RENESAS RA2E1 kapacitatīvā sensora MCU

Kapacitatīvā sensora MCU
Capacitive Touch Noise Imunity Guide

Ievads
Renesas Capacitive Touch Sensor Unit (CTSU) var būt jutīgs pret troksni apkārtējā vidē, jo tas var noteikt nelielas kapacitātes izmaiņas, ko rada nevēlami viltoti elektriskie signāli (troksnis). Šī trokšņa ietekme var būt atkarīga no aparatūras konstrukcijas. Tāpēc, veicot pretpasākumus pie projektēšanas stage radīs CTSU MCU, kas ir izturīgs pret vides troksni un efektīvu produktu attīstību. Šajā lietojumprogrammas piezīmē ir aprakstīti veidi, kā uzlabot trokšņu noturību produktiem, kuros izmanto Renesas Capacitive Touch Sensor Unit (CTSU) saskaņā ar IEC trokšņu noturības standartiem (IEC61000-4).

Mērķa ierīce
RX Family, RA Family, RL78 Family MCU un Renesas Synergy™ ar CTSU iegulšanu (CTSU, CTSU2, CTSU2L, CTSU2La, CTSU2SL)

Standarti, kas ietverti šajā pieteikuma piezīmē 

• IEC-61000-4-3
• IEC-61000-4-6

Beigāsview

CTSU mēra statiskās elektrības daudzumu no elektriskā lādiņa, kad pieskaras elektrodam. Ja mērīšanas laikā mainās pieskāriena elektroda potenciāls trokšņa dēļ, mainās arī uzlādes strāva, kas ietekmē izmērīto vērtību. Konkrēti, lielas izmērītās vērtības svārstības var pārsniegt pieskāriena slieksni, izraisot ierīces darbības traucējumus. Nelielas izmērītās vērtības svārstības var ietekmēt lietojumus, kuriem nepieciešami lineāri mērījumi. Zināšanas par CTSU kapacitatīvās pieskāriena noteikšanas uzvedību un plates dizainu ir būtiskas, apsverot CTSU kapacitatīvo pieskārienu sistēmu trokšņu noturību. Mēs iesakām pirmreizējiem CTSU lietotājiem iepazīties ar CTSU un kapacitatīvā pieskāriena principiem, izpētot tālāk norādītos saistītos dokumentus.

• Pamatinformācija par kapacitatīvo pieskārienu noteikšanu un CTSU
• Capacitive Touch lietotāja rokasgrāmata kapacitatīvo sensoru MCU (R30AN0424)
• Informācija par aparatūras plates dizainu
  Kapacitatīvo sensoru mikrokontrolleri — CTSU kapacitatīvā pieskāriena elektrodu projektēšanas rokasgrāmata (R30AN0389)
• Informācija par CTSU draivera (CTSU moduļa) programmatūru
  RA ģimene Renesas elastīgās programmatūras pakotnes (FSP) lietotāja rokasgrāmata (Web Versija — HTML)
  API atsauce > Moduļi > CapTouch > CTSU (r_ctsu)
  RL78 saimes CTSU moduļu programmatūras integrācijas sistēma (R11AN0484)
  RX ģimenes QE CTSU moduļa programmaparatūras integrācijas tehnoloģija (R01AN4469)
• Informācija par pieskāriena starpprogrammatūru (TOUCH modulis) Programmatūra
  RA ģimene Renesas elastīgās programmatūras pakotnes (FSP) lietotāja rokasgrāmata (Web Versija — HTML)
  API atsauce > Moduļi > CapTouch > Pieskarieties (rm_touch)
  RL78 ģimenes TOUCH moduļa programmatūras integrācijas sistēma (R11AN0485)
  RX ģimenes QE Touch Module programmaparatūras integrācijas tehnoloģija (R01AN4470)
• Informācija par QE for Capacitive Touch (kapacitatīvās pieskāriena lietojumprogrammu izstrādes atbalsta rīks)
  QE un FSP izmantošana kapacitatīvo pieskārienu lietojumprogrammu izstrādei (R01AN4934)
  QE un FIT izmantošana, lai izstrādātu kapacitatīvās pieskāriena lietojumprogrammas (R01AN4516)
  RL78 ģimene, kas izmanto QE un SIS, lai izstrādātu kapacitatīvās pieskāriena lietojumprogrammas (R01AN5512)
  RL78 saime, kas izmanto QE autonomo versiju, lai izstrādātu kapacitatīvās pieskāriena lietojumprogrammas (R01AN6574)

Trokšņa veidi un pretpasākumi

EMS standarti
Tabulā 2-1 ir sniegts EMC standartu saraksts. Troksnis var ietekmēt darbību, iekļūstot sistēmā caur gaisa spraugām un savienojuma kabeļiem. Šajā sarakstā ir iekļauti IEC 61000 standarti, piemēram, piemamplai aprakstītu trokšņu veidus, kas izstrādātājiem jāzina, lai nodrošinātu pareizu sistēmu darbību, kas izmanto CTSU. Lai iegūtu sīkāku informāciju, lūdzu, skatiet jaunāko IEC 61000 versiju.

Tabula 2-1 EMC testēšanas standarti (IEC 61000)

Testa apraksts	Beigāsview	Standarta
Izstarojuma imunitātes tests	Pārbaudīt imunitāti pret salīdzinoši augstas frekvences RF troksni	IEC61000-4-3
Veikts imunitātes tests	Pārbaudīt imunitāti pret relatīvi zemas frekvences RF troksni	IEC61000-4-6
Elektrostatiskās izlādes tests (ESD)	Tests, lai noteiktu imunitāti pret elektrostatisko izlādi	IEC61000-4-2
Elektriskais ātras pārejas/pārsprāgšanas tests (EFT/B)	Pārbaudīt imunitāti pret nepārtrauktu impulsu pārejas reakciju, kas tiek ievadīta strāvas padeves līnijās utt.	IEC61000-4-4

2-2. tabulā ir uzskaitīti imunitātes pārbaudes veiktspējas kritēriji. EMC imunitātes testiem ir noteikti veiktspējas kritēriji, un rezultāti tiek vērtēti, pamatojoties uz iekārtas darbību testa laikā (EUT). Veiktspējas kritēriji katram standartam ir vienādi.

2-2. tabula Imunitātes pārbaudes veiktspējas kritēriji

Veiktspējas kritērijs	Apraksts
A	Testa laikā un pēc tam iekārta turpina darboties, kā paredzēts. Nav pieļaujama veiktspējas pasliktināšanās vai funkciju zudums zem ražotāja norādītā veiktspējas līmeņa, ja iekārta tiek izmantota atbilstoši paredzētajam mērķim.
B	Testa laikā un pēc tam iekārta turpina darboties, kā paredzēts. Nav pieļaujama veiktspējas pasliktināšanās vai funkciju zudums zem ražotāja norādītā veiktspējas līmeņa, ja iekārta tiek izmantota atbilstoši paredzētajam mērķim. Tomēr testa laikā ir pieļaujama veiktspējas pasliktināšanās. Nav atļauts mainīt faktisko darbības stāvokli vai saglabātos datus.
C	Īslaicīgs funkcijas zudums ir atļauts, ja funkcija ir pati atkopjama vai to var atjaunot, izmantojot vadības ierīces.

RF trokšņa pretpasākumi

RF troksnis norāda uz radiofrekvenču elektromagnētiskajiem viļņiem, ko izmanto televīzijas un radio apraide, mobilās ierīces un citas elektriskās iekārtas. RF troksnis var tieši iesūkties PCB vai iekļūt pa barošanas līniju un citiem pievienotajiem kabeļiem. Trokšņa pretpasākumi pirmajā gadījumā ir jāievieš uz tāfeles, bet otrajam - sistēmas līmenī, piemēram, izmantojot strāvas padeves līniju. CTSU mēra kapacitāti, pārvēršot to elektriskajā signālā. Kapacitātes izmaiņas pieskāriena dēļ ir ārkārtīgi mazas, tāpēc, lai nodrošinātu normālu pieskārienu noteikšanu, sensora tapa un paša sensora barošanas avots ir jāaizsargā no RF trokšņiem. Lai pārbaudītu RF trokšņu noturību, ir pieejami divi testi ar atšķirīgām testa frekvencēm: IEC 61000-4-3 un IEC 61000-4-6.

IEC61000-4-3 ir izstarojuma noturības tests, un to izmanto, lai novērtētu trokšņu noturību, tieši pievadot signālu no radiofrekvences elektromagnētiskā lauka uz EUT. RF elektromagnētiskais lauks svārstās no 80MHz līdz 1GHz vai vairāk, kas pārvēršas viļņu garumos no aptuveni 3.7m līdz 30cm. Tā kā šis viļņa garums un PCB garums ir līdzīgs, modelis var darboties kā antena, negatīvi ietekmējot CTSU mērījumu rezultātus. Turklāt, ja vadu garums vai parazitārā kapacitāte katram pieskāriena elektrodam atšķiras, ietekmētā frekvence var atšķirties katram spailei. Sīkāku informāciju par izstarotās imunitātes testu skatiet 2-3 tabulā.

