概述
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
| 电容测量范围 | 1pF~10nF |
| 温度范围 | -55℃~+125℃ |
| 支持10路单端电容/5路双端电容测量 | |
| 通信接口 | I²C |
| 测量激励 | 100KHz~30MHz，幅度可配置 |
| 电容/频率分辨率 | 16bit |
| 供电电压范围 | 2.3V~5.5V，内置LDO |
| 支持有源屏蔽，相邻互电容测量 | |
| 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 |
| 通道数 | 10/4通道 |
| 线性误差 | <0.5% |
选型指南
| 产品型号 | 通道数 | 封装 | 尺寸(mm) | 包装 | MPQ | 典型应用 |
| MC1081S | 10 | QFN16 | 3.0*3.0*0.75 | 编带 | 5000 | 液位、含水率、水浸、干湿度、介电检测、汽车油液、接近、触控、手势识别 |
| MC1081L | 4 | DFN8 | 2.0*2.0*0.55 | 编带 | 3000 | |
| MC1081A | 10 | TSSOP16 | 5.0*4.4*1.2 | 编带 | 4000 |
系统框图
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。
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MC1081十/四通道多模式宽频数字电容传感芯片
