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基于电容检测芯片的电容检测系统设计②–射频易商城

B2B资讯 2年前 (2022-12-12) 浏览 4

基于电容检测芯片的电容检测系统设计②


2. 1 MS3110 简介及寄存器设置

MS3110 是 Irvine Sensor 公司生产的具有极低噪声的通用电容检测芯片。 它采用 CMOS工艺, 工作电压为+5 V, 测量灵敏度为, 集成的补偿电容等参数均可以通过寄存器控制。其基本测量原理为: 对被测电容与参考电容同时以相反时序充放电, 通过电流积分、 低通滤波、 放大等将被测电容与参考电容差值转换为电压输出。 MS3110 内含一个 60 位的寄存器和 100 位的 EEPROM。 可通过单片机 MSP430F149 的 I/ 0 口对其 EEFROM 编程, 或使MS3110 工作在测试状态直接对寄存器进行编程。 通过这些设置可对 MS3110 内部各个模块的参数进行精确的调节。MS3110 原理框图如图 2 所示。 MS3110 主要由电容补偿电路、 电荷积分电路、 低通滤波器以及运算放大器组成。其中, CSlIN、 CS2IN 为被检测电容, CSl、 CS2 为 MS3110 内部的可调电容。 通过对内部寄存器进行设置, CS1 可在 O~1. 197 pF 范围内调节, CS2 可在 0~9. 709pF 范围内调节。 CF 为电荷积分器的积分电容, 可在 O~19. 437 pF 范围内调节。 以上 3 个可调节电容的调节步进均为 19 fF。 低通滤波器的带宽可在 O. 5~8 kHz 范围内调节, 可调增益 GAIN可选择 2 或 4。另外, 参考电压 VREF、 空载输出电压 Vout 等也可以通过寄存器进行精确调节。 其空载输出电压的计算公式如下:
out=GAIN×V2P25×1. 14×(CS2T-CS1T)/ CF+VREF (1)
式中: CSlT=CS1IN+CSl, CS2T=CS2IN+CS2; 本系统中可调整的内部增益 GAIN 取 2;V2P25 为芯片参考电压输出, 默认值为 2. 25 V; 参考电压 VREF 可选 O. 5 V 与 2. 5 V两个值, 本系统中选取 O. 5 V。 由于烧写 EEPROM 需要额外的 16 V 电压, 本系统中将 TEST引脚拉低使芯片处于测试状态, 通过 I/ O 即可直接更改其寄存器。 由于掉电后寄存器数据将丢失, 所以每次上电后都需要对所有的寄存器进行初始化。 需要特别指出的是, MS3110数据手册中给出的写寄存器时序图中, 将数据输入时钟 SCLK 周期标为固定值 2μs。 在实验中我们发现, 周期大于 2μs 时均可成功设置。

推荐产品一、丽芯微电 3300pF, ≥1G@25V, 双面不留边 单层芯片电容


型号:C11-50-25V-332
容值/容差:3300pF / ±20%
温度系数:±15%@-55~+125℃
绝缘电阻@电压:≥1G@25V
损耗@频率:≤2.5@1MHz
封装尺寸:1.270*1.270*0.150 mm
性能特点:尺寸小、容值大,结构简单,电极正面及反面均不留绝缘边;采用MM结构,产品寄生参数小,使用频率高至100GHz;表面纯金电极,适合金丝、金带等微组装工艺;适合Au/Sn、Au/Si、Au/Ge 共晶焊,以及Sn /Pb、导电胶粘接;七专级/ 普军级可选。

推荐产品二、丽芯微电  33pF, ≥100G@100V, 双面不留边 单层芯片电容


型号:C11-15-100V-330
容值/容差:33pF / ±20%
温度系数:±15%@-55~+125℃
绝缘电阻@电压:≥100G@100V
损耗@频率:≤4.0@1KHz
封装尺寸:0.381*0.381*0.178 mm
性能特点:尺寸小、容值大,结构简单,电极正面及反面均不留绝缘边;采用MM结构,产品寄生参数小,使用频率高至100GHz;表面纯金电极,适合金丝、金带等微组装工艺;适合Au/Sn、Au/Si、Au/Ge 共晶焊,以及Sn /Pb、导电胶粘接;七专级/ 普军级可选。

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