MCU kapacitného snímača RENESAS RA2E1

Kapacitný snímač MCU
Sprievodca kapacitnou odolnosťou proti hluku pri dotyku

Úvod
Jednotka kapacitného dotykového senzora Renesas (CTSU) môže byť citlivá na hluk vo svojom okolitom prostredí, pretože dokáže detekovať nepatrné zmeny kapacity, ktoré sú generované nežiaducimi rušivými elektrickými signálmi (šum). Účinok tohto hluku môže závisieť od konštrukcie hardvéru. Preto prijímanie protiopatrení na konštrukcii stage povedie k CTSU MCU, ktorá je odolná voči okolitému hluku a efektívnemu vývoju produktov. Táto aplikačná poznámka popisuje spôsoby zlepšenia odolnosti voči šumu pre produkty používajúce Renesas Capacitive Touch Sensor Unit (CTSU) podľa noriem IEC pre odolnosť voči šumu (IEC61000-4).

Cieľové zariadenie
RX Family, RA Family, RL78 Family MCU a Renesas Synergy™ so zabudovaním CTSU (CTSU, CTSU2, CTSU2L, CTSU2La, CTSU2SL)

Normy zahrnuté v tejto poznámke k aplikácii 

• IEC-61000-4-3
• IEC-61000-4-6

Koniecview

CTSU meria množstvo statickej elektriny z elektrického náboja pri dotyku elektródy. Ak sa pri meraní vplyvom šumu zmení potenciál dotykovej elektródy, zmení sa aj nabíjací prúd s vplyvom na nameranú hodnotu. Konkrétne, veľké kolísanie nameranej hodnoty môže prekročiť prah dotyku, čo spôsobí poruchu zariadenia. Menšie výkyvy nameranej hodnoty môžu ovplyvniť aplikácie, ktoré vyžadujú lineárne merania. Znalosti o správaní kapacitnej detekcie dotyku CTSU a návrhu dosky sú nevyhnutné pri zvažovaní odolnosti voči šumu pre kapacitné dotykové systémy CTSU. Prvým používateľom CTSU odporúčame, aby sa oboznámili s princípmi CTSU a kapacitného dotyku preštudovaním si nasledujúcich súvisiacich dokumentov.

• Základné informácie týkajúce sa kapacitnej detekcie dotyku a CTSU
• Kapacitná dotyková používateľská príručka pre MCU kapacitného snímača (R30AN0424)
• Informácie o dizajne hardvérovej dosky
  Mikrokontroléry s kapacitným snímačom – Sprievodca návrhom kapacitných dotykových elektród CTSU (R30AN0389)
• Informácie o softvéri ovládača CTSU (modul CTSU).
  Rodina RA Používateľská príručka pre flexibilný softvérový balík Renesas (FSP) (Web Verzia – HTML)
  Referencia API > Moduly > CapTouch > CTSU (r_ctsu)
  Systém softvérovej integrácie modulu CTSU rodiny RL78 (R11AN0484)
  Technológia integrácie firmvéru modulu CTSU rodiny RX (R01AN4469)
• Informácie o dotykovom middleware (modul TOUCH) Softvér
  Rodina RA Používateľská príručka pre flexibilný softvérový balík Renesas (FSP) (Web Verzia – HTML)
  Referencia API > Moduly > CapTouch > Dotknite sa (rm_touch)
  Systém softvérovej integrácie modulu TOUCH rodiny RL78 (R11AN0485)
  Technológia integrácie firmvéru dotykového modulu RX rodiny QE (R01AN4470)
• Informácie o QE pre Capacitive Touch (nástroj na podporu vývoja kapacitných dotykových aplikácií)
  Používanie QE a FSP na vývoj kapacitných dotykových aplikácií (R01AN4934)
  Použitie QE a FIT na vývoj kapacitných dotykových aplikácií (R01AN4516)
  Rodina RL78 využívajúca QE a SIS na vývoj kapacitných dotykových aplikácií (R01AN5512)
  Rodina RL78 využívajúca samostatnú verziu QE na vývoj kapacitných dotykových aplikácií (R01AN6574)

Typy hluku a protiopatrenia

Normy EMC
Tabuľka 2-1 poskytuje zoznam noriem EMC. Hluk môže ovplyvniť prevádzku infiltráciou systému cez vzduchové medzery a spojovacie káble. Tento zoznam uvádza normy IEC 61000 ako naprampna popis typov hluku, ktorých si vývojári musia byť vedomí, aby zabezpečili správnu činnosť systémov využívajúcich CTSU. Ďalšie podrobnosti nájdete v najnovšej verzii IEC 61000.

Tabuľka 2-1 Testovacie normy EMC (IEC 61000)

Popis testu	Koniecview	Štandardné
Test vyžarovanej imunity	Test odolnosti voči relatívne vysokofrekvenčnému RF šumu	IEC61000-4-3
Vykonaný test imunity	Test odolnosti voči relatívne nízkofrekvenčnému RF šumu	IEC61000-4-6
Test elektrostatického výboja (ESD)	Test odolnosti voči elektrostatickému výboju	IEC61000-4-2
Test elektrického rýchleho prechodu/výbuchu (EFT/B)	Test odolnosti voči nepretržitej impulznej prechodovej odozve zavedenej do napájacích vedení atď.	IEC61000-4-4

Tabuľka 2-2 uvádza výkonnostné kritérium pre testovanie odolnosti. Pre testy odolnosti EMC sú špecifikované výkonnostné kritériá a výsledky sa posudzujú na základe prevádzky zariadenia počas testu (EUT). Výkonnostné kritériá sú pre každý štandard rovnaké.

Tabuľka 2-2 Výkonnostné kritériá pre testovanie imunity

Výkonnostné kritérium	Popis
A	Zariadenie musí počas skúšky a po nej pokračovať v prevádzke podľa plánu. Ak sa zariadenie používa podľa určenia, nie je povolené žiadne zníženie výkonu alebo strata funkcie pod úroveň výkonu špecifikovanú výrobcom.
B	Zariadenie musí počas skúšky a po nej pokračovať v prevádzke podľa plánu. Ak sa zariadenie používa podľa určenia, nie je povolené žiadne zníženie výkonu alebo strata funkcie pod úroveň výkonu špecifikovanú výrobcom. Počas testu je však povolené zníženie výkonu. Nie je povolená žiadna zmena aktuálneho prevádzkového stavu alebo uložených údajov.
C	Dočasná strata funkcie je povolená za predpokladu, že funkcia je samoobnoviteľná alebo sa dá obnoviť činnosťou ovládacích prvkov.

RF protihlukové opatrenia

RF šum označuje elektromagnetické vlny rádiových frekvencií používaných televíznym a rozhlasovým vysielaním, mobilnými zariadeniami a inými elektrickými zariadeniami. RF šum môže prenikať priamo do PCB alebo sa môže dostať cez napájacie vedenie a ďalšie pripojené káble. Protihlukové opatrenia musia byť implementované na doske pre prvý a na systémovej úrovni pre druhý, napríklad cez napájacie vedenie. CTSU meria kapacitu jej premenou na elektrický signál. Zmena kapacity v dôsledku dotyku je extrémne malá, takže na zabezpečenie normálnej detekcie dotyku musí byť kolík snímača a napájanie samotného snímača chránené pred RF šumom. Na testovanie odolnosti voči RF šumu sú k dispozícii dva testy s rôznymi testovacími frekvenciami: IEC 61000-4-3 a IEC 61000-4-6.

IEC61000-4-3 je test odolnosti voči vyžarovaniu a používa sa na vyhodnotenie odolnosti voči šumu priamou aplikáciou signálu z vysokofrekvenčného elektromagnetického poľa na EUT. RF elektromagnetické pole sa pohybuje od 80 MHz do 1 GHz alebo vyššie, čo sa prevádza na vlnové dĺžky približne 3.7 m až 30 cm. Keďže táto vlnová dĺžka a dĺžka PCB sú podobné, vzor môže pôsobiť ako anténa, čo nepriaznivo ovplyvní výsledky merania CTSU. Okrem toho, ak sa dĺžka vedenia alebo parazitná kapacita líši pre každú dotykovú elektródu, ovplyvnená frekvencia sa môže líšiť pre každú svorku. Podrobnosti týkajúce sa testu odolnosti voči vyžarovaniu nájdete v tabuľke 2-3.