2-3. tabula Izstarojuma imunitātes tests

Frekvenču diapazons	Pārbaudes līmenis	Testa lauka stiprums
80MHz-1GHz Līdz 2.7 GHz vai līdz 6.0 GHz atkarībā no testa versijas	1	1 V/m
	2	3 V/m
	3	10 V/m
	4	30 V/m
	X	Norādīts individuāli

IEC 61000-4-6 ir veikts imunitātes tests, un to izmanto, lai novērtētu frekvences no 150 kHz līdz 80 MHz, kas ir zemāks diapazons nekā izstarotās imunitātes testā. Šīs frekvenču joslas viļņa garums ir vairāki metri vai vairāk, un viļņa garums 150 kHz sasniedz aptuveni 2 km. Tā kā šāda garuma RF elektromagnētisko lauku ir grūti tieši pielietot EUT, kabelim, kas tieši savienots ar EUT, tiek ievadīts testa signāls, lai novērtētu zemas frekvences viļņu ietekmi. Īsāki viļņu garumi galvenokārt ietekmē strāvas padeves un signāla kabeļus. Piemēram,ample, ja frekvenču josla rada troksni, kas ietekmē barošanas kabeli un barošanas avotu voltage destabilizējas, CTSU mērījumu rezultātus var ietekmēt troksnis visās tapās. 2-4. tabulā sniegta informācija par veikto imunitātes testu.

Tabula 2-4 Veiktais imunitātes tests

Frekvenču diapazons	Pārbaudes līmenis	Testa lauka stiprums
150 kHz – 80MHz	1	1 V rms
	2	3 V rms
	3	10 V rms
	X	Norādīts individuāli

Maiņstrāvas barošanas avota konstrukcijā, kur sistēmas GND vai MCU VSS terminālis nav savienots ar komerciālu barošanas avota zemējuma spaili, vadītais troksnis var tieši iekļūt platē kā kopējā režīma troksnis, kas var radīt troksni CTSU mērījumu rezultātos, kad tiek nospiesta poga. pieskārās.

Attēlā 2-1 parādīts kopējā režīma trokšņa ieejas ceļš, un attēlā 2-2 parādīta saikne starp kopējā režīma troksni un mērīšanas strāvu. No plates GND (B-GND) perspektīvas parastā režīma troksnis, šķiet, svārstās, jo troksnis tiek uzklāts uz zemes GND (E-GND). Turklāt, tā kā pirksts (cilvēka ķermenis), kas pieskaras pieskāriena elektrodam (PAD), ir savienots ar E-GND izkliedētās kapacitātes dēļ, tiek pārraidīts kopējā režīma troksnis un šķiet, ka tas svārstās tāpat kā E-GND. Ja šajā vietā pieskaras PAD, kopējā režīma trokšņa radītais troksnis (VNOISE) tiek piemērots pirksta un PAD veidotajai kapacitātei Cf, izraisot CTSU mērītās uzlādes strāvas svārstības. Uzlādes strāvas izmaiņas parādās kā digitālas vērtības ar uzklātu troksni. Ja kopējā režīma troksnis ietver frekvenču komponentus, kas atbilst CTSU piedziņas impulsu frekvencei un tās harmonikas, mērījumu rezultāti var ievērojami svārstīties. Tabulā 2-5 ir sniegts to pretpasākumu saraksts, kas nepieciešami RF trokšņu noturības uzlabošanai. Lielākā daļa pretpasākumu ir kopīgi gan apstarotās, gan vadītās imunitātes uzlabošanai. Lūdzu, skatiet katras atbilstošās nodaļas sadaļu, kas norādīta katram izstrādes posmam.

Tabula 2-5 Nepieciešamo pretpasākumu saraksts RF trokšņu imunitātes uzlabošanai

Attīstības solis	Projektēšanas laikā nepieciešamie pretpasākumi	Atbilstošās sadaļas
MCU izvēle (CTSU funkcijas izvēle)	Ja trokšņu imunitāte ir prioritāte, ieteicams izmantot MCU, kas ir iegults ar CTSU2. · Iespējot CTSU2 prettrokšņa pretpasākumu funkcijas: ¾ Daudzfrekvenču mērīšana ¾ Aktīvs vairogs ¾ Izmantojot aktīvo vairogu, iestatiet uz ne-mērīšanas kanāla izvadi   Or · Iespējot CTSU prettrokšņa pretpasākumu funkcijas: ¾ Nejaušas fāzes nobīdes funkcija ¾ Augstas frekvences trokšņu samazināšanas funkcija	3.3.1   Daudzfrekvenču mērīšana 3.3.2    Aktīvais vairogs 3.3.3    Ne-mērīšanas kanāls Izvades izvēle       3.2.1   Nejaušas fāzes maiņas funkcija 3.2.2    Augstas frekvences troksnis Samazināšanas funkcija (izplat spektra funkcija)
Aparatūras dizains	· Plātnes dizains, izmantojot ieteicamo elektrodu zīmējumu   · Zema trokšņa līmeņa izvadei izmantojiet barošanas avotu · GND modeļa projektēšanas ieteikums: iezemētā sistēmā izmantojiet daļas kopējā režīma trokšņa pretpasākumam       · Samaziniet trokšņa infiltrācijas līmeni pie sensora tapas, regulējot damprezistora vērtību. · Vieta damprezistors sakaru līnijā · Izstrādājiet un novietojiet atbilstošu kondensatoru uz MCU barošanas līnijas	4.1.1 Pieskarieties vienumam Elektrodu raksts Dizaini 4.1.2.1  Voltage Piegādes dizains 4.1.2.2  GND modeļa dizains 4.3.1 Kopējā režīma filtrs 4.3.4 Apsvērumi saistībā ar GND Vairoga un elektrodu attālums     4.2.1  TS tapa Damping Pretestība 4.2.2  Digitālā signāla troksnis 4.3.4 Apsvērumi saistībā ar GND Vairoga un elektrodu attālums
Programmatūras ieviešana	Pielāgojiet programmatūras filtru, lai samazinātu trokšņa ietekmi uz izmērītajām vērtībām · IIR mainīgais vidējais (efektīvs lielākajai daļai nejaušu trokšņu gadījumu) · FIR mainīgais vidējais (noteiktam periodiskam troksnim)	5.1   IIR filtrs   5.2  FIR filtrs

ESD troksnis (elektrostatiskā izlāde)

Elektrostatiskā izlāde (ESD) rodas, kad divi uzlādēti objekti saskaras vai atrodas tuvu. Cilvēka ķermenī uzkrātā statiskā elektrība var sasniegt ierīces elektrodus pat caur pārklājumu. Atkarībā no elektrodam pielietotās elektrostatiskās enerģijas daudzuma var tikt ietekmēti CTSU mērījumu rezultāti, radot pašas ierīces bojājumus. Tāpēc sistēmas līmenī ir jāievieš pretpasākumi, piemēram, aizsargierīces plates shēmā, plates pārklājumi un ierīces aizsargapvalks. ESD imunitātes pārbaudei tiek izmantots standarts IEC 61000-4-2. Tabulā 2-6 ir sniegta informācija par ESD testu. Produkta mērķa pielietojums un īpašības noteiks nepieciešamo testa līmeni. Papildinformāciju skatiet IEC 61000-4-2 standartā. Kad ESD sasniedz pieskāriena elektrodu, tas uzreiz rada vairāku kV potenciālu starpību. Tas var izraisīt pulsa troksni CTSU izmērītajā vērtībā, samazinot mērījumu precizitāti, vai var apturēt mērījumu pārmērīga sprieguma noteikšanas dēļ.tage vai pārstrāva. Ņemiet vērā, ka pusvadītāju ierīces nav paredzētas tiešu ESD izmantošanai. Tāpēc ESD tests ir jāveic gatavajam produktam ar plati, kas ir aizsargāta ar ierīces korpusu. Pašā panelī ieviestie pretpasākumi ir droši pasākumi, lai aizsargātu ķēdi tajos retos gadījumos, kad ESD kāda iemesla dēļ nonāk panelī.

Tabula 2-6 ESD tests

Pārbaudes līmenis	Tests Voltage
	Sazinieties ar izlādi	Gaisa izplūde
1	2 kV	2 kV
2	4 kV	4 kV
3	6 kV	8 kV
4	8 kV	15 kV
X	Norādīts individuāli	Norādīts individuāli

EFT troksnis (elektriskas ātras pārejas)
Elektriskie izstrādājumi ģenerē parādību, ko sauc par elektriskiem ātriem pārejas procesiem (EFT), piemēram, atpakaļgaitas elektromotora spēku, kad tiek ieslēgta strāva, ko izraisa barošanas avota iekšējā konfigurācija vai pļāpājošs troksnis uz releja slēdžiem. Vidēs, kur ir savienoti vairāki elektriskie izstrādājumi, piemēram, uz elektrības sloksnēm, šis troksnis var izplatīties pa strāvas padeves līnijām un ietekmēt citu iekārtu darbību. Pat elektropārvades līnijas un elektrisko izstrādājumu signālu līnijas, kas nav pievienotas koplietojamai strāvas sloksnei, var tikt ietekmētas pa gaisu, vienkārši atrodoties trokšņa avota elektropārvades līniju vai signālu līniju tuvumā. EFT imunitātes pārbaudei tiek izmantots standarts IEC 61000-4-4. IEC 61000-4-4 novērtē imunitāti, periodiski ievadot EFT signālus EUT barošanas un signālu līnijās. EFT troksnis ģenerē periodisku impulsu CTSU mērījumu rezultātos, kas var pazemināt rezultātu precizitāti vai izraisīt viltus pieskāriena noteikšanu. Tabulā 2-7 ir sniegta EFT/B (elektriskā ātra pārejoša pārrāvuma) testa informācija.

