RENESAS RA2E1 Kapasitif Sensör MCU

Kapasitif Sensör MCU
Kapasitif Dokunmatik Gürültü Bağışıklığı Kılavuzu

giriiş
Renesas Kapasitif Dokunmatik Sensör Birimi (CTSU), istenmeyen sahte elektrik sinyalleri (gürültü) tarafından oluşturulan kapasitanstaki küçük değişiklikleri algılayabildiği için çevresindeki ortamdaki gürültüye karşı hassas olabilir. Bu gürültünün etkisi donanım tasarımına bağlı olabilir. Bu nedenle, tasarım aşamasında karşı önlemler almaktagÇevresel gürültüye dayanıklı bir CTSU MCU'ya ve etkili ürün geliştirmeye yol açacaktır. Bu uygulama notu, IEC'nin gürültü bağışıklığı standartlarına (IEC61000-4) göre Renesas Kapasitif Dokunmatik Sensör Ünitesi'ni (CTSU) kullanan ürünler için gürültü bağışıklığını iyileştirmenin yollarını açıklamaktadır.

Hedef cihaz
RX Ailesi, RA Ailesi, RL78 Ailesi MCU'ları ve CTSU'yu (CTSU, CTSU2, CTSU2L, CTSU2La, CTSU2SL) yerleştiren Renesas Synergy™

Bu uygulama notunda ele alınan standartlar 

• IEC-61000-4-3
• IEC-61000-4-6

Üzerindeview

CTSU, bir elektrota dokunulduğunda elektrik yükünden kaynaklanan statik elektrik miktarını ölçer. Ölçüm sırasında gürültü nedeniyle dokunmatik elektrotun potansiyeli değişirse, şarj akımı da değişir ve ölçülen değeri etkiler. Özellikle, ölçülen değerdeki büyük bir dalgalanma, dokunma eşiğini aşabilir ve cihazın arızalanmasına neden olabilir. Ölçülen değerdeki küçük dalgalanmalar, doğrusal ölçümler gerektiren uygulamaları etkileyebilir. CTSU kapasitif dokunmatik sistemleri için gürültü bağışıklığı düşünülürken CTSU kapasitif dokunmatik algılama davranışı ve kart tasarımı hakkında bilgi sahibi olmak önemlidir. İlk kez CTSU kullananlara, aşağıdaki ilgili belgeleri inceleyerek CTSU ve kapasitif dokunmatik prensipleri hakkında bilgi edinmelerini öneririz.

• Kapasitif dokunmatik algılama ve CTSU ile ilgili temel bilgiler
• Kapasitif Sensör MCU'ları için Kapasitif Dokunmatik Kullanıcı Kılavuzu (R30AN0424)
• Donanım kartı tasarımına ilişkin bilgiler
  Kapasitif Sensör Mikrodenetleyiciler – CTSU Kapasitif Dokunmatik Elektrot Tasarım Kılavuzu (R30AN0389)
• CTSU sürücü (CTSU modülü) yazılımı hakkında bilgi
  RA Ailesi Renesas Esnek Yazılım Paketi (FSP) Kullanıcı Kılavuzu (Web Sürüm – HTML)
  API Başvurusu > Modüller > CapTouch > CTSU (r_ctsu)
  RL78 Ailesi CTSU Modülü Yazılım Entegrasyon Sistemi (R11AN0484)
  RX Ailesi QE CTSU Modülü Ürün Yazılımı Entegrasyon Teknolojisi (R01AN4469)
• Dokunmatik ara yazılım (TOUCH modülü) Yazılımı hakkında bilgi
  RA Ailesi Renesas Esnek Yazılım Paketi (FSP) Kullanıcı Kılavuzu (Web Sürüm – HTML)
  API Başvurusu > Modüller > CapTouch > Dokunma (rm_touch)
  RL78 Ailesi TOUCH Modül Yazılım Entegrasyon Sistemi (R11AN0485)
  RX Ailesi QE Dokunmatik Modül Ürün Yazılımı Entegrasyon Teknolojisi (R01AN4470)
• Kapasitif Dokunmatik için QE hakkında bilgi (kapasitif dokunmatik uygulama geliştirme destek aracı)
  Kapasitif Dokunmatik Uygulamaları Geliştirmek İçin QE ve FSP Kullanımı (R01AN4934)
  Kapasitif Dokunmatik Uygulamaları Geliştirmek İçin QE ve FIT Kullanımı (R01AN4516)
  Kapasitif Dokunmatik Uygulamaları Geliştirmek İçin QE ve SIS Kullanan RL78 Ailesi (R01AN5512)
  Kapasitif Dokunmatik Uygulamaları Geliştirmek İçin QE'nin Bağımsız Sürümünü Kullanan RL78 Ailesi (R01AN6574)

Gürültü Türleri ve Karşı Önlemler

EMC Standartları
Tablo 2-1, EMC standartlarının bir listesini sunar. Gürültü, hava boşlukları ve bağlantı kabloları aracılığıyla sisteme sızarak işlemleri etkileyebilir. Bu liste, IEC 61000 standartlarını örnek olarak sunarampGeliştiricilerin CTSU kullanan sistemler için düzgün operasyonları garantilemek için farkında olmaları gereken gürültü türlerini tanımlamak için. Daha fazla ayrıntı için lütfen IEC 61000'in en son sürümüne bakın.