Tabuľka 2-3 Test vyžarovanej imunity

Frekvenčný rozsah	Testovacia úroveň	Test pevnosti poľa
80 MHz - 1 GHz Až 2.7 GHz alebo až 6.0 GHz, v závislosti od testovacej verzie	1	1 V/m
	2	3 V/m
	3	10 V/m
	4	30 V/m
	X	Špecifikované individuálne

IEC 61000-4-6 je vykonaný test odolnosti a používa sa na vyhodnotenie frekvencií medzi 150 kHz a 80 MHz, čo je rozsah nižší ako rozsah testu odolnosti voči vyžarovaniu. Toto frekvenčné pásmo má vlnovú dĺžku niekoľko metrov alebo viac a vlnová dĺžka 150 kHz dosahuje približne 2 km. Pretože je ťažké priamo aplikovať vysokofrekvenčné elektromagnetické pole tejto dĺžky na EUT, testovací signál sa aplikuje na kábel priamo pripojený k EUT na vyhodnotenie účinku nízkofrekvenčných vĺn. Kratšie vlnové dĺžky ovplyvňujú najmä napájacie a signálne káble. Napríkladample, ak frekvenčné pásmo spôsobuje šum, ktorý ovplyvňuje napájací kábel a napájací zdroj objtage sa destabilizuje, výsledky merania CTSU môžu byť ovplyvnené šumom na všetkých kolíkoch. Tabuľka 2-4 poskytuje podrobnosti o vykonanom teste odolnosti.

Tabuľka 2-4 Prevedený test imunity

Frekvenčný rozsah	Testovacia úroveň	Test pevnosti poľa
150 kHz-80 MHz	1	1 V rms
	2	3 V rms
	3	10 V rms
	X	Špecifikované individuálne

V konštrukcii zdroja striedavého prúdu, kde terminál GND alebo MCU VSS systému nie je pripojený ku komerčnej uzemňovacej svorke napájacieho zdroja, môže vedený šum priamo prenikať na dosku ako šum spoločného režimu, ktorý môže spôsobiť šum vo výsledkoch merania CTSU pri stlačení tlačidla. dotknutý.

Obrázok 2-1 zobrazuje vstupnú cestu šumu bežného režimu a obrázok 2-2 zobrazuje vzťah medzi šumom bežného režimu a meraným prúdom. Z pohľadu GND dosky (B-GND) sa zdá, že šum v spoločnom režime kolíše, pretože šum je superponovaný na zemskej GND (E-GND). Okrem toho, pretože prst (ľudské telo), ktorý sa dotýka dotykovej elektródy (PAD), je spojený s E-GND kvôli rozptylovej kapacite, prenáša sa bežný režim šumu a zdá sa, že kolíše rovnakým spôsobom ako E-GND. Ak sa v tomto bode dotknete PAD, šum (VNOISE) generovaný šumom spoločného režimu sa aplikuje na kapacitu Cf tvorenú prstom a PAD, čo spôsobí kolísanie nabíjacieho prúdu meraného CTSU. Zmeny nabíjacieho prúdu sa prejavia ako digitálne hodnoty so superponovaným šumom. Ak šum spoločného režimu obsahuje frekvenčné zložky, ktoré zodpovedajú frekvencii impulzov pohonu CTSU a jej harmonickým, výsledky merania môžu výrazne kolísať. Tabuľka 2-5 poskytuje zoznam protiopatrení potrebných na zlepšenie odolnosti voči RF šumu. Väčšina protiopatrení je spoločná pre zlepšenie vyžarovanej imunity aj riadenej imunity. Pozrite si časť každej príslušnej kapitoly, ako je uvedené pre každý krok vývoja.

Tabuľka 2-5 Zoznam protiopatrení požadovaných na zlepšenie odolnosti proti RF hluku

Vývojový krok	Protiopatrenia požadované v čase návrhu	Zodpovedajúce sekcie
Výber MCU (výber funkcie CTSU)	Ak je prioritou odolnosť voči šumu, odporúča sa použiť MCU s integrovaným CTSU2. · Povoliť funkcie protihlukového opatrenia CTSU2: ¾ Multifrekvenčné meranie ¾ Aktívny štít ¾ Pri použití aktívneho štítu nastavte výstup na nemeraný kanál   Or · Povoliť funkcie protihlukového opatrenia CTSU: ¾ Funkcia náhodného fázového posunu ¾ Funkcia redukcie vysokofrekvenčného hluku	3.3.1   Viacfrekvenčné meranie 3.3.2    Aktívny štít 3.3.3    Kanál bez merania Výber výstupu       3.2.1   Funkcia náhodného fázového posunu 3.2.2    Vysokofrekvenčný šum Funkcia redukcie (šírenie funkcia spektra)
Dizajn hardvéru	· Dizajn dosky s použitím odporúčaného vzoru elektród   · Na výstup s nízkou hlučnosťou použite zdroj napájania · Odporúčanie návrhu vzoru GND: v uzemnenom systéme použite diely na protiopatrenie proti šumu v spoločnom režime       · Znížte úroveň infiltrácie hluku na kolíku snímača nastavením damphodnota odporu. · Miesto dampodpor na komunikačnej linke · Navrhnite a umiestnite vhodný kondenzátor na napájacie vedenie MCU	4.1.1 Dotknite sa položky Vzor elektródy Dizajny 4.1.2.1  Voltage Návrh dodávky 4.1.2.2  Návrh vzoru GND 4.3.1 Filter bežného režimu 4.3.4 Úvahy o GND Vzdialenosť štítu a elektródy     4.2.1  TS Pin Damping Odpor 4.2.2  Šum digitálneho signálu 4.3.4 Úvahy o GND Vzdialenosť štítu a elektródy
Softvérová implementácia	Upravte softvérový filter, aby ste znížili vplyv šumu na namerané hodnoty · IIR kĺzavý priemer (účinný pre väčšinu prípadov náhodného šumu) · FIR kĺzavý priemer (pre špecifikovaný periodický šum)	5.1   IIR filter   5.2  FIR filter

Hluk ESD (elektrostatický výboj)

Elektrostatický výboj (ESD) vzniká, keď sú dva nabité predmety v kontakte alebo sa nachádzajú v blízkosti. Statická elektrina nahromadená v ľudskom tele sa môže dostať k elektródam na zariadení aj cez prekrytie. V závislosti od množstva elektrostatickej energie aplikovanej na elektródu môžu byť ovplyvnené výsledky merania CTSU, čo môže spôsobiť poškodenie samotného zariadenia. Preto musia byť na systémovej úrovni zavedené protiopatrenia, ako sú ochranné zariadenia na obvode dosky, prekrytia dosky a ochranné puzdro zariadenia. Na testovanie ESD odolnosti sa používa norma IEC 61000-4-2. Tabuľka 2-6 poskytuje podrobnosti o teste ESD. Cieľová aplikácia a vlastnosti produktu určia požadovanú úroveň testu. Ďalšie podrobnosti nájdete v norme IEC 61000-4-2. Keď ESD dosiahne dotykovú elektródu, okamžite generuje potenciálny rozdiel niekoľko kV. To môže spôsobiť, že sa v nameranej hodnote CTSU vyskytne pulzný šum, čo zníži presnosť merania alebo môže zastaviť meranie v dôsledku detekcie nadmerného napätia.tage alebo nadprúd. Upozorňujeme, že polovodičové zariadenia nie sú navrhnuté tak, aby odolali priamej aplikácii ESD. Preto by sa ESD test mal vykonať na hotovom výrobku s doskou chránenou puzdrom zariadenia. Protiopatrenia zavedené na samotnej doske sú bezpečné opatrenia na ochranu obvodu v zriedkavých prípadoch, keď sa ESD z nejakého dôvodu dostane do dosky.

Tabuľka 2-6 Test ESD

Testovacia úroveň	Test Voltage
	Kontaktné prepustenie	Vypúšťanie vzduchu
1	2 kV	2 kV
2	4 kV	4 kV
3	6 kV	8 kV
4	8 kV	15 kV
X	Špecifikované individuálne	Špecifikované individuálne

EFT šum (elektrické rýchle prechody)
Elektrické produkty generujú jav nazývaný Electrical Fast Transients (EFT), ako je spätná elektromotorická sila pri zapnutí napájania v dôsledku vnútornej konfigurácie napájacieho zdroja alebo chvenie relé spínačov. V prostrediach, kde je nejakým spôsobom pripojených viacero elektrických produktov, napríklad na rozvodkách, sa tento hluk môže šíriť cez napájacie vedenia a ovplyvňovať činnosť iných zariadení. Dokonca aj elektrické vedenia a signálne vedenia elektrických produktov, ktoré nie sú zapojené do spoločnej rozvodky, môžu byť ovplyvnené vzduchom jednoducho tým, že sa nachádzajú v blízkosti elektrických vedení alebo signálnych vedení zdroja hluku. Na testovanie odolnosti EFT sa používa norma IEC 61000-4-4. IEC 61000-4-4 vyhodnocuje odolnosť zavádzaním periodických signálov EFT do napájacieho a signálneho vedenia EUT. Šum EFT generuje vo výsledkoch merania CTSU periodický impulz, ktorý môže znížiť presnosť výsledkov alebo spôsobiť falošnú detekciu dotyku. Tabuľka 2-7 poskytuje podrobnosti o teste EFT/B (elektrický rýchly prechodový impulz).