Tabula 2-7 EFT/B tests

Pārbaudes līmenis	Open Circuit Test Voltage (virsotne)		Impulsu atkārtošanās frekvence (PRF)
	Barošanas avots Līnija/zemes vads	Signāla/vadības līnija
1	0.5 kV	0.25 kV	5 kHz vai 100 kHz
2	1 kV	0.5 kV
3	2 kV	1 kV
4	4 kV	2 kV
X	Norādīts individuāli		Norādīts individuāli

CTSU trokšņa pretpasākumu funkcijas

CTSU ir aprīkoti ar trokšņa pretpasākumu funkcijām, taču katras funkcijas pieejamība atšķiras atkarībā no izmantotās MCU un CTSU versijas. Pirms jauna produkta izstrādes vienmēr apstipriniet MCU un CTSU versijas. Šajā nodaļā ir izskaidrotas atšķirības trokšņu pretpasākumu funkcijās starp katru CTSU versiju.

Mērīšanas principi un trokšņa ietekme
CTSU atkārto uzlādi un izlādi vairākas reizes katrā mērījumu ciklā. Mērījumu rezultāti par katru uzlādes vai izlādes strāvu tiek uzkrāti un gala mērījumu rezultāts tiek saglabāts reģistrā. Šajā metodē mērījumu skaitu laika vienībā var palielināt, palielinot piedziņas impulsu frekvenci, tādējādi uzlabojot dinamisko diapazonu (DR) un realizējot ļoti jutīgus CTSU mērījumus. No otras puses, ārējais troksnis izraisa izmaiņas uzlādes vai izlādes strāvā. Vidē, kurā tiek radīts periodisks troksnis, sensoru skaitītāju reģistrā saglabātais mērījumu rezultāts tiek nobīdīts, jo palielinās vai samazinās strāvas daudzums vienā virzienā. Šādas ar troksni saistītas sekas galu galā samazina mērījumu precizitāti. Attēlā 3-1 parādīts uzlādes strāvas kļūdas attēls periodiska trokšņa dēļ. Frekvences, kas rada periodisku troksni, ir tās, kas atbilst sensora piedziņas impulsa frekvencei un tās harmoniskajam troksnim. Mērījumu kļūdas ir lielākas, ja periodiskā trokšņa augošā vai krītošā mala ir sinhronizēta ar SW1 ON periodu. CTSU ir aprīkots ar aparatūras līmeņa trokšņa pretpasākumu funkcijām, kas aizsargā pret šo periodisko troksni.

CTSU1
CTSU1 ir aprīkots ar nejaušas fāzes nobīdes funkciju un augstfrekvences trokšņu samazināšanas funkciju (izkliedētā spektra funkcija). Ietekmi uz izmērīto vērtību var samazināt, ja sensora piedziņas impulsu frekvences un trokšņa frekvences pamata harmonikas sakrīt. Sensora piedziņas impulsu frekvences maksimālā iestatījuma vērtība ir 4.0 MHz.

Nejaušas fāzes maiņas funkcija
Attēlā 3-2 parādīts trokšņu desinhronizācijas attēls, izmantojot nejaušās fāzes nobīdes funkciju. Mainot sensora piedziņas impulsa fāzi par 180 grādiem pēc nejaušības principa, vienvirziena strāvas palielināšanos/samazināšanos periodiska trokšņa dēļ var nejaušināt un izlīdzināt, lai uzlabotu mērījumu precizitāti. Šī funkcija vienmēr ir iespējota CTSU modulī un TOUCH modulī.

Augstas frekvences trokšņu samazināšanas funkcija (izkliedētā spektra funkcija)
Augstas frekvences trokšņu samazināšanas funkcija mēra sensora piedziņas impulsu frekvenci ar apzināti pievienotu čaboņu. Pēc tam tas nejauši iedala sinhronizācijas punktu ar sinhrono troksni, lai izkliedētu mērījumu kļūdas maksimumu un uzlabotu mērījumu precizitāti. Šī funkcija vienmēr ir iespējota CTSU moduļa izvadē un TOUCH moduļa izvadē, ģenerējot kodu.

CTSU2

Daudzfrekvenču mērīšana
Daudzfrekvenču mērīšanai tiek izmantotas vairākas sensoru piedziņas impulsu frekvences ar atšķirīgām frekvencēm. Izkliedētais spektrs netiek izmantots, lai izvairītos no traucējumiem katrā piedziņas impulsa frekvencē. Šī funkcija uzlabo imunitāti pret vadītiem un izstarotiem RF trokšņiem, jo ​​tā ir efektīva pret sinhrono troksni sensora piedziņas impulsu frekvencē, kā arī pret troksni, kas rodas caur pieskāriena elektrodu modeli. Attēlā 3-3 parādīts attēls, kā izmērītās vērtības tiek atlasītas vairāku frekvenču mērījumos, un 3-4 attēlā parādīts attēls, kurā attēlotas trokšņu frekvenču atdalīšanas tajā pašā mērīšanas metodē. Lai uzlabotu mērījumu precizitāti, vairāku frekvenču mērījumi izslēdz trokšņa ietekmētos mērījumu rezultātus no mērījumu grupas, kas veikta vairākās frekvencēs.

Lietojumprogrammu projektos, kuros ir iekļauti CTSU draiveri un TOUCH starpprogrammatūras moduļi (skatiet FSP, FIT vai SIS dokumentāciju), kad tiek izpildīta regulēšanas fāze “QE for Capacitive Touch”, tiek automātiski ģenerēti vairāku frekvenču mērījumu parametri un vairāku frekvenču mērīšanas parametri. var izmantot frekvences mērīšanu. Iespējojot papildu iestatījumus regulēšanas fāzē, parametrus pēc tam var iestatīt manuāli. Plašāku informāciju par uzlabotā režīma vairāku pulksteņu mērīšanas iestatījumiem skatiet sadaļā Capacitive Touch uzlabotā režīma parametru rokasgrāmata (R30AN0428EJ0100). Attēlā 3-5 parādīts exampinterferences frekvences daudzfrekvenču mērījumos. Šis bijušaisample parāda traucējumu frekvenci, kas parādās, ja mērījumu frekvence ir iestatīta uz 1MHz un pieskaroties pieskāriena elektrodam, uz plates tiek pielietots kopējā režīma vadīšanas troksnis. Grafiks (a) parāda iestatījumu uzreiz pēc automātiskās noregulēšanas; mērījumu frekvence ir iestatīta uz +12.5% 2. frekvencei un -12.5% 3. frekvencei, pamatojoties uz 1. frekvenci 1MHz. Grafiks apstiprina, ka katra mērījumu frekvence traucē troksni. Diagrammā (b) parādīts example, kurā mērījumu frekvence tiek manuāli noregulēta; mērījumu frekvence ir iestatīta uz -20.3% 2. frekvencei un +9.4% 3. frekvencei, pamatojoties uz 1. frekvenci 1MHz. Ja mērījumu rezultātos parādās noteiktas frekvences troksnis un trokšņa frekvence atbilst mērījumu frekvencei, noteikti noregulējiet vairāku frekvenču mērījumu, vienlaikus novērtējot faktisko vidi, lai izvairītos no traucējumiem starp trokšņa frekvenci un mērījumu frekvenci.

Aktīvais vairogs
CTSU2 paškapacitātes metodē aktīvo vairogu var izmantot, lai vadītu vairoga modeli tajā pašā impulsa fāzē kā sensora piedziņas impulsu. Lai iespējotu aktīvo vairogu, QE for Capacitive Touch interfeisa konfigurācijā iestatiet tapu, kas savienojas ar aktīvā vairoga rakstu, uz "vairoga tapu". Aktīvo vairogu var iestatīt uz vienu tapu katrā Touch interfeisa konfigurācijā (metode). Lai iegūtu skaidrojumu par Active Shield darbību, skatiet "Capacitive Touch lietotāja rokasgrāmata kapacitatīvo sensoru MCU (R30AN0424)”. Informāciju par PCB dizainu skatiet "CTSU kapacitatīvā pieskāriena elektrodu projektēšanas rokasgrāmata (R30AN0389)“.

Kanāla izvades izvēle bez mērījumiem
CTSU2 paškapacitātes metodē kā ne-mērīšanas kanāla izvadi var iestatīt impulsa izvadi tajā pašā fāzē kā sensora piedziņas impulsu. QE for Capacitive Touch interfeisa konfigurācijā (metode) nemērīšanas kanāli (skārienelektrodi) tiek automātiski iestatīti uz to pašu impulsa fāzes izvadi metodēm, kas piešķirtas ar aktīvo ekranēšanu.