Tablo 2-1 EMC Test Standartları (IEC 61000)

Test Açıklaması	Üzerindeview	Standart
Radyasyon Bağışıklık Testi	Nispeten yüksek frekanslı RF gürültüsüne karşı bağışıklık testi	IEC61000-4-3
Gerçekleştirilen Bağışıklık Testi	Nispeten düşük frekanslı RF gürültüsüne karşı bağışıklık testi	IEC61000-4-6
Elektrostatik Deşarj Testi (ESD)	Elektrostatik deşarja karşı bağışıklık testi	IEC61000-4-2
Elektriksel Hızlı Geçiş/Patlama Testi (EFT/B)	Güç besleme hatlarına vb. verilen sürekli darbeli geçici tepkiye karşı bağışıklık testi.	IEC61000-4-4

Tablo 2-2, bağışıklık testi için performans kriterini listeler. Performans kriterleri EMC bağışıklık testleri için belirtilir ve sonuçlar test sırasında ekipmanın çalışmasına göre değerlendirilir (EUT). Performans kriterleri her standart için aynıdır.

Tablo 2-2 Bağışıklık Testi için Performans Kriterleri

Performans Kriteri	Tanım
A	Ekipman, test sırasında ve sonrasında amaçlandığı şekilde çalışmaya devam edecektir. Ekipmanın amacına uygun kullanılması durumunda, üretici tarafından belirlenen performans seviyesinin altına düşülmesine veya işlev kaybına izin verilmez.
B	Ekipman, test sırasında ve sonrasında amaçlandığı şekilde çalışmaya devam edecektir. Ekipman amaçlandığı şekilde kullanıldığında, üretici tarafından belirtilen performans seviyesinin altında performans düşüşüne veya işlev kaybına izin verilmez. Ancak test sırasında performans düşüşüne izin verilir. Gerçek çalışma durumunda veya depolanan verilerde hiçbir değişikliğe izin verilmez.
C	Fonksiyonun kendiliğinden düzelebilmesi veya kontrollerin çalıştırılmasıyla tekrar kazanılabilmesi koşuluyla, geçici fonksiyon kaybına izin verilir.

RF Gürültü Önlemleri

RF gürültüsü, televizyon ve radyo yayıncılığı, mobil cihazlar ve diğer elektrikli ekipmanlar tarafından kullanılan radyo frekanslarının elektromanyetik dalgalarını gösterir. RF gürültüsü doğrudan bir PCB'ye sızabilir veya güç kaynağı hattı ve diğer bağlı kablolar aracılığıyla girebilir. Gürültü karşı önlemleri, ilki için kartta, ikincisi için sistem düzeyinde, örneğin güç kaynağı hattı üzerinden uygulanmalıdır. CTSU, kapasitansı elektrik sinyaline dönüştürerek ölçer. Dokunma nedeniyle kapasitanstaki değişim son derece küçüktür, bu nedenle normal dokunma algılamasını sağlamak için sensör pimi ve sensörün güç kaynağının kendisi RF gürültüsünden korunmalıdır. RF gürültü bağışıklığını test etmek için farklı test frekanslarına sahip iki test mevcuttur: IEC 61000-4-3 ve IEC 61000-4-6.

IEC61000-4-3, radyasyon bağışıklığı testidir ve radyo frekanslı elektromanyetik alandan gelen bir sinyali doğrudan EUT'ye uygulayarak gürültü bağışıklığını değerlendirmek için kullanılır. RF elektromanyetik alanı 80MHz ila 1GHz veya daha yüksek aralıktadır ve bu da yaklaşık 3.7m ila 30cm'lik dalga boylarına dönüşür. Bu dalga boyu ve PCB'nin uzunluğu benzer olduğundan, desen bir anten görevi görebilir ve CTSU ölçüm sonuçlarını olumsuz etkileyebilir. Ayrıca, her bir dokunmatik elektrot için kablolama uzunluğu veya parazit kapasitansı farklıysa, etkilenen frekans her bir terminal için farklı olabilir. Radyasyon bağışıklığı testiyle ilgili ayrıntılar için Tablo 2-3'e bakın.

