十通道多模式宽频数字电容传感芯片MC1081

MC1081是一款高集成度、多通道、宽频的数字电容传感芯片。芯片直接与测量电极板相连，通过振荡频率的变化，感知电容的变化。激励频率在0.1~30MHz范围内可配置，测量频率测量输出为16bit数字信号，对应的电容最高分辨率为1fF。芯片支持多种工作模式，可以测量包括单端电容、双端浮空电容和互电容多种模式。芯片内部集成了16bit高精度的数字温度传感器，可用于需要温度补偿及其它温度复合传感的场景。芯片采用全数字化设计，通过I2C接口配置各种功能和读取数据，支持最高1Mbps的通讯速率。

电容式传感通过电场激励下被测物质的微小电容变化，可实现对不同物质的介电检测，是一种非接触、高分辨率、高速度、低功耗、低成本的感知方法。和国内外同类产品相比，MC1081芯片最多可同时测量10路单端电容，或者5路双端电容。电容激励频率调节范围大、幅度可配置，电容测量的工作模式多样且配置灵活，工作电压范围宽，外围电路简单、适用性强。芯片可广泛用于非接触介电检测、液位测量、触摸控制、接近感知、水浸传感、干湿度检测、含水率分析等各种场景。

产品特性

- 支持10路单端电容/5路双端电容测量
- 电容测量范围：1pF~10nF
- 测量激励：100KHz~30MHz，幅度可配置
- 电容/频率分辨率：16bit
- 支持有源屏蔽，相邻互电容测量
- 供电电压范围：2.3V~5.5V，内置LDO
- 单通道转换时间：0.1ms~23.5ms可配置
- 内置16bit高精度数字测温
- 典型单通道平均电流：2.5μA@1Hz
- 睡眠电流：50nA
- 通信接口：I2C
- 工作温度：-55℃~+125℃
- QFN16/DFN8/TSSOP16封装可选

选型指导

结构框图

上图是MC1081的系统框图，包括振荡驱动电路（Resonant Driver）、多通道选择器（Channel Mux）、分频计数电路（Frequency Divider）、参考内部时钟（Internal Oscillator）、数字控制逻辑（Digital Core）、寄存器堆（Register Bank）、温度传感（Temperature Sensor）、I2C接口、LDO及电源管理等功能模块。MC1081的驱动电路和外部电容Csensor构成电容传感器，对应产生不同的振荡信号fsensor经过分频送至数字逻辑电路，测量并数字化信号频率fin。数字逻辑使用参考频率fref来测量传感器的信号频率fin，该参考频率fref，通过芯片内部的高精度19.2MHz时钟经过分频器得到。通道C0~9，可以根据应用需求，连接多路单点或者双端电容电极，需要时可以通过SHLD进行有源屏蔽。 I2C接口用于芯片的模式配置与传感数据的读取。

MC1081系统框图

产品手册

软件设计指南

典型应用

- 液位测量
- 含水率测量
- 水浸传感
- 干湿度分析
- 介电检测
- 接近感知
- 按键触控
- 手势识别

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