Tabuľka 2-7 Test EFT/B

Testovacia úroveň	Test otvoreného okruhu Voltage (vrchol)		Frekvencia opakovania pulzu (PRF)
	Napájanie Linka/uzemňovací vodič	Signálna/riadiaca linka
1	0.5 kV	0.25 kV	5 kHz alebo 100 kHz
2	1 kV	0.5 kV
3	2 kV	1 kV
4	4 kV	2 kV
X	Špecifikované individuálne		Špecifikované individuálne

Funkcie ochrany proti hluku CTSU

CTSU sú vybavené funkciami proti šumu, ale dostupnosť každej funkcie sa líši v závislosti od verzie MCU a CTSU, ktorú používate. Pred vývojom nového produktu si vždy overte verzie MCU a CTSU. Táto kapitola vysvetľuje rozdiely vo funkciách protihlukových opatrení medzi jednotlivými verziami CTSU.

Princípy merania a vplyv hluku
CTSU opakuje nabíjanie a vybíjanie niekoľkokrát pre každý cyklus merania. Výsledky merania pre každý nabíjací alebo vybíjací prúd sa akumulujú a konečný výsledok merania sa ukladá do registra. Pri tejto metóde je možné zvýšiť počet meraní za jednotku času zvýšením frekvencie impulzov pohonu, čím sa zlepší dynamický rozsah (DR) a realizujú sa vysoko citlivé merania CTSU. Na druhej strane vonkajší hluk spôsobuje zmeny v nabíjacom alebo vybíjacom prúde. V prostredí, kde sa vytvára periodický šum, je výsledok merania uložený v registri počítadla snímača posunutý v dôsledku zvýšenia alebo zníženia množstva prúdu v jednom smere. Takéto efekty súvisiace so šumom v konečnom dôsledku znižujú presnosť merania. Obrázok 3-1 zobrazuje chybu nabíjacieho prúdu spôsobenú periodickým šumom. Frekvencie, ktoré predstavujú periodický šum, sú tie, ktoré zodpovedajú frekvencii impulzov snímača a jeho harmonickému šumu. Chyby merania sú väčšie, keď je vzostupná alebo zostupná hrana periodického šumu synchronizovaná s periódou zapnutia SW1. CTSU je vybavený funkciami protihlukového odporu na úrovni hardvéru ako ochrana proti tomuto pravidelnému hluku.

CTSU1
CTSU1 je vybavený funkciou náhodného fázového posunu a funkciou redukcie vysokofrekvenčného šumu (funkcia rozprestretého spektra). Vplyv na nameranú hodnotu je možné znížiť, keď sa základné harmonické frekvencie impulzov pohonu snímača a frekvencie šumu zhodujú. Maximálna nastavená hodnota frekvencie impulzov pohonu snímača je 4.0 MHz.

Funkcia náhodného fázového posunu
Obrázok 3-2 ukazuje obraz desynchronizácie šumu pomocou funkcie náhodného fázového posunu. Zmenou fázy impulzu pohonu snímača o 180 stupňov pri náhodnom načasovaní môže byť jednosmerné zvýšenie/zníženie prúdu v dôsledku periodického šumu náhodné a vyhladené, aby sa zlepšila presnosť merania. Táto funkcia je vždy povolená v module CTSU a module TOUCH.

Funkcia redukcie vysokofrekvenčného šumu (funkcia rozprestretého spektra)
Funkcia redukcie vysokofrekvenčného hluku meria frekvenciu impulzov pohonu snímača so zámerne pridaným chvením. Potom randomizuje synchronizačný bod so synchrónnym šumom, aby rozptýlil vrchol chyby merania a zlepšil presnosť merania. Táto funkcia je vždy povolená vo výstupe modulu CTSU a výstupe modulu TOUCH generovaním kódu.

CTSU2

Viacfrekvenčné meranie
Viacfrekvenčné meranie využíva viaceré pulzné frekvencie snímača s rôznymi frekvenciami. Rozprestreté spektrum sa nepoužíva, aby sa zabránilo rušeniu pri každej frekvencii impulzov pohonu. Táto funkcia zlepšuje odolnosť proti vedenému a vyžarovanému RF šumu, pretože je účinná proti synchrónnemu šumu na frekvencii impulzov pohonu snímača, ako aj proti šumu prenášanému vzorom dotykovej elektródy. Obrázok 3-3 zobrazuje obrázok, ako sa vyberajú namerané hodnoty pri multifrekvenčnom meraní, a obrázok 3-4 zobrazuje obrázok oddeľovania frekvencií šumu pri rovnakej metóde merania. Multifrekvenčné meranie vyradí výsledky merania ovplyvnené hlukom zo skupiny meraní vykonaných na viacerých frekvenciách, aby sa zlepšila presnosť merania.

V aplikačných projektoch, ktoré zahŕňajú ovládač CTSU a moduly midlvéru TOUCH (pozri dokumentáciu FSP, FIT alebo SIS), keď sa vykoná fáza ladenia „QE pre kapacitný dotyk“, automaticky sa vygenerujú parametre multifrekvenčného merania a multi- možno použiť meranie frekvencie. Povolením pokročilých nastavení vo fáze ladenia je možné parametre nastaviť manuálne. Podrobnosti o nastavení viachodinového merania v pokročilom režime nájdete v časti Sprievodca parametrami rozšíreného kapacitného dotykového režimu (R30AN0428EJ0100). Obrázok 3-5 ukazuje príkladample interferencie frekvencie pri viacfrekvenčnom meraní. Tento example ukazuje interferenčnú frekvenciu, ktorá sa objaví, keď je meracia frekvencia nastavená na 1 MHz a pri dotyku dotykovej elektródy je na dosku aplikovaný bežný vodivý šum. Graf (a) zobrazuje nastavenie bezprostredne po automatickom ladení; frekvencia merania je nastavená na +12.5% pre 2. frekvenciu a -12.5% pre 3. frekvenciu na základe 1. frekvencie 1MHz. Graf potvrdzuje, že každá frekvencia merania ruší šum. Graf (b) ukazuje príkladample, v ktorom je frekvencia merania ručne ladená; frekvencia merania je nastavená na -20.3% pre 2. frekvenciu a +9.4% pre 3. frekvenciu na základe 1. frekvencie 1MHz. Ak sa vo výsledkoch merania objaví špecifický frekvenčný šum a frekvencia šumu sa zhoduje s frekvenciou merania, uistite sa, že ste pri hodnotení skutočného prostredia upravili viacfrekvenčné meranie, aby ste predišli interferencii medzi frekvenciou hluku a frekvenciou merania.

Aktívny štít
Pri metóde vlastnej kapacity CTSU2 možno použiť aktívne tienenie na riadenie vzoru tienenia v rovnakej fáze impulzu ako impulz budiaceho impulzu snímača. Ak chcete aktivovať aktívny štít, v konfigurácii rozhrania QE pre kapacitný dotyk nastavte kolík, ktorý sa pripája k vzoru aktívneho štítu, na „štítový kolík“. Aktívny štít môže byť nastavený na jeden kolík na konfiguráciu dotykového rozhrania (metódu). Vysvetlenie fungovania Active Shield nájdete v "Kapacitná dotyková používateľská príručka pre MCU kapacitného snímača (R30AN0424)“. Informácie o dizajne PCB nájdete v časti „Sprievodca dizajnom kapacitnej dotykovej elektródy CTSU (R30AN0389)“.

Výber výstupu nemeraného kanála
Pri metóde vlastnej kapacity CTSU2 môže byť výstup impulzu v rovnakej fáze ako impulz pohonu snímača nastavený ako výstup nemeraného kanála. V konfigurácii (metóde) rozhrania QE for Capacitive Touch (metóda) sa nemeracie kanály (dotykové elektródy) automaticky nastavia na rovnaký impulzný fázový výstup pre metódy priradené aktívnemu tieneniu.