Tablo 2-3 Radyasyon Bağışıklık Testi

Frekans Aralığı	Test Seviyesi	Test Alanı Gücü
80MHz-1GHz Test sürümüne bağlı olarak 2.7 GHz'e kadar veya 6.0 GHz'e kadar	1	1 V/dk
	2	3 V/dk
	3	10 V/dk
	4	30 V/dk
	X	Ayrı ayrı belirtilmiş

IEC 61000-4-6, yürütülen bir bağışıklık testidir ve yayılan bağışıklık testinden daha düşük bir aralık olan 150 kHz ile 80 MHz arasındaki frekansları değerlendirmek için kullanılır. Bu frekans bandının birkaç metre veya daha uzun bir dalga boyu vardır ve 150 kHz'lik dalga boyu yaklaşık 2 km'ye ulaşır. Bu uzunluktaki bir RF elektromanyetik alanını doğrudan EUT'ye uygulamak zor olduğundan, düşük frekanslı dalgaların etkisini değerlendirmek için doğrudan EUT'ye bağlı bir kabloya bir test sinyali uygulanır. Daha kısa dalga boyları esas olarak güç kaynağı ve sinyal kablolarını etkiler. ÖrneğinampÖrneğin, bir frekans bandı güç kablosunu ve güç kaynağını etkileyen bir gürültüye neden oluyorsatage dengesizleşirse, CTSU ölçüm sonuçları tüm pinlerdeki gürültüden etkilenebilir. Tablo 2-4, yürütülen bağışıklık testinin ayrıntılarını sağlar.

Tablo 2-4 Gerçekleştirilen Bağışıklık Testi

Frekans Aralığı	Test Seviyesi	Test Alanı Gücü
150 kHz-80 MHz	1	1 V rms
	2	3 V rms
	3	10 V rms
	X	Ayrı ayrı belirtilmiş

Sistem GND veya MCU VSS terminalinin ticari bir güç kaynağı toprak terminaline bağlanmadığı bir AC güç kaynağı tasarımında, iletilen gürültü doğrudan ortak mod gürültüsü olarak karta girebilir ve bu da bir düğmeye dokunulduğunda CTSU ölçüm sonuçlarında gürültüye neden olabilir.

Şekil 2-1 Ortak Mod Gürültü Giriş Yolunu ve Şekil 2-2 Ortak Mod Gürültüsü ile Ölçüm Akımı Arasındaki İlişkiyi gösterir. Kart GND (B-GND) perspektifinden, ortak mod gürültüsü, gürültü toprak GND'sine (E-GND) bindirildikçe dalgalanıyor gibi görünür. Ayrıca, dokunmatik elektroda (PAD) dokunan parmak (insan vücudu) kaçak kapasitans nedeniyle E-GND'ye bağlandığından, ortak mod gürültüsü iletilir ve E-GND ile aynı şekilde dalgalanıyor gibi görünür. Bu noktada PAD'e dokunulursa, ortak mod gürültüsünün oluşturduğu gürültü (VNOISE), parmak ve PAD tarafından oluşturulan kapasitans Cf'ye uygulanır ve CTSU tarafından ölçülen şarj akımının dalgalanmasına neden olur. Şarj akımındaki değişiklikler, bindirilmiş gürültüye sahip dijital değerler olarak görünür. Ortak mod gürültüsü, CTSU'nun sürücü darbe frekansı ve harmonikleriyle eşleşen frekans bileşenlerini içeriyorsa, ölçüm sonuçları önemli ölçüde dalgalanabilir. Tablo 2-5, RF gürültü bağışıklığını iyileştirmek için gereken karşı önlemlerin bir listesini sunar. Karşı önlemlerin çoğu, hem yayılan bağışıklığın hem de iletilen bağışıklığın iyileştirilmesi için ortaktır. Lütfen her geliştirme adımı için listelenen her ilgili bölümün bölümüne bakın.

Tablo 2-5 RF Gürültü Bağışıklığı İyileştirmeleri için Gerekli Karşı Önlemlerin Listesi