Aparatūras trokšņa novēršanas pasākumi

Tipiski trokšņa pretpasākumi

Pieskarieties elektrodu rakstu modeļiem
Skārienelektroda ķēde ir ļoti jutīga pret troksni, tāpēc aparatūras projektēšanā ir jāņem vērā trokšņu noturība.tage. Detalizētus dēļu projektēšanas noteikumus, kas risina prettrokšņa noturību, lūdzu, skatiet jaunākajā versijas CTSU kapacitatīvā pieskāriena elektrodu projektēšanas rokasgrāmata (R30AN0389). Attēlā 4-1 ir sniegts izvilkums no rokasgrāmatas, kurā parādīts pāriview paškapacitātes metodes modeļa dizains, un 4-2. attēlā parādīts tas pats savstarpējās kapacitātes metodes modeļa dizains.

1. Elektroda forma: kvadrāts vai aplis
2. Elektrodu izmērs: 10 mm līdz 15 mm
3. Elektrodu tuvums: elektrodi jānovieto vietā ample attālumu, lai tie vienlaikus nereaģētu uz mērķa cilvēka saskarni (šajā dokumentā saukts par "pirkstu"); ieteicamais intervāls: pogas izmērs x 0.8 vai vairāk
4. Vada platums: apm. 0.15 mm līdz 0.20 mm iespiedplatēm
5. Vadu garums: izveidojiet vadu pēc iespējas īsāku. Stūros veidojiet 45 grādu leņķi, nevis taisnu leņķi.
6. Elektroinstalācijas attālums: (A) Padariet atstatumu pēc iespējas plašāku, lai novērstu viltus noteikšanu blakus esošajiem elektrodiem. (B) 1.27 mm solis
7. Šķērsots GND raksta platums: 5mm
8. Šķērsots GND raksts un atstatums starp pogām/vadiem (A) ap elektrodiem: 5 mm (B) laukums ap elektroinstalāciju: 3 mm vai vairāk virs elektroda laukuma, kā arī elektroinstalācijas un pretējās virsmas ar šķērssvītrotu rakstu. Tāpat tukšajās vietās ievietojiet krusteniski izsvītrotu rakstu un savienojiet abas šķērsām iezīmēto rakstu virsmas, izmantojot caurumus. Skatiet sadaļu “2. Prettrokšņa izkārtojuma modeļi”, lai uzzinātu par šķērssvītrojuma izmēru, aktīvo vairogu (tikai CTSU2.5) un citiem prettrokšņu pretpasākumiem.
9. Elektrodu + vadu kapacitāte: 50pF vai mazāk
10. Elektrodu + vadu pretestība: 2K0 vai mazāka (ieskaitot damprezistors ar atsauces vērtību 5600)

Attēls 4-1 Modeļa dizaina ieteikumi paškapacitātes metodei (izvilkums)

1. Elektroda forma: kvadrātveida (kombinēts raidītāja elektrods TX un uztvērēja elektrods RX)
2. Elektrodu izmērs: 10 mm vai lielāks Elektrodu tuvums: Elektrodi jānovieto ample attālumu, lai tie nereaģētu vienlaicīgi uz pieskāriena objektu (pirkstu utt.), (ieteicamais intervāls: pogas izmērs x 0.8 vai vairāk)
   • Stieples platums: plānākais vads, ko var masveidā ražot; apm. 0.15 mm līdz 0.20 mm iespiedplatēm
3. Vadu garums: izveidojiet vadu pēc iespējas īsāku. Stūros veidojiet 45 grādu leņķi, nevis taisnu leņķi.
4. Elektroinstalācijas attālums:
   • Padariet pēc iespējas plašāku atstarpi, lai novērstu nepareizu noteikšanu ar blakus esošajiem elektrodiem.
   • Ja elektrodi ir atdalīti: 1.27 mm solis
   • 20 mm vai vairāk, lai novērstu savienojuma kapacitātes veidošanos starp Tx un Rx.
5. Šķērssvītrota GND raksta (vairoga aizsarga) tuvums Tā kā kontaktu parazitārā kapacitāte ieteicamajā pogu shēmā ir salīdzinoši maza, parazitārā kapacitāte palielinās, jo tuvāk tapas atrodas GND.
   • A: 4 mm vai vairāk ap elektrodiem Mēs arī iesakām apm. 2 mm plats šķērssvītrots GND plaknes raksts starp elektrodiem.
   • B: 1.27 mm vai vairāk ap vadiem
6. Tx, Rx parazitārā kapacitāte: 20pF vai mazāk
7. Elektrodu + vadu pretestība: 2kQ vai mazāk (ieskaitot damprezistors ar atsauces vērtību 5600)
8. Nenovietojiet GND zīmējumu tieši zem elektrodiem vai vadiem. Aktīvās vairoga funkciju nevar izmantot savstarpējās kapacitātes metodei.

4-2. attēls. Ieteikumi parauga projektēšanai savstarpējās kapacitātes metodei (izvilkums)

Barošanas avota dizains
CTSU ir analogs perifērijas modulis, kas apstrādā nelielus elektriskos signālus. Kad troksnis iefiltrējas voltagPiegādājot MCU vai GND modelim, tas izraisa potenciālas sensora piedziņas impulsa svārstības un samazina mērījumu precizitāti. Mēs ļoti iesakām strāvas padeves līnijai vai borta barošanas avota ķēdei pievienot trokšņa pretpasākumu ierīci, lai droši piegādātu barošanu MCU.

Voltage Piegādes dizains
Projektējot sistēmas vai iebūvētās ierīces barošanas avotu, ir jāveic darbības, lai novērstu trokšņu iekļūšanu caur MCU barošanas avota tapu. Tālāk sniegtie ar dizainu saistītie ieteikumi var palīdzēt novērst trokšņa iekļūšanu.

• Strāvas padeves kabelis ar sistēmu un iekšējo vadu jābūt pēc iespējas īsam, lai samazinātu pretestību.
• Novietojiet un ievietojiet trokšņu filtru (ferīta serdi, ferīta lodītes utt.), lai bloķētu augstfrekvences troksni.
• Samaziniet MCU barošanas avota pulsāciju. Mēs iesakām izmantot lineāro regulatoru MCU voltage piegāde. Izvēlieties lineāru regulatoru ar zemu trokšņa izvadi un augstiem PSRR raksturlielumiem.
• Ja uz plates ir vairākas ierīces ar lielu strāvas slodzi, mēs iesakām MCU ievietot atsevišķu barošanas avotu. Ja tas nav iespējams, atdaliet modeli barošanas avota saknē.
• Palaižot ierīci ar lielu strāvas patēriņu uz MCU kontakta, izmantojiet tranzistoru vai FET.

Attēlā 4-3 parādīti vairāki strāvas padeves līnijas izkārtojumi. Vo ir barošanas avota tilptage, tā ir patēriņa strāvas svārstības, kas rodas IC2 darbību rezultātā, un Z ir strāvas padeves līnijas pretestība. Vn ir sējtage, ko ģenerē strāvas padeves līnija, un to var aprēķināt kā Vn = collās × Z. GND modeli var aplūkot tādā pašā veidā. Papildinformāciju par GND modeli skatiet 4.1.2.2 GND modeļa dizains. Konfigurācijā (a) MCU barošanas līnija ir gara, un IC2 barošanas līnijas atzarojas netālu no MCU barošanas avota. Šī konfigurācija nav ieteicama, jo MCU sējtage padeve ir jutīga pret Vn troksni, kad IC2 darbojas. (b) un (c) slēguma shēmas (b) un (c) ir tādas pašas kā (a), taču modeļu modeļi atšķiras. (b) atzaro barošanas līniju no barošanas avota saknes, un Vn trokšņa ietekme tiek samazināta, samazinot Z starp barošanas avotu un MCU. (c) samazina arī Vn ietekmi, palielinot barošanas līnijas virsmas laukumu un līnijas platumu, lai samazinātu Z.

GND modeļa dizains
Atkarībā no modeļa dizaina, troksnis var izraisīt GND, kas ir atsauces tilpumstage MCU un iebūvētajām ierīcēm potenciāla svārstības, samazinot CTSU mērījumu precizitāti. Šie padomi par GND raksta dizainu palīdzēs novērst iespējamās svārstības.

• Nosedziet tukšās vietas ar cietu GND zīmējumu, cik vien iespējams, lai samazinātu pretestību lielā virsmas laukumā.
• Izmantojiet plates izkārtojumu, kas novērš trokšņa iekļūšanu MCU caur GND līniju, palielinot attālumu starp MCU un ierīcēm ar lielu strāvas slodzi un atdalot MCU no GND modeļa.

