一款低功耗、低成本且分辨率高的数字电容传感芯片

2025-09-04 15:08

工采网电子元件

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数字电容传感芯片的工作原理基于电容原理和甚高频LC谐振方法，通过检测电场变化感知目标物体的位置或状态。

工作原理：

电容原理：电容由两个导体（如金属极板）构成，当有物体靠近时，电场发生变化导致电容值改变。例如，汽车油箱中的燃油液位变化会改变极板间介质的介电常数，进而影响电容值。

信号处理：

1、激励与测量：芯片通过甚高频LC谐振（10-100MHz）激励电容器，微小电容变化会被放大为显著的频率偏移。

2、温度补偿：内置温度传感电路实时监测环境温度，自动补偿温度对测量精度的影响。

3、通信与控制：支持高速I2C通信（1MHz），可配置多种工作模式（如单次测量、周期循环等）。

工采电子代理的MC11S、MC11T是一款高集成度双通道电容型传感芯片，芯片直接与被测物附近的差分电容极板相连，通过谐振激励并解算测量微小电容的变化。激励频率在0.1~20MHz范围内可配置，其频率测量输出为16bit数字信号，对应的电容感知较高分辨率为1fF。芯片采用全数字化设计，功能配置及数据读写支持较高1MHz的I2C通信速率。此外，芯片还集成了温度传感电路，可用于进行温度补偿及其他温度传感场景。

电容式传感通过和检测电极的配合实现对不同物质的介电检测，是一种低功耗、低成本且分辨率高的非接触式检测技术。相比于传统RC振荡类触控电容结构，MC11S、MC11T工作稳定、电路简单，仅需一个参考电容，可配置的工作频率，适用于多种应用场景。芯片的频率计算通过内部数字信号处理单元全数字化输出，多种工作模式可灵活配置。

和国内外同类产品相比，MC11S、MC11T具有低成本的外围电路、更宽的电容激励频率，更宽的工作电压范围，更灵活的参考频率及工作模式配置。芯片兼具温度传感信号用于温度补偿，独立的双通道测量电路可以相互补偿参考，也可配置自动报警逻辑。小尺寸、低成本的芯片可广泛用于液位测量、触控、水浸传感等检测场景。

MC11S、MC11T是高集成度、低成本、双通道的电容调理芯片，适用于多种电容感测应用。相比于传统的开关结构，MC11S、MC11T采用谐振的方法测量电容。由于采用浮空差分的结构，被测电容不易受到对地寄生电容的影响，抗干扰性能强。全集成设计，无需过多的外围器件。

典型应用电路图：