Geliştirme Adımı	Tasarım Sırasında Gerekli Karşı Önlemler	Karşılık Gelen Bölümler
MCU seçimi (CTSU fonksiyon seçimi)	Gürültü bağışıklığının öncelikli olduğu durumlarda CTSU2 gömülü bir MCU kullanılması önerilir. · CTSU2 gürültü önleme karşı önlem işlevlerini etkinleştirin: ¾ Çoklu frekans ölçümü ¾ Aktif kalkan ¾ Etkin bir kalkan kullanıldığında ölçüm dışı kanal çıkışına ayarlayın   Or · CTSU gürültü önleme tedbiri işlevlerini etkinleştirin: ¾ Rastgele faz kaydırma fonksiyonu ¾ Yüksek frekanslı gürültü azaltma fonksiyonu	3.3.1   Çoklu frekans ölçümü 3.3.2    Aktif Kalkan 3.3.3    Ölçüm Dışı Kanal Çıktı Seçimi       3.2.1   Rastgele Faz Kaydırma Fonksiyonu 3.2.2    Yüksek Frekanslı Gürültü Azaltma Fonksiyonu (spread) spektrum fonksiyonu)
Donanım tasarımı	· Önerilen elektrot desenini kullanarak kart tasarımı   · Düşük gürültülü çıkış için bir güç kaynağı kullanın · GND desen tasarım önerisi: topraklanmış bir sistemde ortak mod gürültü önleme için parçalar kullanın       · Sensör pimindeki gürültü sızma seviyesini d'yi ayarlayarak azaltınampdirenç değeri. · Yerleştir dampİletişim hattındaki direnç · MCU güç besleme hattına uygun kapasitörü tasarlayın ve yerleştirin	4.1.1 Dokunmatik Elektrot Deseni Tasarımlar 4.1.2.1  Cilttage Tedarik Tasarımı 4.1.2.2  GND Desen Tasarımı 4.3.1 Ortak Mod Filtresi 4.3.4 GND için hususlar Kalkan ve Elektrot Mesafesi     4.2.1  TS Pimi Dampinmek Rezistans 4.2.2  Dijital Sinyal Gürültüsü 4.3.4 GND için hususlar Kalkan ve Elektrot Mesafesi
Yazılım uygulaması	Ölçülen değerler üzerindeki gürültünün etkisini azaltmak için yazılım filtresini ayarlayın · IIR hareketli ortalama (çoğu rastgele gürültü durumu için etkilidir) · FIR hareketli ortalaması (belirtilen periyodik gürültü için)	5.1   IIR Filtresi   5.2  Köknar Filtresi

ESD Gürültüsü (elektrostatik deşarj)

Elektrostatik deşarj (ESD), iki yüklü nesne temas halinde olduğunda veya yakın mesafede bulunduğunda üretilir. İnsan vücudunda biriken statik elektrik, bir kaplamanın içinden bile bir cihaz üzerindeki elektrotlara ulaşabilir. Elektroda uygulanan elektrostatik enerji miktarına bağlı olarak, CTSU ölçüm sonuçları etkilenebilir ve cihazın kendisine zarar verebilir. Bu nedenle, kart devresindeki koruma cihazları, kart kaplamaları ve cihaz için koruyucu muhafaza gibi sistem düzeyinde karşı önlemler alınmalıdır. IEC 61000-4-2 standardı, ESD bağışıklığını test etmek için kullanılır. Tablo 2-6, ESD test ayrıntılarını sağlar. Ürünün hedef uygulaması ve özellikleri, gerekli test seviyesini belirleyecektir. Daha fazla ayrıntı için IEC 61000-4-2 standardına bakın. ESD dokunmatik elektroda ulaştığında, anında birkaç kV'luk bir potansiyel farkı üretir. Bu, CTSU ölçülen değerinde darbe gürültüsünün oluşmasına neden olarak ölçüm doğruluğunu azaltabilir veya aşırı gerilim tespiti nedeniyle ölçümü durdurabilir.tage veya aşırı akım. Yarı iletken cihazların ESD'nin doğrudan uygulanmasına dayanacak şekilde tasarlanmadığını unutmayın. Bu nedenle, ESD testi bitmiş ürün üzerinde, cihaz kasası tarafından korunan kartla yapılmalıdır. Kartın kendisine uygulanan karşı önlemler, ESD'nin herhangi bir nedenle karta girmesi gibi nadir durumlarda devreyi korumak için güvenli önlemlerdir.

Tablo 2-6 ESD Testi

Test Seviyesi	Test Hacmitage
	İletişim Deşarjı	Hava tahliyesi
1	2 kV	2 kV
2	4 kV	4 kV
3	6 kV	8 kV
4	8 kV	15 kV
X	Ayrı ayrı belirtilmiş	Ayrı ayrı belirtilmiş

EFT Gürültüsü (Elektriksel Hızlı Geçişler)
Elektrikli ürünler, güç kaynağının dahili yapılandırması veya röle anahtarlarındaki titreşim gürültüsü nedeniyle güç açıldığında geri elektromotor kuvveti gibi Elektriksel Hızlı Geçişler (EFT) adı verilen bir fenomen üretir. Birden fazla elektrikli ürünün bir şekilde bağlandığı ortamlarda, örneğin güç şeritlerinde, bu gürültü güç kaynağı hatlarından geçebilir ve diğer ekipmanların çalışmasını etkileyebilir. Paylaşımlı bir güç şeridine takılı olmayan elektrikli ürünlerin güç hatları ve sinyal hatları bile, gürültü kaynağının güç hatlarına veya sinyal hatlarına yakın olmaları nedeniyle hava yoluyla etkilenebilir. IEC 61000-4-4 standardı, EFT bağışıklığını test etmek için kullanılır. IEC 61000-4-4, EUT güç ve sinyal hatlarına periyodik EFT sinyalleri enjekte ederek bağışıklığı değerlendirir. EFT gürültüsü, CTSU ölçüm sonuçlarında periyodik bir darbe üretir ve bu da sonuçların doğruluğunu düşürebilir veya yanlış dokunma algılamasına neden olabilir. Tablo 2-7, EFT/B (Elektriksel Hızlı Geçiş Patlaması) test ayrıntılarını sağlar.

