主题中讨论的其他器件： FDC2214、 TIDA-00317、 TIDA-00373、 TIDA-00506、 TIDA-00220、 ENERGIA 、 FDC2212
电容式传感与电容式触控解决方案之间的区别是什么？
德州仪器为电容式感应和电容式触控应用提供了解决方案、这些解决方案有一些重要的相似之处和一些重要的差异。 电容式传感应用可能需要相对较大的目标距离和/或比电容式触控应用更高的分辨率。
下表简要比较了这两种应用的相似性和差异
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要求 |
电容式传感 |
电容式触控 |
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通道数 |
低(< 4) |
高(>8) |
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分辨率 |
高 |
低 |
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典型距离 |
长达70厘米 |
2至3 mm |
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灵敏度 |
小于1FF |
10s 至100s FF |
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需要接触 |
否 |
是的 |
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功耗 |
μA Ω 范围 |
μA μ A 至 mA 范围 |
有关电容式触控解决方案的更多信息、请将 TI 的 CapTIvate 视为此应用的最佳选择。
电容式感应能够/不能支持哪些应用？
- 液位感应
对于大多数非导电液位感应应用(包括水)、应使用 FDC1004。 FDC1004具有有源屏蔽驱动器、可帮助系统免受环境因素的干扰。 - 非金属接近感应
FDC1004是最佳选择、因为 FDC2x1x 没有屏蔽驱动器、CAN 并且需要高级系统级专业技术。 - 哪些应用不适用于 TI 的电容式感应技术？
金属检测-为了检测金属、TI 的电感式传感解决方案是更好的选择。
请参阅 TI E2E 电感式传感常见问题 解答电感式传感常见问题解答
如何开始使用电容式传感？
下面列出了按主题分类的学习和设计资源列表。
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主题 |
应用手册标题 |
应用手册 URL |
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介绍性应用手册 |
常见的电感和电容式传感应用 |
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使用 FDC1004进行电容式传感的基础知识 |
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液位传感应用手册 |
电容式感应：有源屏蔽的输入和输出 |
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电容式感应：异相液位技术 |
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电容式感应：直接与远程液位感应性能分析 |
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采用沉浸式吸管方法进行液位感应 |
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如何校准 FDC1004用于液位传感应用 |
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接近传感 |
使用 FDC1004的电容式接近传感 |
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一般应用手册、技术文章和博客 |
适用于接近传感的导数积分算法 |
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电容式传感应用中的接地漂移 |
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电容式传感应用中 FDC2214/2212/2114/2112的功率降低技术 |
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电容式感应：用于接近感应的简单算法 |
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电容式感应：您应该选择哪种架构？ |
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TI Designs |
电容式液位感应- TIDA-00317 (FDC1004 、 MSP430F5528 ) |
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基于环境光和接近传感器的背光和智能照明控制参考设计- TIDA-00373 (FDC1004 、 HDC1000 、 HDC1008 ) |
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《汽车电容式接近式踢开尾门检测参考设计》TIDA-00506 (FDC1004) |
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用于系统唤醒和中断的基于电容的人体接近检测参考设计- TIDA-00220 (FDC1004 、 LM3630A 、 LP5907 ) |
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EVM |
FDC1004EVM - 4通道电容数字转换器评估模块 |
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软件 |
电容式传感示例代码(Energia) |
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传感解决方案 EVM GUI 工具 |
FDC1004和 FDC2212/2214之间有何差异？
下表显示并比较了这两款器件的主要特性。
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FDC1004. |
FDC2212/2214 |
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通道数 |
4. |
2或4 |
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架构 |
开关电容 |
谐振 LC 振荡电路 |
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电源电压 |
3.3. |
3.3. |
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I 有效 |
0.95mA |
2.1mA |
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传感器电流 |
0 |
6mA |
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传感器驱动频率 |
25 kHz |
0.1Mhz - 10MHz |
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最大传感器输入 |
115pF |
250nF @ 10kHz/25pF @ 10MHz |
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传感器输入范围与输入偏移校准相关 |
±15pF |
不适用 |
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输入偏移校准 |
100pF |
不适用 |
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集成屏蔽驱动器 |
400pF |
不适用 |
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驱动程序架构 |
连续 CLK 驱动器 |
非连续正弦驱动器 |
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有效分辨率 |
16位 |
12/28位、具体取决于 LC 频率 |
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增益误差 |
0.20% |
不适用 |
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温度范围内的增益误差 |
37.5ppm/C |
取决于外部 LC |
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直流 PSRR |
13.6fF/V |
不适用 |
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EMI |
更好 |
很差、需要外部无源器件 |
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可配置性 |
所含的 |
高软件和硬件 |
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封装 |
QFN/TSSOP |
QFN |
- 如表所示、FDC1004输入是开关电容拓扑、而 FDC2x12/4使用谐振回路。 FDC1004的主要优势在于其集成屏蔽驱动器、可提高电路的 EMI/噪声抗扰度；与 FDC2x12/4相比、其驱动器架构可大幅降低 EMI 辐射。
FDC1004常见问题解答：
- FDC1004何时是液位感应应用的不理想之选？
FDC1004不适用于导电液体。 FDC1004适用于大多数其他液位感应应用、包括水。 如需更多信息、请参阅上面的液位传感应用手册主题、了解支持应用手册的列表。 - 我应该使用单端测量还是差分测量？
这两种选项都适用于液位感应。 差分测量的优点是有助于抗环境干扰。 有关更多信息、请参阅应用手册电容式传感：异相液位技术 https://www.ti.com/lit/pdf/snoa925 - FDC1004是否可用于接近传感应用？
FDC1004可用于接近检测和简单手势检测。 有关使用 FDC1004进行接近检测的更多信息，请参阅应用手册《使用 FDC1004进行电容式接近感应 》https://www.ti.com/lit/pdf/snoa928 或参考设计 https://www.ti.com/tool/TIDA-00506 和 https://www.ti.com/tool/TIDA-00220
采用 FDC1004的电容式感应应用包括：
1、独立通道
FDC1004特有4个独立通道、这些通道以时分多路复用的方式依次采样。 典型应用包括雨水感应、接近/手势检测和水/冰/雪检测。
图1. 手势感应应用的独立通道用例
2.差分或比率测量
执行差分测量是为了获得两个传感器之间的精确电容测量差。 这最适用于可能导致电容变化的环境因素、例如直接感应、沉浸式感应或远程液体感应。
当需要精确的电容测量时、传感器和器件之间的物理距离可能是一个主要问题。 为了补偿长信号路径、FDC1004允许高达100pF 的寄生电容补偿、从而使 FDC1004能够驱动长达1600m (60fF/m)的双绞线或长达1.5m (66pF/m)的同轴电缆。
FDC1004可用于需要监控时变偏移测量的情况。 副本传感器根据湿度、环境和水/冰/雪等因素的偏移变化进行调节。
