?電容型傳感芯片的工作原理?基于電容原理，通過感知周圍環(huán)境的電容變化來檢測目標(biāo)物體的位置和狀態(tài)。具體來說，電容型傳感芯片包含兩個導(dǎo)體（通常是金屬電極），當(dāng)這兩個導(dǎo)體之間存在電場時，它們會形成一個電容。當(dāng)有物體靠近這個電場時，電場會發(fā)生改變，從而導(dǎo)致電容值的變化。傳感芯片通過感知這種變化，將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，進而實現(xiàn)對目標(biāo)物體的檢測與控制?。

工作原理：

電容原理?：電容是指兩個導(dǎo)體之間的電荷存儲器。當(dāng)電容兩端施加電壓時，正極和負(fù)極之間會形成電場。當(dāng)有物體靠近電容時，靠近的物體與電容之間形成一個新的靜電場，導(dǎo)致電容的電場發(fā)生改變。電容型傳感芯片通過感知這種電容變化來感知目標(biāo)物體的位置和狀態(tài)?。

信號處理?：傳感芯片接收電容變化并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。感測電極會感知到目標(biāo)物體引起的電容變化，并將這些變化轉(zhuǎn)化為電壓或電流信號。接下來，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將這些信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，進一步控制和分析?。

電容型傳感芯片

工采網(wǎng)代理的MC12G、MC12T是高集成度雙通道電容型傳感芯片，芯片測量單端對地電容，直接與被測電容極板相連，通過甚高頻諧振激勵并解算測量微小電容的變化。激勵頻率在10~100MHz范圍內(nèi)可配置，其頻率測量輸出為16bit數(shù)字信號，對應(yīng)的電容感知較高分辨率為0.5ff。芯片采用全數(shù)字化設(shè)計，功能配置及數(shù)據(jù)讀寫支持較高1MHz的I2C通信速率；內(nèi)置低噪聲電源管理模塊LDO，可適配寬輸入電壓范圍。此外，芯片還集成了溫度傳感電路，可用于進行溫度補償及其他溫度傳感場景。

和國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，MC12G、MC12T具有更寬的電容激勵頻率，更遠(yuǎn)的非接觸測量性能，更寬的工作電壓范圍，更靈活的參考頻率及工作模式配置。芯片兼具溫度傳感信號用于溫度補償，獨立的雙通道測量電路可以相互補償參考，也可配置自動報警邏輯。小尺寸、低成本的芯片可廣泛用于智能家電液位、接近、觸控等場景，也可用于汽車油液、水浸傳感、食品檢測、土壤水分含量等工業(yè)專用檢測場景。

電容式傳感通過和檢測電極的配合實現(xiàn)對不同物質(zhì)的介電檢測，是一種低功耗、低成本且分辨率高的非接觸式檢測技術(shù)。相比于傳統(tǒng)RC振蕩類觸控電容結(jié)構(gòu)，MC12G、MC12T采用甚高頻的LC諧振方法，使得電場強度穿透性更好。芯片的頻率計算通過內(nèi)部數(shù)字信號處理單元全數(shù)字化輸出，多種工作模式可靈活配置。MC12T具有精簡的SOP8引腳，可用于低成本的雙通道電容檢測。MC12G為小體積的QFN16封裝，提供更為全面的芯片內(nèi)部控制。

MCU通過I2C接口訪問MC12G、MC12T的控制和數(shù)據(jù)寄存器。SDA和SCL引腳集成了尖峰抑制電路，可以減小總線噪聲的影響。MC12G、MC12T支持400KHz的I2C通信速率。I2C接口的數(shù)據(jù)SDA和時鐘SCL分別連接到上位機處理器的對應(yīng)端口上，并分別通過上拉電阻RP連到VDD，通過上位機軟件來實現(xiàn)各節(jié)點芯片的讀寫控制。根據(jù)實際應(yīng)用，可以通過管腳ADDR的值來設(shè)定從設(shè)備的地址。

系統(tǒng)框圖：

系統(tǒng)框圖

電容傳感芯片 - MC12G/12T的特性：

電容測量范圍：0~150pF

溫度范圍：-55℃~+125℃

頻率范圍：10MHz~100MHz

有效分辨率：較高 15bit

供電電壓范圍：2.0V~5.5V

轉(zhuǎn)換時間：1~100ms（可配置）

測量峰值電流：1.3~8.3mA（可配置）

睡眠模式電流：50nA

停機模式電流：40nA

數(shù)字電容傳感芯片 - MC12G/12T的應(yīng)用：

智能家電液位

工業(yè)水箱液位

汽車油液液位

食品水分含量分析

土壤水分含量分析

接近檢測

觸控感知

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審核編輯 黃宇