Tablo 2-7 EFT/B Testi

Test Seviyesi	Açık Devre Test Hacmitage (tepe)		Darbe tekrarlama frekansı (PRF)
	Güç Kaynağı Hat/Topraklama Teli	Sinyal/Kontrol Hattı
1	0.5 kV	0.25 kV	5 kHz veya 100 kHz
2	1 kV	0.5 kV
3	2 kV	1 kV
4	4 kV	2 kV
X	Ayrı ayrı belirtilmiş		Ayrı ayrı belirtilmiş

CTSU Gürültü Önleme Fonksiyonları

CTSU'lar gürültü önleme işlevleriyle donatılmıştır, ancak her işlevin kullanılabilirliği kullandığınız MCU ve CTSU sürümüne bağlı olarak farklılık gösterir. Yeni bir ürün geliştirmeden önce her zaman MCU ve CTSU sürümlerini doğrulayın. Bu bölüm, her CTSU sürümü arasındaki gürültü önleme işlevlerindeki farklılıkları açıklar.

Gürültünün Ölçüm Prensipleri ve Etkisi
CTSU, her ölçüm döngüsü için şarj ve deşarjı birden çok kez tekrarlar. Her şarj veya deşarj akımı için ölçüm sonuçları toplanır ve nihai ölçüm sonucu kayıtta saklanır. Bu yöntemde, birim zaman başına ölçüm sayısı, tahrik darbe frekansı artırılarak artırılabilir, böylece dinamik aralık (DR) iyileştirilebilir ve son derece hassas CTSU ölçümleri gerçekleştirilebilir. Öte yandan, dış gürültü, şarj veya deşarj akımında değişikliklere neden olur. Periyodik gürültünün üretildiği bir ortamda, Sensör Sayacı Kaydında saklanan ölçüm sonucu, bir yöndeki akım miktarındaki artış veya azalış nedeniyle dengelenir. Bu tür gürültüyle ilgili etkiler, nihayetinde ölçüm doğruluğunu azaltır. Şekil 3-1, periyodik gürültüden kaynaklanan şarj akımı hatasının bir görüntüsünü göstermektedir. Periyodik gürültü olarak ortaya çıkan frekanslar, sensör tahrik darbe frekansı ve onun harmonik gürültüsüyle eşleşen frekanslardır. Periyodik gürültünün yükselen veya düşen kenarı SW1 AÇIK periyoduyla senkronize edildiğinde ölçüm hataları daha büyüktür. CTSU, bu periyodik gürültüye karşı koruma olarak donanım düzeyinde gürültü karşı önlem işlevleriyle donatılmıştır.

CTSU1
CTSU1, rastgele faz kaydırma fonksiyonu ve yüksek frekanslı gürültü azaltma fonksiyonu (yayılmış spektrum fonksiyonu) ile donatılmıştır. Sensör tahrik darbe frekansının temel harmonikleri ve gürültü frekansı eşleştiğinde ölçülen değer üzerindeki etki azaltılabilir. Sensör tahrik darbe frekansının maksimum ayar değeri 4.0 MHz'dir.

Rastgele Faz Kaydırma Fonksiyonu
Şekil 3-2, rastgele faz kaydırma işlevi kullanılarak gürültünün senkronizasyonunun bir görüntüsünü gösterir. Sensör tahrik darbesinin fazını rastgele zamanlamayla 180 derece değiştirerek, periyodik gürültü nedeniyle akımdaki tek yönlü artış/azalış, ölçüm doğruluğunu artırmak için rastgele hale getirilebilir ve düzeltilebilir. Bu işlev CTSU modülünde ve TOUCH modülünde her zaman etkindir.

Yüksek Frekanslı Gürültü Azaltma Fonksiyonu (yaygın spektrum fonksiyonu)
Yüksek frekanslı gürültü azaltma işlevi, kasıtlı olarak eklenen titreşimle sensör tahrik darbe frekansını ölçer. Daha sonra ölçüm hatasının tepe noktasını dağıtmak ve ölçüm doğruluğunu artırmak için senkronizasyon noktasını senkron gürültüyle rastgele ayarlar. Bu işlev, kod üretimiyle CTSU modül çıkışında ve TOUCH modül çıkışında her zaman etkindir.

