【IC】敏源推出双通道数字电容芯片MC12，激励频率10~100MHz范围内可配置，有效分辨率最高15bit

时间： 2023-07-12 来源：敏源传感科技有限公司公众号

技术问答

敏源数字电容芯片MC12系列近日隆重上市！MC12提供了一种全新的非接触式电容检测方案，具有更宽的电容激励频率、更远的非接触测量性能，更宽的工作电压范围，及更灵活的参考频率及工作模式配置。可广泛应用于智能家电液位、接近、触控、汽车油液、水浸、食品检测、土壤水分含量等行业应用。

MC12系列是高集成度双通道电容型传感芯片，芯片直接与被测电容极板相连，通过甚高频谐振激励并解算测量微小电容的变化。芯片采用全数字化设计，功能配置及数据读写支持最高1MHz的I2C通信速率；集成了温度传感电路，可用于进行温度补偿及其他温度传感场景；由2种不同封装组成，其中，MC12T具有精简的SOP8引脚，可用于低成本的双通道电容检测。MC12G为小体积的QFN16封装，提供更为全面的芯片内部控制。

甚高频LC谐振方法，更强穿透性

电容式传感通过和检测电极的配合实现对不同物质的介电检测，是一种低功耗、低成本且分辨率高的非接触式检测技术。相比于传统RC振荡类触控电容结构，MC12T、MC12G采用甚高频的LC谐振方法，使得电场强度穿透性更好。

宽激励频率范围，更高测量精度

MC12T、MC12G的激励频率在10~100MHz范围内可配置，其频率测量输出为16bit数字信号，对应的电容感知最高分辨率为0.5fF。

全数字化输出，多种工作模式灵活配置

MC12T、MC12G的频率计算通过内部数字信号处理单元全数字化输出，支持单通道/双通道转换，以及单次转换、连续转换等多种工作模式。

内置低噪声电源管理模块，宽电压范围

MC12T、MC12G内置低噪声电源管理模块LDO，可适配2.0V~5.5V的宽输入电压范围。

芯片特性

电容测量范围：0~150pF

温度范围：-55℃~+125℃

频率范围：10MHz~100MHz

有效分辨率：最高15bit

供电电压范围：2.0V~5.5V

转换时间：1~100ms（可配置）

测量峰值电流：1.3~8.3mA（可配置）

睡眠模式电流：50nA

停机模式电流：40nA

通信接口：I²C

典型应用

·智能家电液位

·工业水箱液位

·汽车油液液位

·食品水分含量分析

·土壤水分含量分析

·接近检测

·触控感知

系统框图

MC12T系统框图

MC12G系统框图

MC12系列系统框图包括LDO电源管理、谐振驱动电路（Resonant Driver）、分频器（Divider）、内部时钟（Fint）、数字频率计算（DSP）、寄存器（Register）、温度传感（Temperature Sensor）、I²C接口等功能模块。谐振驱动电路和外部LC构成有源振荡，将输出信号送至数字逻辑电路，测量并数字化传感器的信号频率（fSENSOR）。数字逻辑使用参考频率（fCLK）来测量传感器的信号频率fSENSOR。fCLK来自芯片时钟或者外部时钟。I²C接口用于芯片与MCU进行通讯。通过MCU端测量VT引脚电压，可以间接测量环境温度，用于温度补偿。对于MC12G，通过控制SD引脚，可以将芯片停机关断，以降低系统功耗；同时，INTB引脚可以根据配置，输出报警状态位或者转换完成标志位信号。

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