ST AN4310 SampСенсордук тиркемелер үчүн конденсаторду тандоо боюнча колдонмо
Продукт маалыматы
Продукт аты: AN4310 – SampMCUларда сенсордук колдонмолор үчүн конденсаторду тандоо боюнча колдонмо
Продукт түрү: Колдонмо эскертүүсү
Өндүрүүчү: STMicroelectronics
Колдонулуучу продуктылар
| Продукт сериясы |
|---|
| STM32F0 сериясы |
| STM32F3 сериясы |
| STM32L0 сериясы |
| STM32L1 сериясы |
| STM32L4 сериясы |
| STM32L4+ сериясы |
| STM32L5 сериясы |
| STM32U5 сериясы |
| STM32WB сериясы |
| STM32WBA сериясы |
Продукт колдонуу нускамалары
Акча которууну алуу принциби аштыview
Продукт тийүү сезгич колдонмолору үчүн зарядды өткөрүп алуу принцибин колдонот. Бул принцип колдонуучу колдонмодо кеңири түшүндүрүлгөн.
Конденсатордун мүнөздөмөлөрү
Диэлектриктердин жутулушу же сиңирүү
Диэлектрик сиңирүү, ошондой эле нымдоо катары белгилүү, емкостный сенсорлордун иштешине жана тактыгына таасир этиши мүмкүн. Бул диэлектрдик материалда кармалып калган заряддан келип чыгат, бул Voltage ofset on sampлинг конденсатор (CS). Бул офсет томtage сезгичтикке таасирин тийгизет жана жакындыкты туура эмес аныктоого алып келиши мүмкүн. Муну жумшартуу үчүн диэлектрдик жутуу коэффициенти төмөн конденсаторду тандоо сунушталат. Конденсатор диэлектриктеринин ар кандай түрлөрү үчүн диэлектрдик жутуу факторлорун салыштыруу үчүн 2-таблицага кайрылыңыз.
Нөл эмес температура коэффициенти
Колдонмонун температура диапазонунда көйгөйсүз иштешин камсыз кылуу үчүн, температуранын туруктуу коэффициенти бар конденсаторду тандоо маанилүү. PET, PEN, PPS жана NPO сыяктуу диэлектриктери бар конденсаторлор сунушталат, анткени алар кадимки керамикалык конденсаторлорго салыштырмалуу төмөнкү температуралык мүнөздөмөлөргө ээ.
SampMCUларда сенсордук колдонмолор үчүн конденсаторду тандоо боюнча колдонмо
Introduction
Конденсаторлордун кээ бир идеалдуу эмес мүнөздөмөлөрү бар, алар тилекке каршы кээ бир колдонмолордо колдонулушун чектейт. Бул документтин максаты туура с тандоодо дизайнерлерге жардам берүү болуп саналатampling конденсатор (CS) абдан маанилүү жагымсыз мүнөздөмөлөрдү изилдөө менен алардын тийүү сезүү колдонмолору үчүн.
STMicroelectronics STM32Cube пакетине түздөн-түз интеграцияланган (мисалы, STM32CubeL4) STMTouch сенсордук программалык камсыздоонун акысыз китепканаларын камсыз кылат.
Таблица 1. Колдонулуучу продуктылар
| Type | Продукт сериясы |
| Микроконтроллерлер | STM32F0 сериясы, STM32F3 сериясы, STM32L0 сериясы, STM32L1 сериясы, STM32L4 сериясы, STM32L4+ сериясы, STM32L5 сериясы, STM32U5 сериясы, STM32WB сериясы, STM32WBA сериясы. |
Акчаны которуу принциби бүттүview
MCU негизиндеги сенсордук тиркемелер сыйымдуулуктагы өзгөрүүлөрдү сезүү үчүн STMTouch сенсордук китепканалары тарабынан колдоого алынган зарядды өткөрүп алуу принцибинин колдонулушу мүмкүн. Электроддун сыйымдуулугу (CX) туруктуу эталондук көлөмгө чейин заряддалганtage (VDD жалпы максаттагы Arm® негизиндеги STM32 микроконтроллерлери үчүн). Андан кийин заряд s деп аталган белгилүү конденсаторго которулатampконденсатор CS. Бул ырааттуулук томго чейин кайталанатtage on CS ички шилтеме томго жететtage VIH. Босогого жетүү үчүн зарыл болгон которуулардын саны электроддун сыйымдуулугунун өлчөмүнө жараша болот жана анын маанисин билдирет.
Эритменин туруктуу иштешин камсыз кылуу үчүн чекке жетүү үчүн зарыл болгон которуулардын саны чексиз импульстук жооп (IIR) чыпкасы менен жөнгө салынат, ал температура, электр энергиясы, нымдуулук жана курчап турган өткөргүч объектилер сыяктуу айлана-чөйрөнүн өзгөрүшүн компенсациялайт.
CS дизайндын ажырагыс бөлүгү болгондуктан, конденсаторлордун идеалдуу эмес эффекттерин эске алуу керек.