CTSU2

Çoklu frekans ölçümü
Çoklu frekans ölçümü, farklı frekanslara sahip birden fazla sensör tahrik darbe frekansı kullanır. Her tahrik darbe frekansında paraziti önlemek için yayılmış spektrum kullanılmaz. Bu fonksiyon, sensör tahrik darbe frekansındaki senkron gürültüye ve dokunmatik elektrot deseni aracılığıyla gelen gürültüye karşı etkili olduğu için iletilen ve yayılan RF gürültüsüne karşı bağışıklığı artırır. Şekil 3-3, çoklu frekans ölçümünde ölçülen değerlerin nasıl seçildiğinin bir görüntüsünü gösterir ve Şekil 3-4, aynı ölçüm yönteminde gürültü frekanslarının ayrılmasının bir görüntüsünü gösterir. Çoklu frekans ölçümü, ölçüm doğruluğunu artırmak için birden fazla frekansta alınan ölçüm grubundan gürültüden etkilenen ölçüm sonuçlarını atar.

CTSU sürücüsü ve TOUCH ara yazılım modüllerini içeren uygulama projelerinde (FSP, FIT veya SIS belgelerine bakın), “Kapasitif Dokunmatik için QE” ayarlama aşaması yürütüldüğünde, çoklu frekans ölçüm parametreleri otomatik olarak oluşturulur ve çoklu frekans ölçümü kullanılabilir. Ayarlama aşamasında gelişmiş ayarları etkinleştirerek, parametreler daha sonra manuel olarak ayarlanabilir. Gelişmiş mod çoklu saat ölçüm ayarlarıyla ilgili ayrıntılar için bkz. Kapasitif Dokunmatik Gelişmiş Mod Parametre Kılavuzu (R30AN0428EJ0100)Şekil 3-5 bir örneği göstermektedirampÇoklu Frekans Ölçümünde Girişim Frekansının lesi. Bu örnekample, ölçüm frekansı 1MHz olarak ayarlandığında ve dokunmatik elektroda dokunulduğunda karta ortak mod iletim gürültüsü uygulandığında görünen girişim frekansını gösterir. Grafik (a), otomatik ayarlamadan hemen sonraki ayarı gösterir; ölçüm frekansı, 12.5MHz'lik 2. frekansa göre 12.5. frekans için +%3 ve 1. frekans için -%1 olarak ayarlanır. Grafik, her ölçüm frekansının gürültüye karıştığını doğrular. Grafik (b), bir örnek gösterirampÖlçüm frekansının manuel olarak ayarlandığı le; ölçüm frekansı 20.3MHz'lik 2. frekansa göre 9.4. frekans için -%3 ve 1. frekans için +%1 olarak ayarlanmıştır. Ölçüm sonuçlarında belirli bir frekans gürültüsü belirirse ve gürültü frekansı ölçüm frekansıyla eşleşirse, gürültü frekansı ile ölçüm frekansı arasında paraziti önlemek için gerçek ortamı değerlendirirken çoklu frekans ölçümünü ayarladığınızdan emin olun.

Aktif Kalkan
CTSU2 öz kapasitans yönteminde, aktif bir kalkan, kalkan desenini sensör sürücü darbesiyle aynı darbe fazında sürmek için kullanılabilir. Aktif kalkanı etkinleştirmek için, Kapasitif Dokunmatik arayüz yapılandırması için QE'de, aktif kalkan desenine bağlanan pimi "kalkan pimi" olarak ayarlayın. Aktif kalkan, Dokunmatik arayüz yapılandırması başına bir pime ayarlanabilir (yöntem). Aktif Kalkanın çalışmasıyla ilgili bir açıklama için ”Kapasitif Sensör MCU'ları için Kapasitif Dokunmatik Kullanıcı Kılavuzu (R30AN0424)”. PCB tasarım bilgileri için ” bölümüne bakınCTSU Kapasitif Dokunmatik Elektrot Tasarım Kılavuzu (R30AN0389)“.

Ölçüm Dışı Kanal Çıkış Seçimi
CTSU2 öz kapasitans yönteminde, sensör tahrik darbesiyle aynı fazdaki darbe çıkışı, ölçüm dışı kanal çıkışı olarak ayarlanabilir. Kapasitif Dokunmatik arayüz yapılandırması için QE'de (yöntem), ölçüm dışı kanallar (dokunmatik elektrotlar) aktif koruma ile atanmış yöntemler için otomatik olarak aynı darbe fazı çıkışına ayarlanır.

Donanım Gürültü Önlemleri

Tipik Gürültü Önlemleri

Dokunmatik Elektrot Desen Tasarımları
Dokunmatik elektrot devresi gürültüye karşı oldukça hassastır ve donanım tasarımında gürültü bağışıklığının dikkate alınması gerekir.tage. Gürültü bağışıklığını ele alan ayrıntılı kart tasarım kuralları için lütfen en son sürüme bakın. CTSU Kapasitif Dokunmatik Elektrot Tasarım Kılavuzu (R30AN0389)Şekil 4-1, Kılavuz'dan bir alıntıyı göstermektedir.view Öz kapasitans yöntemi desen tasarımının ve Şekil 4-2'nin aynı şeyi karşılıklı kapasitans yöntemi desen tasarımı için gösterdiği görülmektedir.