Hardvérové ​​protihlukové opatrenia

Typické protihlukové opatrenia

Klepnite na položku Návrhy vzoru elektród
Obvod dotykovej elektródy je veľmi náchylný na šum, čo si vyžaduje, aby sa pri návrhu hardvéru zohľadnila odolnosť voči šumutage. Podrobné pravidlá návrhu dosky, ktoré sa zaoberajú odolnosťou voči šumu, nájdete v najnovšej verzii Sprievodca dizajnom kapacitnej dotykovej elektródy CTSU (R30AN0389). Obrázok 4-1 poskytuje výňatok z príručky zobrazujúci overview návrhu vzoru metódy vlastnej kapacity a Obrázok 4-2 zobrazuje to isté pre návrh vzoru metódy vzájomnej kapacity.

1. Tvar elektródy: štvorec alebo kruh
2. Veľkosť elektród: 10 mm až 15 mm
3. Blízkosť elektród: Elektródy by mali byť umiestnené na ample vzdialenosť, aby nereagovali súčasne na cieľové ľudské rozhranie (v tomto dokumente označované ako „prst“); odporúčaný interval: veľkosť tlačidla x 0.8 alebo viac
4. Šírka drôtu: cca. 0.15 mm až 0.20 mm pre dosky s plošnými spojmi
5. Dĺžka vedenia: Urobte vedenie čo najkratšie. V rohoch vytvorte 45-stupňový uhol, nie pravý uhol.
6. Rozostup vodičov: (A) Urobte čo najväčší rozstup, aby ste zabránili falošnej detekcii susednými elektródami. (B) Rozstup 1.27 mm
7. Šírka šrafovaného vzoru GND: 5 mm
8. Šrafovaný vzor GND a rozstup tlačidiel/káblov (A) okolo elektród: 5 mm (B) Oblasť okolo káblov: 3 mm alebo viac nad oblasťou elektródy, ako aj medzi káblom a protiľahlým povrchom so šrafovaným vzorom. Do prázdnych priestorov tiež umiestnite šrafovaný vzor a spojte 2 povrchy šrafovaných vzorov cez priechodky. Rozmery šrafovaného vzoru, aktívny štít (iba CTSU2.5) a ďalšie protihlukové opatrenia nájdete v časti „2 Návrhy vzoru protihlukového rozloženia“.
9. Elektróda + kapacita vedenia: 50pF alebo menej
10. Odpor elektródy + vedenia: 2K0 alebo menej (vrátane dampodpor s referenčnou hodnotou 5600)

Obrázok 4-1 Odporúčania návrhu vzoru pre metódu vlastnej kapacity (výňatok)

1. Tvar elektródy: štvorcový (kombinovaná elektróda vysielača TX a elektróda prijímača RX)
2. Veľkosť elektród: 10 mm alebo viac Blízkosť elektród: Elektródy by mali byť umiestnené na ample vzdialenosť, aby nereagovali súčasne na dotykový predmet (prst a pod.), (odporúčaný interval: veľkosť tlačidla x 0.8 alebo viac)
   • Šírka drôtu: Najtenší drôt schopný hromadnej výroby; cca. 0.15 mm až 0.20 mm pre dosky s plošnými spojmi
3. Dĺžka vedenia: Urobte vedenie čo najkratšie. V rohoch vytvorte 45-stupňový uhol, nie pravý uhol.
4. Rozteč vodičov:
   • Urobte čo najväčší rozostup, aby ste zabránili falošnej detekcii susednými elektródami.
   • Keď sú elektródy oddelené: rozstup 1.27 mm
   • 20 mm alebo viac, aby sa zabránilo generovaniu väzobnej kapacity medzi Tx a Rx.
5. Blízkosť krížového vzoru GND (ochrana štítu) Pretože parazitná kapacita kolíkov v odporúčanom vzore tlačidiel je pomerne malá, parazitná kapacita sa zvyšuje, čím bližšie sú kolíky k GND.
   • A: 4 mm alebo viac okolo elektród Odporúčame tiež cca. 2 mm široký krížovo šrafovaný vzor GND roviny medzi elektródami.
   • B: 1.27 mm alebo viac okolo vedenia
6. Parazitná kapacita Tx, Rx: 20pF alebo menej
7. Odpor elektródy + vedenia: 2kQ alebo menej (vrátane dampodpor s referenčnou hodnotou 5600)
8. Vzor GND neumiestňujte priamo pod elektródy alebo vedenie. Funkciu aktívneho tienenia nie je možné použiť pre metódu vzájomnej kapacity.

Obrázok 4-2 Odporúčania návrhu vzoru pre metódu vzájomnej kapacity (výňatok)

Návrh napájacieho zdroja
CTSU je analógový periférny modul, ktorý spracováva malé elektrické signály. Keď hluk prenikne do zvtagAk je privádzaný do MCU alebo GND vzoru, spôsobuje potenciálne kolísanie impulzu pohonu snímača a znižuje presnosť merania. Dôrazne odporúčame pridať k napájaciemu vedeniu alebo integrovanému napájaciemu obvodu zariadenie proti šumu na bezpečné napájanie MCU.

Voltage Návrh dodávky
Pri navrhovaní napájacieho zdroja pre systém alebo palubné zariadenie by sa mali prijať opatrenia, aby sa zabránilo prenikaniu hluku cez kolík napájania MCU. Nasledujúce odporúčania týkajúce sa dizajnu môžu pomôcť zabrániť infiltrácii hluku.

• Napájací kábel k systému a vnútorné vedenie udržujte čo najkratšie, aby sa minimalizovala impedancia.
• Umiestnite a vložte šumový filter (feritové jadro, feritové guľôčky atď.), aby ste blokovali vysokofrekvenčný šum.
• Minimalizujte zvlnenie napájacieho zdroja MCU. Odporúčame použiť lineárny regulátor na MCU objtage zásobovanie. Vyberte lineárny regulátor s výstupom s nízkou hlučnosťou a vysokou charakteristikou PSRR.
• Ak je na doske viacero zariadení s vysokým prúdovým zaťažením, odporúčame vložiť samostatný napájací zdroj pre MCU. Ak to nie je možné, oddeľte vzor v koreni napájacieho zdroja.
• Pri prevádzke zariadenia s vysokou spotrebou prúdu na kolíku MCU použite tranzistor alebo FET.

Obrázok 4-3 zobrazuje niekoľko usporiadaní napájacieho vedenia. Vo je napájací zdroj objtage, je to kolísanie odberového prúdu vyplývajúce z operácií IC2 a Z je impedancia napájacieho vedenia. Vn je objtage generované napájacím vedením a možno ho vypočítať ako Vn = in×Z. Rovnakým spôsobom možno zvážiť aj vzor GND. Ďalšie podrobnosti o vzore GND nájdete v časti 4.1.2.2 Návrh vzoru GND. V konfigurácii (a) je napájacie vedenie k MCU dlhé a napájacie vedenia IC2 sa rozvetvujú v blízkosti napájacieho zdroja MCU. Táto konfigurácia sa neodporúča, pretože MCU je objtagKeď je IC2 v prevádzke, napájanie je citlivé na Vn šum. (b) a (c) schémy zapojenia (b) a (c) sú rovnaké ako (a), ale dizajn vzoru sa líši. (b) rozvetvuje napájacie vedenie z koreňa napájacieho zdroja a účinok Vn šumu sa znižuje minimalizáciou Z medzi napájacím zdrojom a MCU. (c) tiež znižuje účinok Vn zväčšením plochy povrchu a šírky vedenia napájacieho vedenia, aby sa minimalizovalo Z.

Návrh vzoru GND
V závislosti od dizajnu vzoru môže šum spôsobiť GND, čo je referenčný objemtage pre MCU a palubné zariadenia kolísať potenciál, čím sa znižuje presnosť merania CTSU. Nasledujúce rady pre návrh vzoru GND pomôžu potlačiť potenciálne kolísanie.

• Prázdne miesta zakryte čo najviac pevným vzorom GND, aby ste minimalizovali impedanciu na veľkej ploche.
• Použite rozloženie dosky, ktoré zabraňuje prenikaniu hluku do MCU cez GND linku zväčšením vzdialenosti medzi MCU a zariadeniami s vysokým prúdovým zaťažením a oddelením MCU od GND vzoru.

Obrázok 4-4 zobrazuje niekoľko rozložení pre vedenie GND. V tomto prípade je to kolísanie odberového prúdu vyplývajúce z operácií IC2 a Z je impedancia napájacieho vedenia. Vn je objtage generované čiarou GND a možno ho vypočítať ako Vn = in×Z. V konfigurácii (a) je linka GND k MCU dlhá a spája sa s linkou IC2 GND v blízkosti GND kolíka MCU. Táto konfigurácia sa neodporúča, pretože potenciál GND MCU je citlivý na šum Vn, keď je IC2 v prevádzke. V konfigurácii (b) sa línie GND spájajú v koreni kolíka GND napájacieho zdroja. Šumové efekty z Vn možno znížiť oddelením liniek GND MCU a IC2, aby sa minimalizoval priestor medzi MCU a Z. Aj keď sú schémy zapojenia (c) a (a) rovnaké, návrhy vzorov sa líšia. Konfigurácia (c) znižuje účinok Vn zväčšením plochy povrchu a šírky čiary GND, aby sa minimalizovalo Z.

