Texas Instruments LDC3114/LDC3114-Q1電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器是一款電感傳感器件，支持各種材料的人機(jī)界面 (HMI) 的觸摸按鈕設(shè)計(jì)。這一特性通過可在面板后面的小型印刷電路板 (PCB) 上實(shí)現(xiàn)的線圈測(cè)量導(dǎo)電目標(biāo)的小偏差來實(shí)現(xiàn)。該技術(shù)可用于汽車、消費(fèi)類和工業(yè)應(yīng)用中的金屬目標(biāo)的精確線性位置檢測(cè)，方法是允許訪問表示電感值的原始數(shù)據(jù)。感應(yīng)傳感解決方案對(duì)濕氣或非導(dǎo)電污染物（例如油脂和污垢）不敏感。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：

*附件：LDC3114數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

*附件：LDC3114-Q1數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

LDC3114/LDC3114-Q1的按鈕模式可自動(dòng)糾正導(dǎo)電目標(biāo)中的任何變形。LDC3114/LDC3114-Q1具有匹配良好的通道，支持差分和比例測(cè)量，可補(bǔ)償溫度和機(jī)械漂移等環(huán)境和老化條件。LDC3114/LDC3114-Q1包括一個(gè)超低功耗模式，用于電池供電應(yīng)用中的電源開/關(guān)按鈕或位置傳感器。

Texas Instruments LDC3114/LDC3114-Q1可通過I^2^C接口輕松配置。LDC3114/LDC3114-Q1采用16引腳TSSOP封裝。LDC3114-Q1器件符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100認(rèn)證。

特性

• 多種工作模式
  • 原始數(shù)據(jù)模式：訪問預(yù)處理電感測(cè)量數(shù)據(jù)，以便在MCU上實(shí)現(xiàn)高級(jí)算法，實(shí)現(xiàn)線性檢測(cè)
  • 按鈕模式：按鈕按壓檢測(cè)，具有基線跟蹤和高級(jí)片上后處理功能
• 觸摸按鈕的力等級(jí)測(cè)量
• 引腳和寄存器兼容LDC2114
• 穩(wěn)健的EMI性能，符合CISPR 22和CISPR 24標(biāo)準(zhǔn)
• 四個(gè)獨(dú)立通道運(yùn)行
• 可配置掃描速率
  • 0.625SPS至160SPS
  • 連續(xù)掃描選項(xiàng)
• 高級(jí)按鈕按壓檢測(cè)算法
  • 每個(gè)按鈕的力閾值可調(diào)
  • 環(huán)境變化補(bǔ)償
  • 同時(shí)按壓按鈕檢測(cè)
• 低電流消耗
  • 單按鈕：6μA (0.625SPS)
  • 兩個(gè)按鈕：72μA (20SPS)
• 溫度范圍
  • TSSOP (16)：–40°C至+125°C
• 接口
  • 1.8V和3.3V兼容I^2^C和INTB
  • 每個(gè)通道1.8 V邏輯輸出，用于按鈕

功能框圖

LDC3114混合式電感觸摸與電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

LDC3114是德州儀器(TI)推出的一款4通道混合式電感觸摸與電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器，專為人機(jī)界面(HMI)應(yīng)用設(shè)計(jì)。這款芯片結(jié)合了電感傳感技術(shù)，能夠通過測(cè)量PCB線圈后方導(dǎo)電目標(biāo)物的微小偏轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)觸摸按鈕設(shè)計(jì)，適用于各種材料面板。其核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于對(duì)濕度、油污等非導(dǎo)電污染物的高度不敏感性，使其在惡劣環(huán)境下仍能保持可靠性能。

二、核心特性

1. 多模式操作

• ?原始數(shù)據(jù)模式?：提供預(yù)處理電感測(cè)量數(shù)據(jù)，支持MCU實(shí)現(xiàn)線性傳感高級(jí)算法
• ?按鈕模式?：集成按鍵按下檢測(cè)功能，具有基線跟蹤和高級(jí)片上后處理
• ?觸摸按鍵力度測(cè)量?：可檢測(cè)按鍵按壓力度級(jí)別

2. 性能優(yōu)勢(shì)

• 與LDC2114引腳和寄存器兼容，便于升級(jí)替換
• 優(yōu)異的EMI性能，符合CISPR 22和CISPR 24標(biāo)準(zhǔn)
• 四通道獨(dú)立工作，支持差分和比例測(cè)量
• 可配置掃描速率(0.625SPS至160SPS)及連續(xù)掃描選項(xiàng)

3. 低功耗設(shè)計(jì)

• 單按鈕模式下僅需6μA@0.625SPS
• 雙按鈕模式下72μA@20SPS
• 工作溫度范圍寬達(dá)-40°C至+125°C

三、應(yīng)用領(lǐng)域

1. 消費(fèi)電子

• 可穿戴設(shè)備
• 智能音箱
• 聲霸(Sound Bars)

2. 工業(yè)應(yīng)用

• HMI面板和鍵盤
• 家用電器控制面板

四、技術(shù)原理

LDC3114采用電感傳感技術(shù)，通過測(cè)量PCB線圈與導(dǎo)電目標(biāo)物之間微小距離變化引起的電感變化來檢測(cè)觸摸動(dòng)作。其核心技術(shù)特點(diǎn)包括：

1. ?多通道架構(gòu)?：四個(gè)獨(dú)立傳感通道，每個(gè)通道包含諧振電路驅(qū)動(dòng)器和數(shù)字按鈕按壓算法模塊
2. ?混合信號(hào)處理?：集成了電感傳感核心和低功耗模式數(shù)據(jù)處理單元
3. ?靈活接口?：支持1.8V和3.3V兼容的I2C接口，每通道提供1.8V邏輯輸出

五、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 傳感器設(shè)計(jì)

• 典型傳感器參數(shù)：Lsensor=0.85μH，Csensor=58pF，Qsensor=11，Rp=0.7kΩ
• 建議傳感器頻率>3MHz以獲得最佳性能
• COM引腳需連接電容到GND

2. 電源設(shè)計(jì)

• 工作電壓范圍1.71V至1.89V
• 推薦使用低噪聲LDO供電
• 良好的電源去耦設(shè)計(jì)對(duì)EMI性能至關(guān)重要

3. 布局指南

• 傳感器走線應(yīng)盡量短
• 避免敏感模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)交叉
• 參考數(shù)據(jù)手冊(cè)提供的布局示例

六、開發(fā)建議

1. ?模式選擇?：根據(jù)應(yīng)用需求選擇原始數(shù)據(jù)模式或按鈕算法模式
2. ?靈敏度調(diào)節(jié)?：利用GAIN寄存器(0x0E-0x14)實(shí)現(xiàn)各通道獨(dú)立靈敏度調(diào)整
3. ?基線跟蹤?：合理配置NP_BASE_INC和LP_BASE_INC寄存器優(yōu)化環(huán)境適應(yīng)性
4. ?掃描速率?：平衡功耗與響應(yīng)速度，選擇適當(dāng)掃描速率