Эскертүү: Arm АКШда жана/же башка жерлерде Arm Limitedтин (же анын туундуларынын) катталган соода белгиси.
Конденсаторлордун мүнөздөмөлөрү
Конденсаторлордун эң кеңири таралган кыска кемчиликтери төмөнкүлөр:
- Сериялык каршылык
- Сериялык индуктивдүүлүк
- Параллель каршылык (агымдын агып кетиши)
- Нөл эмес температура коэффициенти
- Диэлектриктердин абсорбциясы (DA) же сиңирүү
- Диссипация фактору
Каралышы керек болгон эң маанилүү үч мүнөздөмө: нөл эмес температура коэффициенти, диссипация коэффициенти жана диэлектрик жутуу (DA). Бул идеалдуу эмес мүнөздөмөлөрдүн системанын иштешине тийгизген таасири кийинки бөлүмдөрдө кыскача каралат.
Диэлектриктин жутулушу же сиңирүү
DA же нымдоо туруктуу шилтеме конденсаторго таянган сыйымдуулук сенсорлорунун иштешине жана тактыгына зыян келтириши мүмкүн.
DA диэлектрикке сиңген заряддан келип чыгат жана разряд мезгилинде ошол жерде калат. Андан кийин заряд релаксация мезгилинде диэлектриктен кайра агып чыгып, том пайда кылатtage CS конденсаторунда пайда болот. Бул көрүнүш конденсатордо эстутум эффектин эффективдүү жаратат. Оффсеттин көлөмүtage CS конденсаторунун разряд убактысына жана которуулардын ортосундагы релаксация убактысына көз каранды. Бул көрүнүш төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөн.
Калган заряд изоляциялык резистор (IR) аркылуу кайра агып чыгат (IRESIDUAL)tage CS конденсаторунда офсет. Бул офсет томtage ички шилтеме томго жетүү үчүн зарыл болгон которуулардын санын азайтуу аркылуу системанын сезгичтигине таасир этетtage босогосу жана жалган жакындыкты аныктоого алып келиши мүмкүн.
Диэлектриктерди жутуу коэффициенти төмөн конденсаторду тандоо менен, жакындыкты аныктоонун жакшыртылган туруктуу жана ишенимдүү дизайнын камсыз кылуучу сезгичтиктин жогорку деңгээлин тандоого болот. Конденсатор диэлектриктеринин ар кандай түрлөрү үчүн диэлектрдик жутуу факторлорун салыштыруу үчүн 2-таблицага кайрылыңыз.
Нөл эмес температура коэффициенти
Колдонмонун акыркы иштөө температурасы диапазонунда көйгөйсүз иштөөнү камсыз кылуу үчүн тандалган конденсатор туруктуу температура коэффициентине ээ болушу керек.
PET, PEN, PPS жана NPO сыяктуу диэлектриктер адатта кадимки керамикалык конденсаторлорго караганда жогорку температуралык мүнөздөмөлөргө ээ жана ошондуктан сунушталат.
Диссипация фактору
Диссипация фактору энергиянын жоготуусунун көрсөткүчү болуп саналат, адатта жылуулук түрүндө. Жогорку диссипация фактору бар конденсаторлор сыйымдуулукка таасир этүүчү өзүн-өзү жылытууну пайда кылат. Бул сыйымдуулуктун өзгөрүшү өз кезегинде ички маалымдама көлөмүнө жетүү үчүн зарыл болгон заряд которуулардын санына таасир этетtage босого.
Бул дагы туруктуу температура коэффициенти менен диэлектрикти тандоо зарылдыгын белгилейт. Ар кандай диэлектриктердин диссипация факторлорун салыштыруу үчүн 2-таблицага кайрылыңыз.
Конденсаторлорду салыштыруу
Төмөнкү таблица кайра болушу керек болгон эң маанилүү мүнөздөмөлөрдү салыштыратviewCS конденсаторун тандоодо.
Таблица 2. Пленка SMD конденсаторлорунун мүнөздөмөлөрү
| Мүнөздүү | ПЕТ | ПЕН | PPS | NPO | X7R | Тантал | |
| Иштөө температурасы (°C) | -55тан 125ге чейин | -55тан 125ге чейин | -55тан 140ге чейин | -55тан 125ге чейин | -55тан 125ге чейин | -55тан 125ге чейин | |
| ΔC/C температура менен (°C) | ±5 | ±5 | ±1.5 | ±1 | ±1 | ±10 | |
|
Диссипация коэффициенти (%) |
1 кГц | 0.8 | 0.8 | 0.2 | 0.1 | 2.5 | 8 |
| 10 кГц | 1.5 | 1.5 | 0.25 | 0.1 | – | – | |
| 100 кГц | 3.0 | 3.0 | 0.5 | 0.1 | – | – | |
| Диэлектриктердин жутулушу (%) | 0.5 | 1 | 0.05 | 0.6 | 2.5 | – | |
| ESR | Төмөн | Төмөн | Абдан төмөн | Төмөн | Ортодон жогоркуга чейин | Жогорку | |
| Ишенимдүүлүк | Жогорку | Жогорку | Жогорку | Жогорку | Орто | Төмөн | |
PPS (полифенилен сульфид) диэлектрик жана NPO керамикалык конденсаторлор бардык категорияларда эң сонун иштейт. PET (металдашкан полиэстер) жана PEN (метализацияланган полифенилен нафталаты) конденсаторлору да жакшы иштешет жана бардык тийүү сезгич колдонмолорунда колдонулушу мүмкүн.