Attēlā 4-4 parādīti vairāki GND līnijas izkārtojumi. Šajā gadījumā tās ir patēriņa strāvas svārstības, kas rodas IC2 darbību rezultātā, un Z ir strāvas padeves līnijas pretestība. Vn ir sējtage, ko ģenerē GND līnija, un to var aprēķināt kā Vn = in × Z. Konfigurācijā (a) GND līnija uz MCU ir gara un saplūst ar IC2 GND līniju netālu no MCU GND tapas. Šī konfigurācija nav ieteicama, jo MCU GND potenciāls ir jutīgs pret Vn troksni, kad darbojas IC2. Konfigurācijā (b) GND līnijas saplūst barošanas avota GND tapas saknē. Vn radītā trokšņa efektus var samazināt, atdalot MCU un IC2 GND līnijas, lai samazinātu atstarpi starp MCU un Z. Lai gan (c) un (a) shēmas ir vienādas, modeļu modeļi atšķiras. Konfigurācija (c) samazina Vn ietekmi, palielinot GND līnijas virsmas laukumu un līnijas platumu, lai samazinātu Z.

Savienojiet TSCAP kondensatora GND ar GND cieto modeli, kas ir savienots ar MCU VSS termināli, lai tam būtu tāds pats potenciāls kā VSS spailei. Neatdaliet TSCAP kondensatora GND no MCU GND. Ja pretestība starp TSCAP kondensatora GND un MCU GND ir augsta, TSCAP kondensatora augstfrekvences trokšņu noraidīšanas veiktspēja samazināsies, padarot to jutīgāku pret strāvas padeves troksni un ārējiem trokšņiem.

Neizmantoto tapu apstrāde
Atstājot neizmantotās tapas augstas pretestības stāvoklī, ierīce kļūst jutīga pret ārējā trokšņa ietekmi. Noteikti apstrādājiet visas neizmantotās tapas pēc katras tapas atbilstošās MCU Faily aparatūras rokasgrāmatas. Ja nolaižamo rezistoru nevar ieviest montāžas laukuma trūkuma dēļ, noregulējiet tapas izejas iestatījumu uz zemu jaudu.

Izstarotā RF trokšņa pretpasākumi

TS tapa Damppretestība
damprezistors, kas savienots ar TS tapu, un elektroda parazitārās kapacitātes komponents darbojas kā zemas caurlaidības filtrs. Palielinot damprezistors samazina izslēgšanas frekvenci, tādējādi pazeminot izstarotā trokšņa līmeni, kas iefiltrējas TS tapā. Tomēr, ja kapacitatīvā mērījuma uzlādes vai izlādes strāvas periods tiek pagarināts, sensora piedziņas impulsu frekvence ir jāsamazina, kas arī samazina pieskāriena noteikšanas precizitāti. Lai iegūtu informāciju par jutību, mainot damprezistoru paškapacitātes metodē, skatiet sadaļu “5. Paškapacitātes metodes pogu modeļi un raksturlielumu dati” sadaļā CTSU kapacitatīvā pieskāriena elektrodu projektēšanas rokasgrāmata (R30AN0389)

Digitālā signāla troksnis
Digitālā signāla vadi, kas apstrādā saziņu, piemēram, SPI un I2C, un PWM signāli LED un audio izvadei, ir izstarotā trokšņa avots, kas ietekmē pieskāriena elektrodu ķēdi. Izmantojot digitālos signālus, projektēšanas laikā ņemiet vērā šādus ieteikumustage.

• Ja elektroinstalācijā ir taisnleņķa stūri (90 grādi), palielināsies trokšņu starojums no asākajiem punktiem. Lai samazinātu trokšņa starojumu, pārliecinieties, vai vadu stūri ir 45 grādi vai mazāki vai izliekti.
• Mainoties digitālā signāla līmenim, pārsniegums vai pārsniegums tiek izstarots kā augstfrekvences troksnis. Kā pretpasākums ievietojiet sludinājumuamprezistors digitālajā signāla līnijā, lai novērstu pārsniegumu vai nepietiekamību. Vēl viena metode ir ievietot ferīta lodītes gar līniju.
• Izkārtojiet digitālo signālu līnijas un pieskāriena elektrodu ķēdi tā, lai tie nesaskartos. Ja konfigurācija paredz, ka līnijām jādarbojas paralēli, saglabājiet pēc iespējas lielāku attālumu starp tām un ievietojiet GND vairogu gar digitālo līniju.
• Palaižot ierīci ar lielu strāvas patēriņu uz MCU kontakta, izmantojiet tranzistoru vai FET.

Daudzfrekvenču mērīšana
Izmantojot MCU, kas iegults ar CTSU2, noteikti izmantojiet vairāku frekvenču mērījumus. Sīkāku informāciju skatiet sadaļā 3.3.1 Daudzfrekvenču mērīšana.

Veikti trokšņa pretpasākumi
Vadītā trokšņa imunitātes ievērošana ir svarīgāka sistēmas barošanas avota projektēšanā, nevis MCU plates projektēšanā. Lai sāktu, projektējiet barošanas avotu, lai piegādātu tilptage ar zemu trokšņa līmeni ierīcēm, kas uzstādītas uz tāfeles. Sīkāku informāciju par barošanas avota iestatījumiem skatiet sadaļā 4.1.2 Barošanas avota dizains. Šajā sadaļā ir aprakstīti trokšņa pretpasākumi, kas saistīti ar barošanas avotu, kā arī CTSU funkcijas, kas jāņem vērā, izstrādājot MCU plati, lai uzlabotu vadītā trokšņa noturību.

Kopējā režīma filtrs
Novietojiet vai uzstādiet kopējā režīma filtru (kopējā režīma drosele, ferīta serde), lai samazinātu troksni, kas no strāvas kabeļa nonāk platē. Pārbaudiet sistēmas traucējumu frekvenci, veicot trokšņu testu, un izvēlieties ierīci ar augstu pretestību, lai samazinātu mērķa trokšņu joslu. Skatiet attiecīgos punktus, jo uzstādīšanas pozīcija atšķiras atkarībā no filtra veida. Ņemiet vērā, ka katrs filtru veids uz tāfeles ir novietots atšķirīgi; sīkāku informāciju skatiet attiecīgajā skaidrojumā. Vienmēr apsveriet filtra izkārtojumu, lai izvairītos no trokšņa izstarojuma dēļa. Attēlā 4-5 parādīts kopējā režīma filtra izkārtojums, piemēramample.

Kopējā režīma aizrīšanās
Kopējā režīma droseļvārsts tiek izmantots kā trokšņa pretpasākums, kas ieviests uz plates, un tas ir jāievieto paneļa un sistēmas projektēšanas fāzē. Izmantojot parastā režīma droseļvārstu, noteikti izmantojiet pēc iespējas īsāko vadu tūlīt pēc strāvas padeves pievienošanas punkta. Piemēram,ampPieslēdzot strāvas kabeli un plati ar savienotāju, novietojot filtru uzreiz aiz savienotāja plates pusē, novērsīsiet, ka troksnis, kas iekļūst pa kabeli, neizplatīsies pa dēli.

Ferīta kodols
Ferīta serde tiek izmantota, lai samazinātu troksni, ko vada kabeli. Kad troksnis kļūst par problēmu pēc sistēmas montāžas, ievieš clamp-tipa ferīta kodols ļauj samazināt troksni, nemainot dēli vai sistēmas dizainu. Piemēram,ampJa savieno kabeli un plati ar savienotāju, novietojot filtru tieši pirms savienotāja plates pusē, tiks samazināts troksnis, kas nonāk platē.

Kondensatora izkārtojums
Samaziniet strāvas padeves troksni un pulsācijas troksni, kas nokļūst platē no barošanas avota un signāla kabeļiem, projektējot un novietojot atdalīšanas kondensatorus un lielapjoma kondensatorus MCU barošanas līnijas vai spaiļu tuvumā.

Atvienošanas kondensators
Atdalīšanas kondensators var samazināt tilpumutage kritums starp VCC vai VDD barošanas avota tapu un VSS MCU strāvas patēriņa dēļ, stabilizējot CTSU mērījumus. Izmantojiet ieteicamo kapacitāti, kas norādīta MCU lietotāja rokasgrāmatā, novietojot kondensatoru netālu no barošanas avota tapas un VSS tapas. Vēl viena iespēja ir izveidot modeli, ievērojot aparatūras projektēšanas rokasgrāmatu mērķa MCU saimei, ja tāda ir pieejama.

Lielapjoma kondensators
Lielapjoma kondensatori izlīdzinās viļņus MCU tilpumātage piegādes avots, stabilizējot tilptage starp MCU barošanas tapu un VSS, tādējādi stabilizējot CTSU mērījumus. Kondensatoru kapacitāte mainīsies atkarībā no barošanas avota konstrukcijas; pārliecinieties, ka izmantojat atbilstošu vērtību, lai izvairītos no svārstību vai tilpuma ģenerēšanastage piliens.

Daudzfrekvenču mērīšana
Daudzfrekvenču mērīšana, kas ir CTSU2 funkcija, ir efektīva, lai uzlabotu vadītā trokšņa imunitāti. Ja vadītā trokšņa imunitāte ir problēma jūsu attīstībā, izvēlieties MCU, kas aprīkots ar CTSU2, lai izmantotu vairāku frekvenču mērīšanas funkciju. Sīkāku informāciju skatiet sadaļā 3.3.1 Daudzfrekvenču mērīšana.