Pripojte GND kondenzátora TSCAP k pevnému vzoru GND, ktorý je pripojený ku svorke VSS MCU tak, aby mala rovnaký potenciál ako svorka VSS. Neoddeľujte GND kondenzátora TSCAP od GND MCU. Ak je impedancia medzi GND kondenzátora TSCAP a GND MCU vysoká, výkon potláčania vysokofrekvenčného šumu kondenzátora TSCAP sa zníži, čím sa stáva náchylnejším na šum napájacieho zdroja a vonkajší šum.

Spracovanie nepoužitých pinov
Ponechaním nepoužitých kolíkov v stave s vysokou impedanciou je zariadenie náchylné na účinky vonkajšieho šumu. Uistite sa, že ste spracovali všetky nepoužité kolíky podľa príslušnej hardvérovej príručky MCU Faily pre každý kolík. Ak nie je možné implementovať pulldown rezistor kvôli nedostatku montážnej plochy, upravte nastavenie výstupu kolíkov na nízky výstup.

Protiopatrenia proti vyžarovanému RF šumu

TS Pin Damping Odpor
dampodpor pripojený na kolík TS a parazitná kapacitná zložka elektródy fungujú ako dolnopriepustný filter. Zvýšenie damping rezistor znižuje medznú frekvenciu, čím sa znižuje úroveň vyžarovaného hluku prenikajúceho na kolík TS. Keď sa však predĺži perióda nabíjacieho alebo vybíjacieho prúdu pri kapacitnom meraní, frekvencia impulzov pohonu snímača sa musí znížiť, čo tiež znižuje presnosť detekcie dotyku. Informácie o citlivosti pri zmene dampodpor pri metóde vlastnej kapacity nájdete v časti „5. Vzory tlačidiel a údaje charakteristík metódy vlastnej kapacity“ v Sprievodca dizajnom kapacitnej dotykovej elektródy CTSU (R30AN0389)

Šum digitálneho signálu
Zapojenie digitálneho signálu, ktoré zabezpečuje komunikáciu, ako je SPI a I2C, a signály PWM pre LED a audio výstup je zdrojom vyžarovaného šumu, ktorý ovplyvňuje obvod dotykovej elektródy. Pri používaní digitálnych signálov zvážte pri návrhu nasledujúce návrhytage.

• Keď kabeláž obsahuje pravouhlé rohy (90 stupňov), vyžarovanie hluku z najostrejších bodov sa zvýši. Uistite sa, že rohy káblov majú uhol 45 stupňov alebo menej alebo sú zakrivené, aby sa znížilo vyžarovanie hluku.
• Pri zmene úrovne digitálneho signálu sa prekmit alebo podkmit vyžaruje ako vysokofrekvenčný šum. Ako protiopatrenie vložte inzerátampodporom na vedení digitálneho signálu na potlačenie prekmitu alebo podkmitu. Ďalšou metódou je vloženie feritovej guľôčky pozdĺž línie.
• Rozložte vedenia pre digitálne signály a obvod dotykovej elektródy tak, aby sa nedotýkali. Ak konfigurácia vyžaduje, aby linky viedli paralelne, dodržujte medzi nimi čo najväčšiu vzdialenosť a pozdĺž digitálnej linky vložte tienenie GND.
• Pri prevádzke zariadenia s vysokou spotrebou prúdu na kolíku MCU použite tranzistor alebo FET.

Viacfrekvenčné meranie
Keď používate MCU s integrovaným CTSU2, uistite sa, že používate multifrekvenčné meranie. Podrobnosti nájdete v časti 3.3.1 Viacfrekvenčné meranie.

Protiopatrenia proti vedenému hluku
Zohľadnenie odolnosti voči vedenému šumu je dôležitejšie pri návrhu systémového napájania ako pri návrhu dosky MCU. Na začiatok navrhnite napájací zdroj na napájanie objtage s nízkou hlučnosťou zariadení namontovaných na doske. Podrobnosti o nastaveniach zdroja napájania nájdete v časti 4.1.2 Návrh napájacieho zdroja. Táto časť popisuje protihlukové opatrenia súvisiace s napájaním, ako aj s funkciami CTSU, ktoré je potrebné zvážiť pri navrhovaní vašej dosky MCU na zlepšenie odolnosti voči vedenému šumu.

Filter bežného režimu
Umiestnite alebo namontujte bežný filter (spoločná tlmivka, feritové jadro), aby ste znížili šum vstupujúci do dosky z napájacieho kábla. Skontrolujte interferenčnú frekvenciu systému pomocou testu hluku a vyberte zariadenie s vysokou impedanciou na zníženie cieľového pásma šumu. Pozrite si príslušné položky, pretože montážna poloha sa líši v závislosti od typu filtra. Všimnite si, že každý typ filtra je na doske umiestnený inak; podrobnosti nájdete v príslušnom vysvetlení. Vždy zvážte rozloženie filtra, aby ste predišli vyžarovaniu hluku v doske. Obrázok 4-5 zobrazuje rozloženie filtra bežného režimu Príkladample.

Common Mode Choke
Bežná tlmivka sa používa ako protihlukové opatrenie implementované na doske, čo si vyžaduje, aby bola zabudovaná počas fázy návrhu dosky a systému. Pri použití spoločnej tlmivky dbajte na to, aby ste použili čo najkratšiu možnú kabeláž hneď za bodom, kde je napájací zdroj pripojený k doske. NapríkladampPri pripájaní napájacieho kábla a dosky pomocou konektora umiestnenie filtra hneď za konektor na strane dosky zabráni šíreniu hluku vstupujúceho cez kábel po doske.

Feritové jadro
Feritové jadro sa používa na zníženie hluku prenášaného cez kábel. Keď sa hluk stane problémom po zostavení systému, zavedenie klamp-feritové jadro vám umožňuje znížiť hluk bez zmeny konštrukcie dosky alebo systému. NapríkladampPri pripájaní kábla a dosky pomocou konektora umiestnenie filtra tesne pred konektor na strane dosky minimalizuje hluk vstupujúci do dosky.

Rozloženie kondenzátora
Znížte šum napájacieho zdroja a šum zvlnenia, ktorý vstupuje do dosky z napájacích a signálových káblov, navrhnutím a umiestnením oddeľovacích kondenzátorov a veľkokapacitných kondenzátorov v blízkosti elektrického vedenia alebo svoriek MCU.

Oddeľovací kondenzátor
Oddeľovací kondenzátor môže znížiť objtagPokles medzi napájacím kolíkom VCC alebo VDD a VSS v dôsledku spotreby prúdu MCU, čím sa stabilizujú merania CTSU. Použite odporúčanú kapacitu uvedenú v užívateľskej príručke MCU, umiestnite kondenzátor do blízkosti kolíka napájania a kolíka VSS. Ďalšou možnosťou je navrhnúť vzor podľa návodu na návrh hardvéru pre cieľovú rodinu MCU, ak je k dispozícii.

Hromadný kondenzátor
Hromadné kondenzátory vyhladia vlnky v MCU objtage napájací zdroj, stabilizujúci objtage medzi napájacím kolíkom MCU a VSS, čím sa stabilizujú merania CTSU. Kapacita kondenzátorov sa bude líšiť v závislosti od konštrukcie napájacieho zdroja; uistite sa, že používate vhodnú hodnotu, aby ste sa vyhli generovaniu oscilácií alebo objtage kvapka.

Viacfrekvenčné meranie
Multifrekvenčné meranie, funkcia CTSU2, je účinné pri zlepšovaní odolnosti voči vedenému šumu. Ak je vo vašom vývoji problém s odolnosťou voči rušeniu, vyberte MCU vybavenú CTSU2, aby ste mohli využiť funkciu multifrekvenčného merania. Podrobnosti nájdete v časti 3.3.1 Meranie viacerých frekvencií.

Úvahy o GND štíte a vzdialenosti elektród
Obrázok 1 zobrazuje obraz potlačenia šumu pomocou dráhy pridania vodivého šumu elektródového štítu. Umiestnenie štítu GND okolo elektródy a priblíženie štítu obklopujúceho elektródu bližšie k elektróde posilní kapacitnú väzbu medzi prstom a štítom. Šumová zložka (VNOISE) uniká do B-GND, čím sa znižuje kolísanie meracieho prúdu CTSU. Všimnite si, že čím bližšie je štít k elektróde, tým väčší je CP, čo vedie k zníženej citlivosti na dotyk. Po zmene vzdialenosti medzi tienením a elektródou potvrďte citlivosť v časti 5. Metóda vlastnej kapacity Vzory tlačidiel a charakteristiky Údaje Sprievodca dizajnom kapacitnej dotykovej elektródy CTSU (R30AN0389).

