?電容型傳感芯片的工作原理?基于電容原理，通過(guò)感知周圍環(huán)境的電容變化來(lái)檢測(cè)目標(biāo)物體的位置和狀態(tài)。具體來(lái)說(shuō)，電容型傳感芯片包含兩個(gè)導(dǎo)體（通常是金屬電極），當(dāng)這兩個(gè)導(dǎo)體之間存在電場(chǎng)時(shí)，它們會(huì)形成一個(gè)電容。當(dāng)有物體靠近這個(gè)電場(chǎng)時(shí)，電場(chǎng)會(huì)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致電容值的變化。傳感芯片通過(guò)感知這種變化，將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的檢測(cè)與控制?。

工作原理：

電容原理?：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。電容型傳感芯片通過(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)?。

信號(hào)處理?：傳感芯片接收電容變化并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。感測(cè)電極會(huì)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(hào)。接下來(lái)，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)，進(jìn)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(cè)量單端對(duì)地電容，直接與被測(cè)電容極板相連，通過(guò)甚高頻諧振激勵(lì)并解算測(cè)量微小電容的變化。激勵(lì)頻率在10~100MHz范圍內(nèi)可配置，其頻率測(cè)量輸出為16bit數(shù)字信號(hào)，對(duì)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(jì)，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(jìn)行溫度補(bǔ)償及其他溫度傳感場(chǎng)景。

和國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，MC12G、MC12T具有更寬的電容激勵(lì)頻率，更遠(yuǎn)的非接觸測(cè)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(hào)用于溫度補(bǔ)償，獨(dú)立的雙通道測(cè)量電路可以相互補(bǔ)償參考，也可配置自動(dòng)報(bào)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(chǎng)景，也可用于汽車油液、水浸傳感、食品檢測(cè)、土壤水分含量等工業(yè)專用檢測(cè)場(chǎng)景。

電容式傳感通過(guò)和檢測(cè)電極的配合實(shí)現(xiàn)對(duì)不同物質(zhì)的介電檢測(cè)，是一種低功耗、低成本且分辨率高的非接觸式檢測(cè)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(chǎng)強(qiáng)度穿透性更好。芯片的頻率計(jì)算通過(guò)內(nèi)部數(shù)字信號(hào)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(jiǎn)的SOP8引腳，可用于低成本的雙通道電容檢測(cè)。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(guò)I2C接口訪問(wèn)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(shí)鐘SCL分別連接到上位機(jī)處理器的對(duì)應(yīng)端口上，并分別通過(guò)上拉電阻RP連到VDD，通過(guò)上位機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)芯片的讀寫控制。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，可以通過(guò)管腳ADDR的值來(lái)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(cè)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(shí)間：1~100ms（可配置）

測(cè)量峰值電流：1.3~8.3mA（可配置）

睡眠模式電流：50nA

停機(jī)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(cè)

觸控感知

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審核編輯 黃宇