯速率。
PCB原理图:
电容传感芯片 - MC1081的特性:
支持10路单端电容模式/5路差分电容
电容测量范围:1pF~10nF
工作温度范围:-55℃~125℃,0.5℃典型精度
测量激励:100KHz~30MHz可配置,幅度可配置
电容分辨率:16bit,0.001pf
单通道转换时间:0.1ms~23.5ms可配置
单端支持有源屏蔽,相邻互电容测量
供电电压范围:2.3V~5.5V,内置LDO
工作电流:0.6μA@1Hz可配置
内置高精度数字测温感知
典型单通道平均电流:2.5μA@1Hz
睡眠电流:50nA
通信接口:I2C
QFN16 3*3*0.75mm 封装MC1081S
TSSOP16 5.0*4.4*1.2mm 封装MC1081T
DFN8 2*2*0.55mm 封装MC1081L
电容传感器 - MC1081的应用:
液位测量
含水率测量
水浸传感
干湿度分析
介电检测
接近感知
按键触控
手势识别
MC1081提供完整的寄存器配置框架与I2C通信协议,用户可通过简单的寄存器读写实现功能配置与数据采集。规格书中提供了单端与双端模式的典型应用电路图,并附有详细的配置步骤与计算示例,如需了解更多技术细节、参考设计或样品申请,可联系工采网在线客服。
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