Тантал конденсаторлорунан качуу керек, анткени алар өтө жогорку диссипация факторуна жана жогорку эффективдүү сериялык каршылыкка (ESR) ээ. X7R керамикалык конденсаторлор азыраак сезгич деңгээл талап кылынганда кээ бир колдонмолордо колдонулушу мүмкүн.
Корутунду
Түшүндүргөндөй, сampling Capacitor мүнөздөмөлөрү емкостный сезүү өтүнмөнүн туура жана туруктуу иштешинде маанилүү ролду ойнойт. Демек, аны кылдаттык менен тандоо керек.
STMTouch сенсордук китепканага негизделген колдонмолор үчүн сунуштар төмөндө жалпыланган:
- Эгерде чечим жалпы энергия керектөөсүн азайтуу үчүн MCU аз кубаттуулук режимин колдонсо, PET, PEN, PPS же NPO конденсатор түрлөрү колдонулушу керек.
- Эгерде чечим сызыктуу же айлануучу сенсорлорду колдонсо, PET, PEN, PPS же NPO конденсатор түрлөрү колдонулушу керек.
- Эгерде чечим сенсордук баскычты гана колдонсо, танталдан башка бардык конденсатор түрлөрүн колдонсо болот.
Ревизия тарыхы
Таблица 3. Документти кайра карап чыгуу тарыхы
| Дата | Версия | Өзгөрүүлөр |
| 15-июль-2013 | 1 | Алгачкы чыгаруу. |
| 11-июнь-2014 | 2 | STM32L0 Сериялары жана STM8AL Сериялары үчүн кошумча колдоо. |
|
20-октябр-2015 |
3 |
Жаңыланган таблица 1. STM32L4 Сериялар үчүн кошумча колдоо. |
|
23-январь-2019 |
4 |
Жаңыртылган:
|
|
23-август-2021 |
5 |
Жаңыртылган:
|
|
10-январь-2023 |
6 |
Жаңыртылган Бөлүм киришүү ичинде Таблица 1. Колдонулуучу продуктылар STM32WBA сериясын киргизүү.
Кичинекей өзгөртүүлөр менен бүт документ жаңыртылды. |
МААНИЛҮҮ ЭСКЕРТҮҮ – КЫЛАТ КЫЛЫП ОКУҢУЗ
STMicroelectronics NV жана анын туунду компаниялары («СТ») ST өнүмдөрүнө жана/же бул документке каалаган убакта эскертүүсүз өзгөртүү, оңдоо, жакшыртуу, өзгөртүү жана жакшыртуу укугун өзүнө калтырат. Сатып алуучулар буйрутмаларды берүүдөн мурун ST продуктулары боюнча акыркы тиешелүү маалыматты алышы керек. ST продуктылары СТтин сатуунун шарттарына ылайык, буйрутманы ырастоо учурундагы жерде сатылат.
Сатып алуучулар ST өнүмдөрүн тандоо, тандоо жана колдонуу үчүн жалгыз жооп берет жана ST колдонууга жардам берүү же сатып алуучулардын продуктуларынын дизайны үчүн эч кандай жоопкерчилик тартпайт.
Бул жерде ST тарабынан эч кандай интеллектуалдык менчик укугуна ачык же кыйыр түрдө эч кандай лицензия берилбейт.
Бул жерде баяндалган маалыматтан башкача жоболор менен СТ продукциясын кайра сатуу СТ тарабынан мындай продукт үчүн берилген кепилдикти жокко чыгарат.
ST жана ST логотиби ST соода белгилери болуп саналат. ST соода белгилери жөнүндө кошумча маалымат алуу үчүн, караңыз www.st.com/trademarks. Бардык башка өнүм же кызмат аттары тиешелүү ээлеринин менчиги болуп саналат.
Бул документтеги маалымат бул документтин бардык мурунку версияларында мурда берилген маалыматтын ордун басат жана алмаштырат.
© 2023 STMicroelectronics – Бардык укуктар корголгон
Документтер / Ресурстар
 |
ST AN4310 SampСенсордук тиркемелер үчүн конденсаторду тандоо боюнча колдонмо [pdf] Колдонуучунун колдонмосу AN4310 SampСенсордук колдонмолор үчүн конденсаторду тандоо боюнча колдонмо, AN4310, Sampling Конденсатор тандоо колдонмосу, сенсордук колдонмолор үчүн тандоо колдонмосу, сенсордук тиркемелер, сенсордук колдонмолор, тиркемелер |