1. Elektrot şekli: kare veya daire
2. Elektrot boyutu: 10mm ila 15mm
3. Elektrot yakınlığı: Elektrotlar aşağıdaki şekilde yerleştirilmelidir: ampHedef insan arayüzüne (bu belgede "parmak" olarak anılacaktır) aynı anda tepki vermemeleri için mesafeyi koruyun; önerilen aralık: düğme boyutu x 0.8 veya daha fazla
4. Tel genişliği: Baskılı devre kartı için yaklaşık 0.15 mm ila 0.20 mm
5. Kablolama uzunluğu: Kablolamayı mümkün olduğunca kısa yapın. Köşelerde, dik açı değil, 45 derecelik açı oluşturun.
6. Kablolama aralığı: (A) Komşu elektrotlar tarafından yanlış algılamayı önlemek için aralığı mümkün olduğunca geniş tutun. (B) 1.27 mm aralık
7. Çapraz çizgili GND desen genişliği: 5mm
8. Çapraz çizgili GND deseni ve düğme/kablolama aralığı (A) elektrotlar etrafındaki alan: 5 mm (B) kablolama etrafındaki alan: elektrot alanı ve kablolama ve çapraz çizgili desenle karşı yüzey üzerinde 3 mm veya daha fazla. Ayrıca, boş alanlara çapraz çizgili bir desen yerleştirin ve çapraz çizgili desenlerin 2 yüzeyini geçiş noktaları aracılığıyla bağlayın. Çapraz çizgili desen boyutları, aktif kalkan (sadece CTSU2.5) ve diğer gürültü önleyici karşı önlemler için “2 Gürültü Önleyici Düzen Desen Tasarımları” bölümüne bakın.
9. Elektrot + kablolama kapasitansı: 50pF veya daha az
10. Elektrot + kablolama direnci: 2K0 veya daha az (d dahil)amp(Referans değeri 5600 olan direnç)

Şekil 4-1 Öz-kapasitans Yöntemi için Desen Tasarım Önerileri (alıntı)

1. Elektrot şekli: kare (birleşik verici elektrot TX ve alıcı elektrot RX)
2. Elektrot boyutu: 10 mm veya daha büyük Elektrot yakınlığı: Elektrotlar aşağıdakilere yerleştirilmelidir: ampDokunulan nesneye (parmak vb.) aynı anda tepki vermemeleri için mesafeyi ayarlayın (önerilen aralık: düğme boyutu x 0.8 veya daha fazla)
   • Tel genişliği: Seri üretimde kullanılabilen en ince tel; baskılı devre kartı için yaklaşık 0.15 mm ila 0.20 mm
3. Kablolama uzunluğu: Kablolamayı mümkün olduğunca kısa yapın. Köşelerde, dik açı değil, 45 derecelik açı oluşturun.
4. Kablolama aralığı:
   • Komşu elektrotlar tarafından yanlış tespitin önüne geçmek için aralıkları mümkün olduğunca geniş tutun.
   • Elektrotlar ayrıldığında: 1.27 mm'lik bir aralık
   • Tx ve Rx arasında kuplaj kapasitansı oluşumunu önlemek için 20mm veya daha fazla.
5. Çapraz çizgili GND deseni (kalkan koruması) yakınlığı Önerilen düğme desenindeki pin parazit kapasitansı nispeten küçük olduğundan, pinler GND'ye yaklaştıkça parazit kapasitansı artar.
   • A: Elektrotların etrafında 4mm veya daha fazla. Ayrıca elektrotlar arasında yaklaşık 2 mm genişliğinde çapraz çizgili GND düzlem deseni öneriyoruz.
   • B: Kablolama çevresinde 1.27 mm veya daha fazla
6. Tx, Rx parazit kapasitansı: 20pF veya daha az
7. Elektrot + kablolama direnci: 2kQ veya daha az (d dahil)amp(Referans değeri 5600 olan direnç)
8. GND desenini doğrudan elektrotların veya kablolamanın altına yerleştirmeyin. Aktif kalkan işlevi karşılıklı kapasitans yöntemi için kullanılamaz.

Şekil 4-2 Karşılıklı Kapasitans Yöntemi için Desen Tasarım Önerileri (alıntı)

Güç Kaynağı Tasarımı
CTSU, küçük elektrik sinyallerini işleyen bir analog çevre birimi modülüdür. Gürültü, ses düzeyine sızdığındatagMCU veya GND desenine verilirse, sensör sürücü darbesinde potansiyel dalgalanmaya neden olur ve ölçüm doğruluğunu azaltır. MCU'ya güvenli bir şekilde güç sağlamak için güç besleme hattına veya yerleşik bir güç besleme devresine bir gürültü önleme cihazı eklemenizi şiddetle öneririz.