GND vairoga un elektrodu attāluma apsvērumi
1. attēlā parādīts trokšņu slāpēšanas attēls, izmantojot elektrodu vairoga vadīšanas trokšņa pievienošanas ceļu. GND vairoga novietošana ap elektrodu un elektrodu aptverošā aizsarga pietuvināšana elektrodam stiprina kapacitatīvo savienojumu starp pirkstu un vairogu. Trokšņa komponents (VNOISE) nonāk B-GND, samazinot CTSU mērījumu strāvas svārstības. Ņemiet vērā: jo tuvāk vairogs atrodas elektrodam, jo ​​lielāks ir CP, kā rezultātā samazinās skārienjutība. Pēc attāluma starp vairogu un elektrodu maiņas pārbaudiet jutību 5. sadaļā. Paškapacitātes metodes pogu modeļi un raksturlielumi CTSU kapacitatīvā pieskāriena elektrodu projektēšanas rokasgrāmata (R30AN0389).

Programmatūras filtri

Pieskāriena noteikšana izmanto kapacitātes mērījumu rezultātus, lai noteiktu, vai sensors ir vai nav pieskāries (IESLĒGTS vai IZSLĒGTS), izmantojot gan CTSU draiveri, gan TOUCH moduļa programmatūru. CTSU modulis veic trokšņu samazināšanu kapacitātes mērījumu rezultātos un nodod datus TOUCH modulim, kas nosaka pieskārienu. CTSU draiveris ietver IIR mainīgo vidējo filtru kā standarta filtru. Vairumā gadījumu standarta filtrs var nodrošināt pietiekamu SNR un reaģētspēju. Tomēr atkarībā no lietotāja sistēmas var būt nepieciešama jaudīgāka trokšņu samazināšanas apstrāde. Attēlā 5-1 parādīta datu plūsma, izmantojot pieskārienu noteikšanu. Lietotāju filtrus var novietot starp CTSU draiveri un TOUCH moduli trokšņu apstrādei. Detalizētus norādījumus par filtru iekļaušanu projektā skatiet tālāk esošajā pieteikuma piezīmē file kā arī programmatūras filtrs sample kods un lietojums, piemample projekts file. RA Family Capacitive Touch programmatūras filtrs Sample programma (R30AN0427)

Šajā sadaļā ir aprakstīti efektīvi filtri katram EMC standartam.

Tabula 5-1 EMC standarta un atbilstošie programmatūras filtri

EMC standarts	Paredzamais troksnis	Atbilstošais programmatūras filtrs
IEC61000-4-3	Nejaušs troksnis	IIR filtrs
Izstarotā imunitāte,
IEC61000-4-6	Periodisks troksnis	FIR filtrs
Vadītā imunitāte

IIR filtrs
IIR filtrs (Infinite Impulse Response filtrs) prasa mazāk atmiņas un var lepoties ar nelielu aprēķinu slodzi, tāpēc tas ir ideāli piemērots mazjaudas sistēmām un lietojumprogrammām ar daudzām pogām. Izmantojot šo zemas caurlaidības filtru, tiek samazināts augstfrekvences troksnis. Tomēr jāievēro piesardzība, jo mazāka ir izslēgšanas frekvence, jo ilgāks ir nostādināšanas laiks, kas aizkavēs IESLĒGŠANAS/IZSLĒGŠANAS sprieduma procesu. Viena pola pirmās kārtas IIR filtrs tiek aprēķināts, izmantojot šādu formulu, kur a un b ir koeficienti, xn ir ievades vērtība, yn ir izejas vērtība un yn-1 ir tieši iepriekšējā izvades vērtība.

Ja IIR filtru izmanto kā zemas caurlaidības filtru, koeficientus a un b var aprēķināt, izmantojot šādu formulu, kur sampling frekvence ir fs un robežfrekvence ir fc.

FIR filtrs
FIR filtrs (Finite Impulse Response filtrs) ir ļoti stabils filtrs, kas rada minimālu precizitātes pasliktināšanos aprēķinu kļūdu dēļ. Atkarībā no koeficienta to var izmantot kā zemas caurlaidības filtru vai frekvenču joslas filtru, samazinot gan periodisko, gan nejaušo troksni, tādējādi uzlabojot SNR. Tomēr, tā kā samptiek saglabāti un aprēķināti no noteikta iepriekšējā perioda, atmiņas lietojums un aprēķinu slodze palielināsies proporcionāli filtra krāna garumam. FIR filtru aprēķina, izmantojot šādu formulu, kur L un h0 līdz hL-1 ir koeficienti, xn ir ievades vērtība, xn-I ir ievades vērtība pirms sample i, un yn ir izvades vērtība.

Lietošana Piemamples
Šajā sadaļā ir piemampmazāka trokšņa noņemšana, izmantojot IIR un FIR filtrus. Tabulā 5-2 ir parādīti filtra nosacījumi, un attēlā 5-2 ir parādīts piemērsampnejauša trokšņa noņemšana.

Tabula 5-2 Filtra lietojums Piemamples

Filtra formāts	1. nosacījums	2. nosacījums	Piezīmes
Vienpola pirmās kārtas IIR	b=0.5	b=0.75
FIR	L=4 h0~ hL-1=0.25	L=8 h0~ hL-1=0.125	Izmantojiet vienkāršu mainīgo vidējo

Lietošanas piezīmes par mērīšanas ciklu
Programmatūras filtru frekvences raksturlielumi mainās atkarībā no mērījumu cikla precizitātes. Turklāt jūs varat neiegūt paredzamos filtra raksturlielumus mērījumu cikla noviržu vai izmaiņu dēļ. Lai prioritāti piešķirtu filtra raksturlielumiem, kā galveno pulksteni izmantojiet ātrdarbīgu mikroshēmas oscilatoru (HOCO) vai ārēju kristāla oscilatoru. Mēs arī iesakām pārvaldīt pieskāriena mērījumu izpildes ciklus, izmantojot aparatūras taimeri.

Glosārijs

Termiņš	Definīcija
CTSU	Kapacitatīvā skārienjutības ierīce. Izmanto arī CTSU1 un CTSU2.
CTSU1	Otrās paaudzes CTSU IP. “1” ir pievienots, lai atšķirtu no CTSU2.
CTSU2	Trešās paaudzes CTSU IP.
CTSU vadītājs	CTSU draivera programmatūra, kas iekļauta Renesas programmatūras pakotnēs.
CTSU modulis	CTSU draivera programmatūras vienība, ko var iegult, izmantojot Smart Configurator.
TOUCH starpprogrammatūra	Starpprogrammatūra pieskāriena noteikšanas apstrādei, izmantojot Renesas programmatūras pakotnēs iekļauto CTSU.
TOUCH modulis	TOUCH starpprogrammatūras vienība, ko var iegult, izmantojot Smart Configurator.
r_ctsu modulis	CTSU draiveris tiek parādīts programmā Smart Configurator.
rm_touch modulis	Smart Configurator parādīts TOUCH modulis
CCO	Strāvas vadības oscilators. Strāvas kontrolētais oscilators tiek izmantots kapacitatīvos pieskāriena sensoros. Dažos dokumentos arī rakstīts kā ICO.
ICO	Tas pats, kas CCO.
TSCAP	Kondensators CTSU iekšējā tilpuma stabilizēšanaitage.
Damprezistors	Rezistoru izmanto, lai samazinātu tapas bojājumus vai ārējo trokšņu radītos efektus. Sīkāku informāciju skatiet Capacitive Touch Elektrodu projektēšanas rokasgrāmatā (R30AN0389).
VDC	Voltage Leju pārveidotājs. CTSU iebūvēta barošanas ķēde kapacitatīvā sensora mērīšanai.
Daudzfrekvenču mērīšana	Funkcija, kas izmanto vairākus sensoru bloku pulksteņus ar dažādām frekvencēm, lai mērītu pieskārienu; norāda vairāku pulksteņu mērīšanas funkciju.
Sensora piedziņas impulss	Signāls, kas darbina ieslēgto kondensatoru.
Sinhronais troksnis	Troksnis frekvencē, kas atbilst sensora piedziņas impulsam.
Bija	Aprīkojums tiek pārbaudīts. Norāda pārbaudāmo ierīci.
LDO	Zema atbiruma regulators
PSRR	Barošanas avota noraidīšanas norma
FSP	Elastīga programmatūras pakotne
FIT	Programmaparatūras integrācijas tehnoloģija.
SIS	Programmatūras integrācijas sistēma

Pārskatīšanas vēsture

Rev.	Datums	Apraksts
		Lapa	Kopsavilkums
1.00	31. gada 2023. maijs	–	Sākotnējā pārskatīšana
2.00	25. gada 2023. decembris	–	IEC61000-4-6
		6	Pievienota kopējā režīma trokšņu ietekme uz 2.2
		7	Pievienoti vienumi tabulā 2-5
		9	Pārskatīts teksts 3.1. attēlā, izlabots 3-1. attēls
			Pārskatītais teksts 3-2
		10	3.3.1. pārstrādāts teksts un pievienots 3.-4. attēls. Svītrots skaidrojums par to, kā mainīt iestatījumus daudzfrekvenču mērījumiem, un pievienots skaidrojums par vairāku frekvenču mērījumu traucējumu frekvenci Attēls 3-5e3-5.
		11	Pievienoti atsauces dokumenti 3.2.2
		14	Pievienota piezīme par TSCAP kondensatora GND savienojumu ar 4.1.2.2
		15	Pievienota piezīme par vadu stūra dizainu 4.2.2
		16	Pievienots 4.3. Vadītā trokšņa pretpasākumi
		18	Pārskatīta 5. sadaļa.