Softvérové ​​filtre

Detekcia dotyku využíva výsledky merania kapacity na určenie, či sa senzor dotkol alebo nie (ZAPNUTÝ alebo VYPNUTÝ) pomocou ovládača CTSU a softvéru modulu TOUCH. Modul CTSU vykonáva redukciu šumu na výsledkoch merania kapacity a odovzdáva údaje modulu TOUCH, ktorý určuje dotyk. Ovládač CTSU obsahuje filter kĺzavého priemeru IIR ako štandardný filter. Vo väčšine prípadov môže štandardný filter poskytnúť dostatočné SNR a odozvu. V závislosti od používateľského systému však môže byť potrebné výkonnejšie spracovanie redukcie šumu. Obrázok 5-1 zobrazuje detekciu toku údajov dotykom. Používateľské filtre možno umiestniť medzi ovládač CTSU a modul TOUCH na spracovanie hluku. Podrobné pokyny na začlenenie filtrov do projektu nájdete v poznámke k aplikácii nižšie file ako aj softvérový filter sample kód a použitie naprample projekt file. Kapacitný dotykový softvérový filter rodiny RA Sample Program (R30AN0427)

Táto časť predstavuje účinné filtre pre každý štandard EMC.

Tabuľka 5-1 Štandardné a zodpovedajúce softvérové ​​filtre EMC

EMC štandard	Očakávaný hluk	Zodpovedajúci softvérový filter
IEC61000-4-3	Náhodný hluk	IIR filter
Vyžarovaná imunita,
IEC61000-4-6	Periodický hluk	FIR filter
Vedená imunita

IIR filter
IIR filter (filter Infinite Impulse Response) vyžaduje menej pamäte a môže sa pochváliť malou výpočtovou záťažou, vďaka čomu je ideálny pre systémy s nízkou spotrebou energie a aplikácie s mnohými tlačidlami. Použitie tohto ako dolnopriepustného filtra pomáha znižovať vysokofrekvenčný šum. Je však potrebné dbať na to, že čím nižšia je medzná frekvencia, tým dlhší je čas ustálenia, čo oneskorí proces posudzovania ZAP/VYP. Jednopólový IIR filter prvého rádu sa vypočíta pomocou nasledujúceho vzorca, kde aab sú koeficienty, xn je vstupná hodnota, yn je výstupná hodnota a yn-1 je bezprostredne predchádzajúca výstupná hodnota.

Keď sa IIR filter použije ako dolnopriepustný filter, koeficienty a a b možno vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca, kde sampling frekvencia je fs a medzná frekvencia je fc.

FIR filter
Filter FIR (Finite Impulse Response filter) je vysoko stabilný filter, pri ktorom dochádza k minimálnemu zhoršeniu presnosti v dôsledku chýb vo výpočte. V závislosti od koeficientu môže byť použitý ako dolnopriepustný filter alebo pásmový filter, čím sa znižuje periodický šum aj náhodný šum, čím sa zlepšuje SNR. Pretože však sampsa uložia a vypočítajú súbory z určitého predchádzajúceho obdobia, využitie pamäte a zaťaženie výpočtov sa zvýši úmerne k dĺžke filtra. Filter FIR sa vypočíta pomocou nasledujúceho vzorca, kde L a h0 až hL-1 sú koeficienty, xn je vstupná hodnota, xn-I je vstupná hodnota predchádzajúca sample i a yn je výstupná hodnota.

Použitie napramples
Táto časť poskytuje naprampmenej šumu pomocou IIR a FIR filtrov. Tabuľka 5-2 zobrazuje podmienky filtra a Obrázok 5-2 ukazuje príkladample odstránenia náhodného hluku.

Tabuľka 5-2 Použitie filtra Pramples

Formát filtra	Podmienka 1	Podmienka 2	Poznámky
Jednopólové IIR prvého rádu	b = 0.5	b = 0.75
JEDĽA	L = 4 h0~ hL-1 = 0.25	L = 8 h0~ hL-1 = 0.125	Použite jednoduchý kĺzavý priemer

Poznámky k použitiu týkajúce sa cyklu merania
Frekvenčné charakteristiky softvérových filtrov sa menia v závislosti od presnosti meracieho cyklu. Okrem toho nemusíte získať očakávané charakteristiky filtra v dôsledku odchýlok alebo variácií v meracom cykle. Ak chcete zamerať prioritu na charakteristiky filtra, použite ako hlavné hodiny vysokorýchlostný oscilátor na čipe (HOCO) alebo externý kryštálový oscilátor. Odporúčame tiež spravovať cykly vykonávania dotykových meraní pomocou hardvérového časovača.

Slovník pojmov

Termín	Definícia
CTSU	Kapacitná dotyková snímacia jednotka. Používa sa aj v CTSU1 a CTSU2.
CTSU1	Druhá generácia CTSU IP. „1“ sa pridáva na odlíšenie od CTSU2.
CTSU2	IP CTSU tretej generácie.
Vodič CTSU	Softvér ovládača CTSU dodávaný v balíkoch Renesas Software.
Modul CTSU	Jednotka softvéru ovládača CTSU, ktorú možno vložiť pomocou inteligentného konfigurátora.
DOTYKOVÝ middleware	Middleware na spracovanie detekcie dotyku pri používaní CTSU, ktorý je súčasťou softvérových balíkov Renesas.
TOUCH modul	Jednotka midlvéru TOUCH, ktorý je možné vložiť pomocou inteligentného konfigurátora.
modul r_ctsu	Ovládač CTSU sa zobrazí v inteligentnom konfigurátore.
modul rm_touch	Modul TOUCH zobrazený v inteligentnom konfigurátore
CCO	Oscilátor riadenia prúdu. Prúdovo riadený oscilátor sa používa v kapacitných dotykových snímačoch. V niektorých dokumentoch napísané aj ako ICO.
ICO	Rovnako ako CCO.
TSCAP	Kondenzátor na stabilizáciu interného CTSU objtage.
Dampingový odpor	Rezistor sa používa na zníženie poškodenia kolíkov alebo efektov spôsobených vonkajším šumom. Podrobnosti nájdete v príručke Capacitive Touch Electrode Design Guide (R30AN0389).
VDC	Voltage Konvertor nadol. Napájací obvod pre meranie kapacitných snímačov zabudovaný v CTSU.
Viacfrekvenčné meranie	Funkcia, ktorá využíva na meranie dotyku hodiny viacerých senzorových jednotiek s rôznymi frekvenciami; označuje funkciu merania viacerých hodín.
Pulz pohonu snímača	Signál, ktorý poháňa spínaný kondenzátor.
Synchrónny šum	Šum s frekvenciou, ktorá zodpovedá impulzu pohonu snímača.
EUT	Zariadenie v teste. Označuje zariadenie, ktoré sa má testovať.
LDO	Regulátor nízkeho výpadku
PSRR	Pomer odmietnutia napájania
FSP	Flexibilný softvérový balík
FIT	Technológia integrácie firmvéru.
SIS	Systém softvérovej integrácie

História revízií

Rev.	Dátum	Popis
		Stránka	Zhrnutie
1.00	31. mája 2023	–	Počiatočná revízia
2.00	25. decembra 2023	–	Pre IEC61000-4-6
		6	Do 2.2 bol pridaný vplyv hluku v bežnom režime
		7	Pridané položky do tabuľky 2-5
		9	Upravený text v 3.1, opravený obrázok 3-1
			Upravený text v 3-2
		10	V 3.3.1 upravený text a pridaný obrázok 3-4. Vymazané vysvetlenie, ako zmeniť nastavenia pre multifrekvenčné merania a pridané vysvetlenie multifrekvenčného merania interferenčnej frekvencie Obrázok 3-5e3-5.
		11	Doplnené referenčné dokumenty do 3.2.2
		14	Pridaná poznámka týkajúca sa pripojenia GND kondenzátora TSCAP k 4.1.2.2
		15	Do 4.2.2 bola pridaná poznámka týkajúca sa návrhu rohu elektroinštalácie
		16	Pridané 4.3 Protiopatrenia proti vedenému hluku
		18	Upravená časť 5.

