如今，電容式感應(yīng)已廣泛使用，從智能手機(jī)觸摸屏到汽車后備箱開啟器，應(yīng)有盡有。因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在在如此多的環(huán)境中遇到觸摸感應(yīng)，所以有些人發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)有時(shí)會(huì)很挑剔，在你想要它的時(shí)候不響應(yīng)，或者在你不想要的時(shí)候響應(yīng)。這是因?yàn)榄h(huán)境 RF 噪聲會(huì)產(chǎn)生一種電勢(shì)，該電勢(shì)會(huì)掩蓋電容式觸摸電壓信號(hào)，或者會(huì)導(dǎo)致在無意中感應(yīng)到一個(gè)電勢(shì)。

德州儀器 (TI) 的工程師通過 TI 的新型 FDC2x1x 系列電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器找到了解決此問題的巧妙方法，他們稱該轉(zhuǎn)換器提供了“世界上唯一的抗噪聲解決方案的電容感應(yīng)”。這些器件旨在用于接近感應(yīng)、手勢(shì)識(shí)別、液體液位感應(yīng)（包括洗滌劑、肥皂和墨水等導(dǎo)電液體）、防撞、汽車門和踢傳感器以及材料尺寸檢測(cè)等應(yīng)用，提供噪聲36 dB 的抗擾度，與現(xiàn)有的電容感應(yīng)解決方案相比，在存在噪聲的情況下性能可提高 60 倍。因此，據(jù)說它們可以顯著改善人體以及現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的物體的電容感應(yīng)：家庭、辦公室、工廠、汽車和戶外。

這一改進(jìn)的關(guān)鍵在于，該設(shè)備的外部傳感器不僅僅是一個(gè)電容器，而是一個(gè)由轉(zhuǎn)換器內(nèi)部諧振電路驅(qū)動(dòng)器激勵(lì)的電感-電容或儲(chǔ)能電路。使用轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)人員通過選擇外部組件實(shí)際上調(diào)整傳感器系統(tǒng)以忽略可能干擾傳感的其他頻率。甚至可以創(chuàng)建一個(gè)實(shí)用的設(shè)計(jì)，使用可變電感器來動(dòng)態(tài)調(diào)整傳感電路，從而提供“頻率捷變”傳感，以適應(yīng)在不斷變化的環(huán)境中避免或檢測(cè)不同的頻率。

該系列中最初的四個(gè)單元為用戶提供了兩個(gè)或四個(gè)具有 28 位或 12 位分辨率（分別為 FDC221x 或 FDC211x）的傳感輸入（分別為 FDC2x12 或 FDC2x14）的選擇。FDC221x 針對(duì) 4.08 ksamples/s 的高分辨率進(jìn)行了優(yōu)化，而 FDC211x 提供高達(dá) 13.3 ksamples/s 的快速采樣率，以簡(jiǎn)化使用快速移動(dòng)目標(biāo)的應(yīng)用的實(shí)施。250 nF 的超大最大輸入電容允許使用遠(yuǎn)程傳感器，以及跟蹤環(huán)境隨時(shí)間、溫度和濕度的變化。該器件支持寬激發(fā)頻率范圍，特別適用于可靠地檢測(cè)導(dǎo)電液體。

應(yīng)該注意的是，與前面提到的應(yīng)用中的光學(xué)和超聲波傳感相比，可靠的電容傳感提供了幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。這些電容式感應(yīng) IC 可以通過任何非導(dǎo)電材料進(jìn)行感應(yīng)，因此設(shè)計(jì)人員可以避免在終端設(shè)備上鉆孔，從而提高美觀度、降低生產(chǎn)成本并提高可靠性。此外，電容式感應(yīng)對(duì)環(huán)境光不敏感，可以檢測(cè)黑色和深色物體的存在。此外，通過允許遙感，F(xiàn)DC2x1x 系列以最低的系統(tǒng)成本支持多個(gè)分布式傳感器和更強(qiáng)大的功能。由于它們的抗噪性，它們讓設(shè)計(jì)人員可以使用更小的電容傳感器并擴(kuò)展接近感應(yīng)的范圍。

4 x 4 x.0.8-mm 器件采用無鉛塑料封裝，千片批購價(jià)為每片 2.38 至 4.75 美元。FDC2214EVM 和 FDC2114EVM 評(píng)估模塊可讓設(shè)計(jì)人員快速輕松地評(píng)估器件的精度，單件價(jià)格為 29.00 美元。有多種工具可用于簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，包括 TI Designs 的抗噪聲電容式接近傳感器系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)。



審核編輯：劉清