Vispārīgi piesardzības pasākumi, rīkojoties ar mikroprocesoru blokiem un mikrokontrolleru blokiem

Tālāk norādītās lietošanas piezīmes attiecas uz visiem Renesas mikroprocesoru un mikrokontrolleru bloku produktiem. Sīkākus norādījumus par šajā dokumentā ietverto produktu lietošanu skatiet attiecīgajās dokumenta sadaļās, kā arī visus tehniskos atjauninājumus, kas ir izdoti attiecībā uz produktiem.

1. Piesardzības pasākumi pret elektrostatisko izlādi (ESD)
   Spēcīgs elektriskais lauks, pakļaujot to CMOS ierīcei, var iznīcināt vārtu oksīdu un galu galā pasliktināt ierīces darbību. Jāveic pasākumi, lai pēc iespējas vairāk apturētu statiskās elektrības veidošanos un ātri izkliedētu to, kad tā notiek. Vides kontrolei jābūt adekvātai. Kad tas ir sauss, jāizmanto mitrinātājs. Tas ir ieteicams, lai izvairītos no izolatoru izmantošanas, kas var viegli veidot statisko elektrību. Pusvadītāju ierīces jāuzglabā un jātransportē antistatiskā konteinerā, statiskā ekranēšanas maisā vai vadošā materiālā. Visiem pārbaudes un mērīšanas instrumentiem, tostarp darba galdiem un grīdām, jābūt iezemētiem. Operatoram jābūt arī iezemētam, izmantojot rokas siksnu. Pusvadītāju ierīces nedrīkst aiztikt ar kailām rokām. Līdzīgi piesardzības pasākumi jāveic attiecībā uz iespiedshēmu platēm ar uzstādītām pusvadītāju ierīcēm.
2. Apstrāde pie ieslēgšanas
   Produkta stāvoklis strāvas padeves laikā nav noteikts. LSI iekšējo ķēžu stāvokļi ir nenoteikti, un reģistra iestatījumu un kontaktu stāvokļi nav noteikti strāvas padeves laikā. Gatavā produktā, kurā atiestatīšanas signāls tiek pielietots ārējai atiestatīšanas tapai, kontaktu stāvokļi netiek garantēti no strāvas padeves brīža līdz atiestatīšanas procesa pabeigšanai. Līdzīgi kontaktu stāvokļi izstrādājumā, kas tiek atiestatīts, izmantojot mikroshēmas ieslēgšanas atiestatīšanas funkciju, netiek garantēti no strāvas padeves brīža līdz brīdim, kad jauda sasniedz līmeni, kurā ir norādīta atiestatīšana.
3. Signāla ievade izslēgšanas stāvoklī
   Neievadiet signālus vai I/O izvelkamo barošanas avotu, kamēr ierīce ir izslēgta. Strāvas iesmidzināšana, kas rodas no šāda signāla ievades vai I/O izvilkšanas barošanas avota, var izraisīt darbības traucējumus, un patoloģiska strāva, kas šobrīd plūst ierīcē, var izraisīt iekšējo elementu degradāciju. Ievērojiet norādījumus par ievades signālu izslēgšanas stāvoklī, kā aprakstīts jūsu izstrādājuma dokumentācijā.
4. Nelietotu tapu apstrāde
   Rīkojieties ar neizmantotajām tapām, ievērojot norādījumus, kas sniegti rokasgrāmatas sadaļā Darbība ar neizmantotajām tapām. CMOS produktu ievades tapas parasti ir augstas pretestības stāvoklī. Darbojoties ar neizmantotu tapu atvērtas ķēdes stāvoklī, LSI tuvumā tiek inducēts papildu elektromagnētisks troksnis, saistīta caurplūdes strāva plūst iekšā, un rodas darbības traucējumi, jo kontakta stāvoklis tiek nepareizi atpazīts kā ievades signāls. kļūt iespējams.
5. Pulksteņa signāli
   Pēc atiestatīšanas atiestatiet atiestatīšanas līniju tikai pēc tam, kad darba pulksteņa signāls kļūst stabils. Pārslēdzot pulksteņa signālu programmas izpildes laikā, pagaidiet, līdz mērķa pulksteņa signāls stabilizējas. Ja atiestatīšanas laikā pulksteņa signālu ģenerē ar ārēju rezonatoru vai no ārēja oscilatora, pārliecinieties, ka atiestatīšanas līnija tiek atbrīvota tikai pēc pilnīgas pulksteņa signāla stabilizācijas. Turklāt, pārslēdzoties uz pulksteņa signālu, ko rada ārējais rezonators vai ārējais oscilators, kamēr notiek programmas izpilde, pagaidiet, līdz mērķa pulksteņa signāls ir stabils.
6. Voltage pielietojuma viļņu forma pie ievades tapas
   Viļņu formas kropļojumi ievades trokšņa vai atstarotā viļņa dēļ var izraisīt darbības traucējumus. Ja CMOS ierīces ieeja trokšņa dēļ paliek apgabalā starp VIL (maks.) un VIH (min.), piemēram,ampIerīce var darboties nepareizi. Pievērsiet uzmanību tam, lai ierīcē neiekļūtu čabojošs troksnis, kad ieejas līmenis ir fiksēts, kā arī pārejas periodā, kad ievades līmenis šķērso zonu starp VIL (Max.) un VIH (Min.).
7. Aizliegums piekļūt rezervētajām adresēm
   Piekļuve rezervētajām adresēm ir aizliegta. Rezervētās adreses ir paredzētas iespējamai turpmākai funkciju paplašināšanai. Nepiekļūstiet šīm adresēm, jo ​​netiek garantēta pareiza LSI darbība.
8. Atšķirības starp produktiem
   Pirms viena produkta maiņas uz citu, piemēram,ampuz produktu ar citu daļas numuru, apstipriniet, ka izmaiņas neradīs problēmas. Mikroprocesoru bloku vai mikrokontrollera bloku izstrādājumu raksturlielumi vienā grupā, bet kuriem ir atšķirīgs daļas numurs, var atšķirties iekšējās atmiņas ietilpības, izkārtojuma modeļa un citu faktoru ziņā, kas var ietekmēt elektrisko raksturlielumu diapazonus, piemēram, raksturīgās vērtības. , darbības robežas, noturība pret troksni un izstarotā trokšņa daudzums. Mainot produktu ar citu daļas numuru, veiciet sistēmas novērtēšanas testu konkrētajam produktam.