Všeobecné preventívne opatrenia pri manipulácii s výrobkami mikroprocesorových jednotiek a mikrokontrolérov

Nasledujúce poznámky k použitiu sa vzťahujú na všetky produkty mikroprocesorových jednotiek a mikrokontrolérov od spoločnosti Renesas. Podrobné poznámky k používaniu produktov, na ktoré sa vzťahuje tento dokument, nájdete v príslušných častiach dokumentu, ako aj vo všetkých technických aktualizáciách, ktoré boli pre produkty vydané.

1. Preventívne opatrenia proti elektrostatickému výboju (ESD)
   Silné elektrické pole, keď je vystavené CMOS zariadeniu, môže zničiť hradlový oxid a v konečnom dôsledku zhoršiť fungovanie zariadenia. Musia sa podniknúť kroky na čo najväčšie zastavenie tvorby statickej elektriny a jej rýchle rozptýlenie, keď k nej dôjde. Kontrola prostredia musí byť primeraná. Keď je suchý, mal by sa použiť zvlhčovač. Toto sa odporúča, aby ste sa vyhli používaniu izolátorov, ktoré môžu ľahko vytvárať statickú elektrinu. Polovodičové zariadenia sa musia skladovať a prepravovať v antistatickom obale, statickom tieniacom vrecku alebo vo vodivom materiáli. Všetky testovacie a meracie nástroje vrátane pracovných stolov a podláh musia byť uzemnené. Obsluha musí byť uzemnená aj pomocou remienka na zápästie. Polovodičových zariadení sa nesmiete dotýkať holými rukami. Podobné preventívne opatrenia sa musia prijať pre dosky plošných spojov s namontovanými polovodičovými zariadeniami.
2. Spracovanie pri zapnutí
   Stav produktu nie je definovaný v čase, keď je napájaný. Stavy vnútorných obvodov v LSI sú neurčité a stavy nastavení registrov a pinov sú nedefinované v čase napájania. V hotovom produkte, kde je resetovací signál privedený na externý resetovací kolík, nie sú stavy kolíkov zaručené od času, keď je napájané, až do dokončenia procesu resetovania. Podobne, stavy kolíkov v produkte, ktorý je resetovaný funkciou resetovania pri zapnutí na čipe, nie sú zaručené od okamihu, keď je napájanie privedené, kým napájanie nedosiahne úroveň, pri ktorej je resetovanie špecifikované.
3. Vstup signálu počas vypnutého stavu
   Nevkladajte signály ani vstupno-výstupný zdroj napájania, keď je zariadenie vypnuté. Injekcia prúdu, ktorá je výsledkom vstupu takéhoto signálu alebo I/O napájacieho zdroja, môže spôsobiť poruchu a abnormálny prúd, ktorý v tomto čase prechádza zariadením, môže spôsobiť degradáciu vnútorných prvkov. Postupujte podľa pokynov pre vstupný signál vo vypnutom stave, ako je popísané v dokumentácii k produktu.
4. Manipulácia s nepoužitými kolíkmi
   S nepoužitými kolíkmi zaobchádzajte podľa pokynov uvedených v návode na manipuláciu s nepoužitými kolíkmi. Vstupné kolíky produktov CMOS sú vo všeobecnosti v stave s vysokou impedanciou. Pri prevádzke s nepoužitým kolíkom v stave otvoreného obvodu sa v blízkosti LSI indukuje extra elektromagnetický šum, interne preteká súvisiaci prestrelovací prúd a dochádza k poruchám v dôsledku nesprávneho rozpoznania stavu kolíka ako vstupného signálu. sa stať možným.
5. Hodinové signály
   Po použití resetu uvoľnite resetovacie vedenie až potom, čo sa signál prevádzkových hodín ustáli. Pri prepínaní hodinového signálu počas vykonávania programu počkajte, kým sa cieľový hodinový signál stabilizuje. Keď je hodinový signál generovaný externým rezonátorom alebo externým oscilátorom počas resetovania, uistite sa, že resetovacie vedenie sa uvoľní až po úplnej stabilizácii hodinového signálu. Okrem toho pri prepínaní na hodinový signál produkovaný externým rezonátorom alebo externým oscilátorom počas vykonávania programu počkajte, kým sa cieľový hodinový signál neustáli.
6. Voltage aplikačný priebeh na vstupnom kolíku
   Skreslenie tvaru vlny v dôsledku vstupného šumu alebo odrazenej vlny môže spôsobiť poruchu. Ak vstup zariadenia CMOS zostane v oblasti medzi VIL (Max.) a VIH (Min.) kvôli šumu, napr.ample, môže dôjsť k poruche zariadenia. Dbajte na to, aby sa do zariadenia nedostalo chvenie, keď je vstupná úroveň pevná, a tiež v prechodnom období, keď vstupná úroveň prechádza oblasťou medzi VIL (Max.) a VIH (Min.).
7. Zákaz prístupu na vyhradené adresy
   Prístup na vyhradené adresy je zakázaný. Rezervované adresy sú poskytnuté pre prípadné budúce rozšírenie funkcií. Na tieto adresy nepristupujte, pretože nie je zaručená správna činnosť LSI.
8. Rozdiely medzi produktmi
   Pred prechodom z jedného produktu na druhý, naprample, na produkt s iným číslom dielu, potvrďte, že zmena nepovedie k problémom. Charakteristiky produktov mikroprocesorovej jednotky alebo jednotky mikrokontroléra v rovnakej skupine, ale s iným číslom dielu, sa môžu líšiť z hľadiska kapacity vnútornej pamäte, vzoru rozloženia a iných faktorov, ktoré môžu ovplyvniť rozsah elektrických charakteristík, ako sú charakteristické hodnoty. , prevádzkové rezervy, odolnosť voči hluku a množstvo vyžarovaného hluku. Pri prechode na produkt s iným číslom dielu vykonajte pre daný produkt test hodnotenia systému.

