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acam PCapØ1Ax-0301电容测量芯片手册与固件版本03.01.02
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更新于2024-07-09
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"DB_PCap01Ax_0301_cn.pdf"是一份关于电容测量的单芯片解决方案的手册,特别针对PCapØ1Ax-0301型号。该文档是中文版,于2011年5月13日发布,版本为DB_PCap01-0301_eV0.4,包含了标准固件03.01.02。这份资料在当时可能是相当罕见的资源,对于理解ACAM公司的这款产品及其功能有着重要的参考价值。 手册中详细介绍了PCapØ1Ax-0301的规格和特性,包括其设计目的和应用场景。它可能被用于工业或消费电子设备中进行精确的电容测量,但明确指出不适用于医疗、军事、航空、航天或生命支持系统,以及对安全有极高要求的领域,因为其设计并非为这些特殊场景定制。 由于手册处于开发阶段,存在可能的修正、修改或添加,ACAM公司对其内容的准确性及完整性不承担法律责任。用户在基于手册中的信息进行产品设置或生产流程前,需要自行测试和验证,以确保符合实际应用需求。 此外,手册提供了acam的推荐建议,包括固件提案和电路图,这些都是可以操作的参考,但使用者必须明白,最终的责任在于他们自己。客户在使用过程中遇到的问题,如发现错误或遗漏,应积极向ACAM反馈,以便后续版本的改进。 DB_PCap01Ax_0301_cn.pdf是ACAM公司为PCapØ1Ax-0301电容测量芯片提供的重要技术文档,它不仅包含了产品的基本规格和技术参数,还指导了用户如何安全有效地应用这一芯片,但用户在实际操作时需谨慎并充分理解其适用限制。
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acam-messelectronic gmbh - Am Hasenbiel 27 - D-76297 Stutensee-Blankenloch - Germany - www.acam.de
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PCapØ1Ax-0301
acam-messelectronic gmbh - Am Hasenbiel 27 - D-76297 Stutensee-Blankenloch - Germany - www.acam.de
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2.2.4 增益和零点offset漂移的温度相关性
图 2-5 零点offset漂移 vs. 温度
数据获取如之前相同,10pF陶瓷COG电容连接
到 “漂移” 模式的传感器和参考电容端
口。加载的电容为10pF陶瓷COG类型。
增益漂移为主要的误差来源; offset零点漂移
可以忽略不计。没有侦测到与测量刷新率的相
关性。
当前, 电源抑制比是比较差的,因此需要一些
较好的滤波元器件,来稳定电源。在绝大多数
情况下推荐使用现行的电压调节元件。在这里
获得的数据则为应用这种电压调节的情况。
任何在电源线上的开关调节器都必须通过一个
线性的电压调节器将其与芯片分开。另外结合
一些RC的滤波器。任何在电源线的漂移和噪声
都会给到输出结果中。
零点漂移与温度的方程关系,在供电
电压VDD为3.0V的情况. 10 pF 参考电
容, 参考和传感器电容均为 C0G 陶
瓷电容 , 以 “漂移”模式连接.
零点offset漂移:
3.0 V: 9.5 aF/K
2.2.3 增益和零点offset漂移的电源相关性(PSRR)
图 2-5 增益误差 % vs. 供电电压 (电源抑制比)
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
-20 0 20 40 60 80
Offset Drift [fF]
Temperature [°C]
-0,30%
-0,25%
-0,20%
-0,15%
-0,10%
-0,05%
0,00%
0,05%
0,10%
2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
Gain Err.
Voltage [V]
2 特性及规格
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PCapØ1Ax-0301
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图2-6 增益漂移 vs.温度
零点漂移与温度的方程关系,在供电
电压VDD为3.0V的情况. 10 pF 参考
电容和传感器电容,额外加上4.7pF的
变化电容。全部为COG陶瓷电容,连接
为“漂移”模式.
Offset零点漂移:
3.0 V: 13 ppm/K
2.3 RDC 精度
温度敏感系数 Tk在20 °C
材料 Tk
内部硅参考电阻 -1.1ppm/K
内部铝制温敏电阻 2830 ppm/K
外部 PT1000传感器 3830 ppm/K
应用内部 铝电阻/硅电阻是的测量精度 在20 °C的情况下
测量条件 R2/Rref 典
型.
RMS 噪声
R2/Rref
典型 RMS 噪声 (*)
Temperature
无平均 , 2 次假测量 0.825 50 ppm 25 mK
16-次平均, 8 次假测量 0.823 10 ppm 5 mK
(*) 在预处理的软件中进行线性调整之后
应用内部铝温敏电阻在线性调整后转化到温度的典型误差,假设温度和电阻的现行关系为 :
-20 °C < Temp. < 0 °C 290 mK
0 °C < Temp. < 80 °C 110 mK
4690
4695
4700
4705
-20 0 20 40 60 80
Gain+Offset Drift at 10pF base, 4.7pF span[fF]
Temperature [°C]
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PCapØ1Ax-0301
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2.4 功耗
表 2-4 在Triggered模式下整个电流消耗I [µA]与速度(SEQTIME)和测量精度(C_AVRG)的关系
SEQTIME
(数据频率
[Hz])
I [µA]
C_AVRG (RMS 精度[位])
1 4 16 64 128 256 512 1024 2048
(11.3) (12.3) (13.4) (14.4) (14.9) (15.4) (15.9) (16.4) (16.9)
13 (3.1) 4 4 4 5 10 10 55 80 150
12 (6.1) 4 5 7 10 20 35 80 150
11 (12.2) 5 6 9 22 40 80 160
10 (24.4) 6 8 15 44 82 160
9 (48.8) 8 12 27 85 160
8 (97.7) 12 20 49 163
7 (195.0) 20 35 93
6 (391.0) 36 65 178
5 (781.0) 67 124
4 (1560.0) 127 236
3 (3120.0) 229
2 (6250.0) 409
表 2-4 在持续测量模式下整个电流消耗I [µA]与速度(SEQTIME)和测量精度(C_AVRG)的关系
(这个模式将会体现最快测量速度/最佳性能)
C_AVRG (RMS 精度[位])
1 4 16 64 128 256 512 1024 2048
(11.3) (12.3) (13.4) (14.4) (14.9) (15.4) (15.9) (16.4) (16.9)
I [µA] 515 275 204 185 182 181 180 180 179
根据选择测量速度不同,在电容测量之外的温度测量将会有大约额外2-10µA 的功耗,整体功
耗低于30uA仅在驱动电压为1.8 V核心电压,在节能模式的时候实现(参见章节 5, 寄存器
10); 降低功耗将会降低DSP的速度 (参见章节 5, 寄存器 8).
2 特性及规格
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