Paziņojums

1. Ķēžu, programmatūras un citas saistītās informācijas apraksti šajā dokumentā ir sniegti tikai, lai ilustrētu pusvadītāju izstrādājumu darbību un lietojumu examples. Jūs esat pilnībā atbildīgs par ķēžu, programmatūras un informācijas iekļaušanu vai jebkādu citu izmantošanu jūsu produkta vai sistēmas dizainā. Renesas Electronics atsakās no jebkādas atbildības par jebkādiem zaudējumiem un bojājumiem, kas radušies jums vai trešajām personām, izmantojot šīs shēmas, programmatūru vai informāciju.
2. Ar šo Renesas Electronics nepārprotami atsakās no jebkādām garantijām un atbildības par pārkāpumiem vai jebkādām citām prasībām, kas saistītas ar trešo pušu patentiem, autortiesībām vai citām intelektuālā īpašuma tiesībām, ko izraisījusi Renesas Electronics produktu vai šajā dokumentā aprakstītās tehniskās informācijas izmantošana vai kas izriet no Renesas Electronics produktu vai šajā dokumentā aprakstītās tehniskās informācijas lietošanas, tostarp ne tikai produkta dati, rasējumi, diagrammas, programmas, algoritmi un lietojumprogrammas, piemēram,amples.
3. Saskaņā ar Renesas Electronics vai citu patentiem, autortiesībām vai citām intelektuālā īpašuma tiesībām ar šo netiek piešķirta nekāda tieša, netieša vai cita veida licence.
4. Ja nepieciešams, jūs esat atbildīgs par to, lai noteiktu, kādas licences ir vajadzīgas no trešajām pusēm, un par šādu licenču iegūšanu, lai likumīgi importētu, eksportētu, ražotu, pārdotu, izmantotu, izplatītu vai citādi iznīcinātu visus produktus, kuros ir iekļauti Renesas Electronics produkti.
5. Jūs nedrīkstat pārveidot, modificēt, kopēt vai pārveidot Renesas Electronics produktu pilnībā vai daļēji. Renesas Electronics atsakās no jebkādas atbildības par jebkādiem zaudējumiem vai bojājumiem, kas radušies jums vai trešajām personām, kas radušās šādu izmaiņu, modifikāciju, kopēšanas vai reversās inženierijas rezultātā.
6. Renesas Electronics produkti tiek klasificēti pēc šādām divām kvalitātes kategorijām: “Standarta” un “Augsta kvalitāte”. Katram Renesas Electronics izstrādājumam paredzētais pielietojums ir atkarīgs no produkta kvalitātes pakāpes, kā norādīts tālāk.
   “Standarta”: datori; biroja tehnika; sakaru iekārtas; pārbaudes un mērīšanas iekārtas; audio un vizuālais aprīkojums; Mājas elektroniskās ierīces; darbgaldi; personīgās elektroniskās iekārtas; rūpnieciskie roboti; utt.
   “Augsta kvalitāte”: transporta aprīkojums (automašīnas, vilcieni, kuģi utt.); satiksmes kontrole (luksofori); liela mēroga sakaru iekārtas; galvenās finanšu termināļu sistēmas; drošības kontroles iekārtas; utt.
   Ja vien Renesas Electronics datu lapā vai citā Renesas Electronics dokumentā nav skaidri norādīts kā augstas uzticamības produkts vai produkts skarbai videi, Renesas Electronics produkti nav paredzēti vai atļauti lietošanai produktos vai sistēmās, kas var radīt tiešus draudus cilvēku dzīvībai. vai miesas bojājumus (mākslīgās dzīvības uzturēšanas ierīces vai sistēmas; ķirurģiskas implantācijas utt.) vai var izraisīt nopietnus īpašuma bojājumus (kosmosa sistēma; zemūdens atkārtotāji; kodolenerģijas kontroles sistēmas; gaisa kuģu vadības sistēmas); militārās iekārtas utt.). Renesas Electronics atsakās no jebkādas atbildības par jebkādiem bojājumiem vai zaudējumiem, kas radušies jums vai trešajām pusēm, kas radušies, izmantojot jebkuru Renesas Electronics produktu, kas neatbilst Renesas Electronics datu lapai, lietotāja rokasgrāmatai vai citam Renesas Electronics dokumentam.
7. Neviens pusvadītāju izstrādājums nav drošs. Neatkarīgi no drošības pasākumiem vai līdzekļiem, kas var tikt ieviesti Renesas Electronics aparatūras vai programmatūras produktos, Renesas Electronics neuzņemas nekādu atbildību, kas izriet no ievainojamības vai drošības pārkāpumiem, tostarp, bet ne tikai, jebkādu neatļautu piekļuvi Renesas Electronics produktam vai tā izmantošanu vai sistēma, kas izmanto Renesas Electronics produktu. RENESAS ELECTRONICS NEGARANTĒ UN GARANTĒ, KA RENESAS ELECTRONICS PRODUKTI VAI JEBKĀDAS SISTĒMAS, KAS IZVEIDOTAS, IZMANTOJOT RENESAS ELECTRONICS PRODUKTI, BŪS NEIEvainojamas VAI BRĪVAS NO KORUPCIJĀM, UZBRUKUMIEM, VĪRUSIEM, IEVADĪJUMIEM. VAI CITA DROŠĪBAS IELAUKŠANA (“Neaizsargātības problēmas”). RENESAS ELECTRONICS ATSAUC JEBKURU UN VISAS ATBILDĪBAS VAI ATBILDĪBAS, KAS RISTĀS NO VAI IR SAISTĪTAS NO JEBKĀRĀM IEDARBĪBAS PROBLĒMĀM. TURPMĀK, CIK ATĻAUJ PIEMĒROJAMIE LIKUMI NETIEŠĀS GARANTIJAS PAR TIRDZNIECĪBU VAI PIEMĒROTĪBU KONKRĒTAM MĒRĶIEM.
8. Lietojot Renesas Electronics produktus, skatiet jaunāko informāciju par produktu (datu lapas, lietotāja rokasgrāmatas, piezīmes par lietojumu, “Vispārīgas piezīmes par pusvadītāju ierīču lietošanu un lietošanu” uzticamības rokasgrāmatā utt.) un nodrošiniet, lai lietošanas apstākļi atbilstu diapazoniem. norādījis Renesas Electronics attiecībā uz maksimālajiem nomināliem, darba barošanas avota tilptage diapazons, siltuma izkliedes raksturlielumi, uzstādīšana utt. Renesas Electronics neuzņemas nekādu atbildību par jebkādiem darbības traucējumiem, kļūmēm vai negadījumiem, kas radušies, izmantojot Renesas Electronics produktus ārpus norādītajiem diapazoniem.
9. Lai gan Renesas Electronics cenšas uzlabot Renesas Electronics produktu kvalitāti un uzticamību, pusvadītāju izstrādājumiem ir specifiskas īpašības, piemēram, atteices rašanās noteiktā ātrumā un darbības traucējumi noteiktos lietošanas apstākļos. Ja vien Renesas Electronics datu lapā vai citā Renesas Electronics dokumentā nav norādīts kā augstas uzticamības produkts vai produkts skarbai videi, uz Renesas Electronics produktiem neattiecas starojuma izturības projekts. Jūs esat atbildīgs par drošības pasākumu ieviešanu, lai aizsargātos pret iespējamību gūt miesas bojājumus, ievainojumus vai ugunsgrēka izraisītus bojājumus un/vai apdraudējumu sabiedrībai Renesas Electronics produktu kļūmes vai nepareizas darbības gadījumā, piemēram, drošības dizains aparatūrai un programmatūra, tostarp, bet neaprobežojoties ar atlaišanu, ugunsgrēka kontroli un darbības traucējumu novēršanu, atbilstošu novecošanas degradācijas apstrādi vai jebkādiem citiem piemērotiem pasākumiem. Tā kā tikai mikrodatoru programmatūras novērtēšana ir ļoti sarežģīta un nepraktiska, jūs esat atbildīgs par jūsu ražoto galaproduktu vai sistēmu drošības novērtēšanu.
10. Lūdzu, sazinieties ar Renesas Electronics tirdzniecības biroju, lai iegūtu sīkāku informāciju par vides jautājumiem, piemēram, katra Renesas Electronics produkta saderību ar vidi. Jūs esat atbildīgs par rūpīgu un pietiekamu piemērojamo likumu un noteikumu izmeklēšanu, kas regulē kontrolējamo vielu iekļaušanu vai lietošanu, tostarp bez ierobežojuma ES RoHS direktīvu, un Renesas Electronics produktu izmantošanu saskaņā ar visiem šiem piemērojamajiem likumiem un noteikumiem. Renesas Electronics atsakās no jebkādas atbildības par bojājumiem vai zaudējumiem, kas radušies piemērojamo likumu un noteikumu neievērošanas dēļ.
11. Renesas Electronics produktus un tehnoloģijas nedrīkst izmantot vai iekļaut produktos vai sistēmās, kuru ražošana, lietošana vai pārdošana ir aizliegta saskaņā ar piemērojamiem vietējiem vai ārvalstu likumiem vai noteikumiem. Jums ir jāievēro visi piemērojamie eksporta kontroles likumi un noteikumi, ko izsludinājušas un administrē jebkuras valsts valdības, kas apliecina jurisdikciju pār pusēm vai darījumiem.
12. Renesas Electronics produktu pircēja vai izplatītāja, vai jebkuras citas puses, kas izplata, atbrīvojas vai citādi pārdod vai nodod produktu trešajai pusei, pienākums ir iepriekš informēt šādu trešo personu par saturu un nosacījumiem, kas izklāstīti šo dokumentu.
13. Šo dokumentu nedrīkst pārpublicēt, reproducēt vai pavairot nekādā veidā, pilnībā vai daļēji, bez iepriekšējas rakstiskas Renesas Electronics piekrišanas.
14. Lūdzu, sazinieties ar Renesas Electronics pārdošanas biroju, ja jums ir kādi jautājumi par šajā dokumentā ietverto informāciju vai Renesas Electronics produktiem.

• (1. piezīme) “Renesas Electronics” šajā dokumentā nozīmē Renesas Electronics Corporation un ietver arī tās tieši vai netieši kontrolētos meitasuzņēmumus.
• (2. piezīme) “Renesas Electronics produkts(-i)” ir jebkurš produkts, ko izstrādājis vai ražojis Renesas Electronics vai kas paredzēts Renesas Electronics vajadzībām.

Biroji
TOYOSU FORESIA, 3-2-24 Toyosu, Koto-ku, Tokija 135-0061, Japāna www.renesas.com

Preču zīmes
Renesas un Renesas logotips ir Renesas Electronics Corporation preču zīmes. Visas preču zīmes un reģistrētās preču zīmes ir to attiecīgo īpašnieku īpašums.

Kontaktinformācija
Lai iegūtu papildinformāciju par produktu, tehnoloģiju, jaunāko dokumenta versiju vai tuvāko tirdzniecības biroju, lūdzu, apmeklējiet www.renesas.com/contact/.

• 2023 Renesas Electronics Corporation. Visas tiesības paturētas.

Dokumenti / Resursi

RENESAS RA2E1 kapacitatīvā sensora MCU [pdfLietotāja rokasgrāmata RA2E1, RX saime, RA saime, RL78 saime, RA2E1 kapacitatīvā sensora MCU, RA2E1, kapacitatīvā sensora MCU, sensora MCU

Atsauces

• Lietotāja rokasgrāmata