Všimnite si

1. Opis obvodov, softvéru a ďalšie súvisiace informácie v tomto dokumente slúžia len na ilustráciu činnosti polovodičových produktov a aplikácií napr.amples. Ste plne zodpovední za začlenenie alebo akékoľvek iné použitie obvodov, softvéru a informácií pri návrhu vášho produktu alebo systému. Renesas Electronics sa zrieka akejkoľvek zodpovednosti za akékoľvek straty a škody, ktoré vám alebo tretím stranám vzniknú v dôsledku používania týchto obvodov, softvéru alebo informácií.
2. Spoločnosť Renesas Electronics sa týmto výslovne zrieka akýchkoľvek záruk a zodpovednosti za porušenie alebo akékoľvek iné nároky týkajúce sa patentov, autorských práv alebo iných práv duševného vlastníctva tretích strán zo strany alebo vyplývajúce z používania produktov Renesas Electronics alebo technických informácií opísaných v tomto dokumente, vrátane nie sú obmedzené na údaje o produkte, nákresy, grafy, programy, algoritmy a aplikácie napramples.
3. Na základe patentov, autorských práv alebo iných práv duševného vlastníctva spoločnosti Renesas Electronics alebo iných sa týmto neudeľuje žiadna licencia, výslovná, implicitná ani iná.
4. Zodpovedáte za určenie, aké licencie sa vyžadujú od akýchkoľvek tretích strán, a za získanie takýchto licencií na zákonný dovoz, vývoz, výrobu, predaj, používanie, distribúciu alebo inú likvidáciu akýchkoľvek produktov obsahujúcich produkty Renesas Electronics, ak je to potrebné.
5. Nesmiete meniť, upravovať, kopírovať ani spätne analyzovať žiadny produkt Renesas Electronics, či už ako celok alebo jeho časť. Renesas Electronics sa zrieka akejkoľvek zodpovednosti za akékoľvek straty alebo škody, ktoré vzniknú vám alebo tretím stranám v dôsledku takejto zmeny, úpravy, kopírovania alebo spätného inžinierstva.
6. Produkty Renesas Electronics sú klasifikované podľa nasledujúcich dvoch stupňov kvality: „Štandardná“ a „Vysoká kvalita“. Zamýšľané aplikácie pre každý produkt Renesas Electronics závisia od stupňa kvality produktu, ako je uvedené nižšie.
   „Štandard“: Počítače; kancelárska technika; komunikačné zariadenia; testovacie a meracie zariadenia; zvukové a vizuálne zariadenia; domáce elektronické spotrebiče; obrábacie stroje; osobné elektronické zariadenia; priemyselné roboty; atď.
   „Vysoká kvalita“: Dopravné zariadenia (automobily, vlaky, lode atď.); riadenie dopravy (semafory); veľké komunikačné zariadenia; kľúčové finančné terminálové systémy; bezpečnostné kontrolné zariadenia; atď.
   Pokiaľ nie je v údajovom liste Renesas Electronics alebo inom dokumente Renesas Electronics výslovne uvedené ako produkt s vysokou spoľahlivosťou alebo produkt do drsného prostredia, produkty Renesas Electronics nie sú určené ani autorizované na použitie v produktoch alebo systémoch, ktoré môžu predstavovať priamu hrozbu pre ľudský život. alebo telesné zranenia (umelé zariadenia alebo systémy na podporu života; chirurgické implantácie atď.) alebo môžu spôsobiť vážne škody na majetku (vesmírny systém; podmorské opakovače; systémy riadenia jadrovej energie; riadiace systémy lietadiel; kľúčové systémy rastlín; vojenské vybavenie atď.). Renesas Electronics sa zrieka akejkoľvek zodpovednosti za akékoľvek škody alebo straty, ktoré vzniknú vám alebo akýmkoľvek tretím stranám v dôsledku používania akéhokoľvek produktu Renesas Electronics, ktorý nie je v súlade s akýmkoľvek údajovým listom spoločnosti Renesas Electronics, užívateľskou príručkou alebo iným dokumentom Renesas Electronics.
7. Žiadny polovodičový produkt nie je bezpečný. Bez ohľadu na akékoľvek bezpečnostné opatrenia alebo funkcie, ktoré môžu byť implementované v hardvérových alebo softvérových produktoch Renesas Electronics, spoločnosť Renesas Electronics nenesie žiadnu zodpovednosť vyplývajúcu z akejkoľvek zraniteľnosti alebo narušenia bezpečnosti, vrátane, ale nie výlučne, akéhokoľvek neoprávneného prístupu alebo používania produktu Renesas Electronics alebo systém, ktorý využíva produkt Renesas Electronics. RENESAS ELECTRONICS NEZARUČUJE ANI NEZARUČUJE, ŽE VÝROBKY RENESAS ELECTRONICS ALEBO AKÉKOĽVEK SYSTÉMY VYTVORENÉ POUŽITÍM PRODUKTOV RENESAS ELECTRONICS BUDÚ NEZRANITEĽNÉ ALEBO BEZ PORUŠENIA, ÚTOKOV, VÍRUSOV, RUŠENIA, RUŠENIE, HORENIE Problémy so zraniteľnosťou”) . RENESAS ELECTRONICS ODMIETA AKÚKOĽVEK ZODPOVEDNOSŤ ALEBO ZODPOVEDNOSŤ VYPLÝVAJÚCE Z ALEBO SÚVISIACE S AKÝMIKOĽVEK OTÁZKAMI ZRANITEĽNOSTI. ĎALEJ, V ROZSAHU POVOLENOM PLATNÝM ZÁKONOM, RENESAS ELECTRONICS ODMIETA AKÉKOĽVEK A VŠETKY ZÁRUKY, VÝSLOVNÉ ALEBO IMPLICITNÉ, TÝKAJÚCE SA TOHTO DOKUMENTU A AKÉHOKOĽVEK SÚVISIACEHO ALEBO SPRIEVODNÉHO SOFTVÉRU ALEBO HARDWARE IMPLIMENTU, IMPLIMENTU ILITY ALEBO VHODNOSŤ PRE KONKRÉTNU ÚČEL.
8. Pri používaní produktov Renesas Electronics sa riaďte najnovšími informáciami o produktoch (údajové listy, používateľské príručky, poznámky k aplikácii, „Všeobecné poznámky pre manipuláciu a používanie polovodičových zariadení“ v príručke spoľahlivosti atď.) a uistite sa, že podmienky používania sú v rámci rozsahu špecifikované spoločnosťou Renesas Electronics týkajúce sa maximálnych hodnôt, prevádzkového napájania objtagRozsah, charakteristiky rozptylu tepla, inštalácia atď. Renesas Electronics sa zrieka akejkoľvek zodpovednosti za akúkoľvek poruchu, poruchu alebo nehodu, ktorá vznikne v dôsledku používania produktov Renesas Electronics mimo týchto špecifikovaných rozsahov.
9. Hoci sa Renesas Electronics snaží zlepšiť kvalitu a spoľahlivosť produktov Renesas Electronics, polovodičové produkty majú špecifické vlastnosti, ako je výskyt porúch pri určitej rýchlosti a poruchy za určitých podmienok používania. Pokiaľ nie sú v údajovom liste Renesas Electronics alebo v inom dokumente Renesas Electronics označené ako produkt s vysokou spoľahlivosťou alebo produkt do drsného prostredia, produkty Renesas Electronics nepodliehajú dizajnu odolnosti voči žiareniu. Zodpovedáte za implementáciu bezpečnostných opatrení na ochranu pred možnosťou telesného zranenia, zranenia alebo škody spôsobenej požiarom a/alebo nebezpečenstvom pre verejnosť v prípade zlyhania alebo nesprávneho fungovania produktov Renesas Electronics, ako je bezpečnostný dizajn hardvéru a softvér vrátane, ale nie výlučne, redundancie, protipožiarnej ochrany a prevencie porúch, vhodného ošetrenia proti starnutiu alebo akýchkoľvek iných vhodných opatrení. Pretože samotné hodnotenie mikropočítačového softvéru je veľmi ťažké a nepraktické, ste zodpovední za hodnotenie bezpečnosti finálnych produktov alebo systémov, ktoré vyrábate.
10. Kontaktujte prosím predajnú kanceláriu Renesas Electronics pre podrobnosti týkajúce sa environmentálnych záležitostí, ako je environmentálna kompatibilita každého produktu Renesas Electronics. Zodpovedáte za dôkladné a dostatočné preskúmanie príslušných zákonov a nariadení, ktoré upravujú zahrnutie alebo používanie kontrolovaných látok, vrátane, bez obmedzenia, smernice EÚ RoHS a používania produktov Renesas Electronics v súlade so všetkými týmito platnými zákonmi a nariadeniami. Renesas Electronics sa zrieka akejkoľvek zodpovednosti za škody alebo straty, ku ktorým dôjde v dôsledku nedodržania platných zákonov a predpisov.
11. Produkty a technológie Renesas Electronics sa nesmú používať ani začleňovať do žiadnych produktov alebo systémov, ktorých výroba, používanie alebo predaj je zakázaný akýmikoľvek platnými domácimi alebo zahraničnými zákonmi alebo predpismi. Musíte dodržiavať všetky príslušné zákony a predpisy na kontrolu vývozu vyhlásené a spravované vládami krajín, ktoré uplatňujú jurisdikciu nad stranami alebo transakciami.
12. Je zodpovednosťou kupujúceho alebo distribútora produktov Renesas Electronics alebo akejkoľvek inej strany, ktorá distribuuje, likviduje alebo inak predáva alebo prevádza produkt na tretiu stranu, vopred upozorniť takúto tretiu stranu na obsah a podmienky uvedené v tento dokument.
13. Bez predchádzajúceho písomného súhlasu spoločnosti Renesas Electronics sa tento dokument nesmie pretlačovať, reprodukovať ani duplikovať v akejkoľvek forme, či už ako celok alebo po častiach.
14. Ak máte akékoľvek otázky týkajúce sa informácií obsiahnutých v tomto dokumente alebo produktov Renesas Electronics, kontaktujte predajnú kanceláriu Renesas Electronics.

• (Poznámka 1) „Renesas Electronics“, ako sa používa v tomto dokumente, znamená spoločnosť Renesas Electronics Corporation a zahŕňa aj jej priamo alebo nepriamo kontrolované dcérske spoločnosti.
• (Poznámka 2) „Produkty Renesas Electronics“ znamenajú akýkoľvek produkt vyvinutý alebo vyrobený spoločnosťou Renesas Electronics alebo pre ňu.

Ústredie spoločnosti
TOYOSU FORESIA, 3-2-24 Toyosu, Koto-ku, Tokio 135-0061, Japonsko www.renesas.com

Ochranné známky
Renesas a logo Renesas sú ochranné známky spoločnosti Renesas Electronics Corporation. Všetky ochranné známky a registrované ochranné známky sú majetkom ich príslušných vlastníkov.

Kontaktné údaje
Ďalšie informácie o produkte, technológii, najaktuálnejšej verzii dokumentu alebo o najbližšom obchodnom zastúpení nájdete na www.renesas.com/contact/.

• 2023 Renesas Electronics Corporation. Všetky práva vyhradené.

Dokumenty / zdroje

MCU kapacitného snímača RENESAS RA2E1 [pdf] Používateľská príručka RA2E1, RX Family, RA Family, RL78 Family, RA2E1 Kapacitný senzor MCU, RA2E1, Kapacitný senzor MCU, Senzor MCU

Referencie

• Používateľská príručka