具有高抗噪能力的电容数字转换器为可靠的新设计打开了大门

如今，电容式感应已广泛使用，从智能手机触摸屏到汽车后备箱开启器，应有尽有。因为我们现在在如此多的环境中遇到触摸感应，所以有些人发现这项技术有时会很挑剔，在你想要它的时候不响应，或者在你不想要的时候响应。这是因为环境 RF 噪声会产生一种电势，该电势会掩盖电容式触摸电压信号，或者会导致在无意中感应到一个电势。

德州仪器 (TI) 的工程师通过 TI 的新型 FDC2x1x 系列电容数字转换器找到了解决此问题的巧妙方法，他们称该转换器提供了“世界上唯一的抗噪声解决方案的电容感应”。这些器件旨在用于接近感应、手势识别、液体液位感应（包括洗涤剂、肥皂和墨水等导电液体）、防撞、汽车门和踢传感器以及材料尺寸检测等应用，提供噪声36 dB 的抗扰度，与现有的电容感应解决方案相比，在存在噪声的情况下性能可提高 60 倍。因此，据说它们可以显着改善人体以及现实环境中的物体的电容感应：家庭、办公室、工厂、汽车和户外。

这一改进的关键在于，该设备的外部传感器不仅仅是一个电容器，而是一个由转换器内部谐振电路驱动器激励的电感-电容或储能电路。使用转换器的设计人员通过选择外部组件实际上调整传感器系统以忽略可能干扰传感的其他频率。甚至可以创建一个实用的设计，使用可变电感器来动态调整传感电路，从而提供“频率捷变”传感，以适应在不断变化的环境中避免或检测不同的频率。

该系列中最初的四个单元为用户提供了两个或四个具有 28 位或 12 位分辨率（分别为 FDC221x 或 FDC211x）的传感输入（分别为 FDC2x12 或 FDC2x14）的选择。FDC221x 针对 4.08 ksamples/s 的高分辨率进行了优化，而 FDC211x 提供高达 13.3 ksamples/s 的快速采样率，以简化使用快速移动目标的应用的实施。250 nF 的超大最大输入电容允许使用远程传感器，以及跟踪环境随时间、温度和湿度的变化。该器件支持宽激发频率范围，特别适用于可靠地检测导电液体。

应该注意的是，与前面提到的应用中的光学和超声波传感相比，可靠的电容传感提供了几个优点。这些电容式感应 IC 可以通过任何非导电材料进行感应，因此设计人员可以避免在终端设备上钻孔，从而提高美观度、降低生产成本并提高可靠性。此外，电容式感应对环境光不敏感，可以检测黑色和深色物体的存在。此外，通过允许遥感，FDC2x1x 系列以最低的系统成本支持多个分布式传感器和更强大的功能。由于它们的抗噪性，它们让设计人员可以使用更小的电容传感器并扩展接近感应的范围。

4 x 4 x.0.8-mm 器件采用无铅塑料封装，千片批购价为每片 2.38 至 4.75 美元。FDC2214EVM 和 FDC2114EVM 评估模块可让设计人员快速轻松地评估器件的精度，单件价格为 29.00 美元。有多种工具可用于简化设计，包括 TI Designs 的抗噪声电容式接近传感器系统参考设计。



审核编辑：刘清