FDC1004: TIDA-00220人体接近检测（Capacitive-Based Human Proximity Detection for System Wake-Up and Interrupt）

Yuan Zhe

Part Number: FDC1004
Other Parts Discussed in Thread: TIDA-00220

Q1：此demo的接近传感器与环境传感器背靠背布设，这意味着两个传感器处于独立的两个环境，环境传感器并没有发挥出最优的作用。能否将两个传感器布设在PCB的同一面？

Q1: The proximity sensor and the environment sensor of this demo are laid back to back, that means the two sensors are in two separate environments, and the environment sensor does not play an optimal role. Is it possible to lay both sensors on the same side of the PCB?

Q2：若两个传感器布设在同一面，两个传感器会同时检测到人体，会不会导致人体检测失效？

Q2: If two sensors are deployed on the same side, both sensors will detect the human body at the same time, will it lead to human body detection failure?

Q3：若FDC1004驱动两对差分传感器时，接法是不是ch1&2组成差分传感器，并分别采用shld1&2作为屏蔽。ch3&4组成差分传感器，并分别采用shld1&2作为屏蔽。

Q3: If FDC1004 drives two pairs of differential sensors, is the connection method ch1&2 to form a differential sensor and use shld1&2 as shield respectively. ch3&4 to form a differential sensor and use shld1&2 as shield respectively.

Q4：FDC1004的输入低通滤波器会对电容测量造成影响吗？RC参数选取需要注意什么？

Q4：Does the input low-pass filter of FDC1004 affect the capacitance measurement and what should I pay attention to when selecting the RC parameters?

Q5：环境交变磁场峰值1000uT，有效值330uT，频率85kHz，该系统还能正常工作吗？

Q5:Can the system still work properly with an ambient alternating magnet field with a peak value of 1000uT, an RMS value of 330uT and a frequency of 85kHz?

1 年多前

+1 Amy Luo 1 年多前

TI__Guru**** 185470 points

您好，

1、首先说明一下设计背景，此设计使用FDC1004 测量接近传感器的电容，当接近传感器前面没有人在场时，FDC1004设备会测量一些基线电容。当有人靠近传感器移动时，FDC1004设备会测量增加的电容。但是有一个问题，即接近传感器环境的任何变化，可能使系统具有不同的基线电容波动，这会导致系统的一些误触发发生。因此这里的一个主要问题是如何处理基线电容波动。

为了减少环境变化对接近传感器测量的影响，此设计在背面设有一个环境传感器。此环境传感器有一个护罩，可防止其看到因人的存在而导致的任何电容变化。因此，由于主板背面的环境传感器和主板顶部的接近传感器"看到"相同的环境条件，FDC1004测量两者之间的差异，可以有效消除了环境变化造成的影响。

由于接近传感器和环境传感器都有相应的护罩，因此它们只能"看到"其所在PCB侧面的电容变化。为了说明这一点，接近传感器在放在顶部时"看到"一只手，但位于PCB另一侧的环境传感器"看不到"这一只手。但是，由于环境传感器仍位于接近传感器附近，两个传感器同样受到环境变化的影响。且 FDC1004器件在设计中配置为在接近传感器和环境传感器之间进行差分测量。因此，两者之间的差值，可以有效消除了环境变化造成的影响。

关于您的第一个问题，虽然两个传感器都有相应的护罩，但是如下截图所示，如果将两个传感器布设在PCB的同一面，它们的感测方向将有交叉的地方，会造成环境传感器也能“看到”手的接近，因为是差分测量，我认为会降低接近传感器的灵敏度；因此，还是建议按照参考设计，将两个传感器分别放在顶部和背面。

2、是的，如上所述，这样会降低检测的灵敏度，可能会导致人体检测失效；

3、关于差分配置请查看 datasheet在 8.4.2 Differential Measurement部分说明，以及其中提到的 Table 4 和Table 4 脚注；

4、注意截止频率的选择，此设计中信号频率是25KHZ，滤波器截止频率是50KHZ；注意滤波器截止频率不要影响或衰减传感器的有效信号；

5、传感器频率为85kHz，那么不可以正常工作，因为上面4点刚提到，此设计滤波器截止频率为50KHZ；

+1 Yuan Zhe 1 年多前回复 Amy Luo

非常感谢您的解答，关于Q4与Q5追问如下：

Q4：输入RC滤波器的存在会在FDC1004的Cin引脚引入pF级的电容，这会导致测量精度的下降吗？若滤波器的电容值进一步加大，会不会造成超出FDC量程（FDC1004的最大输入偏置电容为100pF）？

Q5：原问题表达不清晰，我们的应用场景为11kW无线充电环境下的活体检测，无线充电频率为85kHz，在这种强电磁干扰环境下FDC还能正常工作吗？有没有办法改善其抗干扰能力？

+1 Amy Luo 1 年多前回复 Yuan Zhe

TI__Guru**** 185470 points

别客气~

4、FDC1004的工作原理如下截图，即FDC1004测量电容变化的方法是将传感器充电至已知电压，然后放电以使用ADC对其进行采样。 ADC采样周期为10us，因此这里需要RC时间比该周期小得多，这样测量精度就不会受到影响；

若滤波器的电容值进一步加大，会造成超出FDC量程，因此这里的电容会降低其测量范围；

对上面第4点的回复，也很抱歉，把FDC1004想象成了FDC2x1x 这类传感器，错误的理解成了FDC2x1x 的工作原理，即是测量振荡频率来测量电容的。如上所述，FDC1004是开关电容以充放电的形式测量的，它的信号激励频率是固定的25KHZ；因此RC参数的选择，一个是要比ADC采样周期小很多，一个是不要影响它的25KHZ激励信号；