Cilttage Tedarik Tasarımı
Sistem veya yerleşik cihaz için güç kaynağı tasarlanırken, MCU güç kaynağı pimi üzerinden gürültü sızmasını önlemek için eylemde bulunulmalıdır. Aşağıdaki tasarımla ilgili öneriler, gürültü sızmasını önlemeye yardımcı olabilir.

• Empedansı en aza indirmek için sisteme gelen güç kaynağı kablosunu ve iç kablolamayı mümkün olduğunca kısa tutun.
• Yüksek frekanslı gürültüyü engellemek için bir gürültü filtresi (ferrit çekirdek, ferrit boncuk vb.) yerleştirin ve takın.
• MCU güç kaynağındaki dalgalanmayı en aza indirin. MCU'nun vol'ünde doğrusal bir regülatör kullanmanızı öneririz.tage kaynağı. Düşük gürültülü çıkış ve yüksek PSRR özelliklerine sahip doğrusal bir regülatör seçin.
• Kartta yüksek akım yükleri olan birkaç cihaz varsa, MCU için ayrı bir güç kaynağı takmanızı öneririz. Bu mümkün değilse, güç kaynağının kökündeki deseni ayırın.
• MCU pininde yüksek akım tüketimi olan bir cihaz çalıştırırken transistör veya FET kullanın.

Şekil 4-3, güç besleme hattı için çeşitli düzenleri göstermektedir. Vo, güç besleme hattı hacmidir.tage, IC2 işlemlerinden kaynaklanan tüketim akımı dalgalanmasıdır ve Z güç kaynağı hattı empedansıdır. Vn, hacimdir.tage güç besleme hattı tarafından üretilir ve Vn = in×Z olarak hesaplanabilir. GND deseni aynı şekilde düşünülebilir. GND deseni hakkında daha fazla ayrıntı için 4.1.2.2 GND Desen Tasarımına bakın. (a) yapılandırmasında, MCU'ya giden güç besleme hattı uzundur ve IC2 besleme hatları MCU'nun güç beslemesinin yakınında dallanır. Bu yapılandırma, MCU'nun voltagIC2 çalışırken, güç kaynağı Vn gürültüsüne karşı hassastır. (b) ve (c) devre şemaları (b) ve (c)'nin (a) ile aynıdır, ancak desen tasarımları farklıdır. (b) güç kaynağı hattını güç kaynağının kökünden dallandırır ve güç kaynağı ile MCU arasındaki Z en aza indirilerek Vn gürültüsünün etkisi azaltılır. (c) ayrıca, Z'yi en aza indirmek için güç kaynağı hattının yüzey alanını ve hat genişliğini artırarak Vn'nin etkisini azaltır.

GND Desen Tasarımı
Desen tasarımına bağlı olarak, gürültü referans hacmi olan GND'ye neden olabilir.tage MCU ve yerleşik cihazlar için potansiyelde dalgalanmaya neden olur ve CTSU ölçüm doğruluğunu azaltır. GND desen tasarımı için aşağıdaki ipuçları potansiyel dalgalanmasını bastırmaya yardımcı olacaktır.

• Geniş bir yüzey alanı üzerindeki empedansı en aza indirmek için boşlukları mümkün olduğunca sağlam bir GND deseniyle örtün.
• Yüksek akım yüklerine sahip cihazlar ile MCU arasındaki mesafeyi artırarak ve MCU'yu GND deseninden ayırarak, GND hattı üzerinden MCU'ya gürültünün sızmasını önleyen bir kart düzeni kullanın.

Şekil 4-4, GND hattı için çeşitli düzenleri göstermektedir. Bu durumda, bu, IC2 işlemlerinden kaynaklanan tüketim akımı dalgalanmasıdır ve Z, güç kaynağı hattı empedansıdır. Vn, hacimtage, GND hattı tarafından üretilir ve Vn = in×Z olarak hesaplanabilir. (a) konfigürasyonunda, MCU'ya giden GND hattı uzundur ve MCU'nun GND pini yakınında IC2 GND hattıyla birleşir. Bu konfigürasyon önerilmez çünkü IC2 çalışırken MCU'nun GND potansiyeli Vn gürültüsüne duyarlıdır. (b) konfigürasyonunda, GND hatları güç kaynağı GND pininin kökünde birleşir. Vn'den kaynaklanan gürültü etkileri, MCU ve IC2'nin GND hatlarını ayırarak MCU ile Z arasındaki boşluğu en aza indirerek azaltılabilir. (c) ve (a) devre şemaları aynı olsa da, desen tasarımları farklıdır. (c) konfigürasyonu, Z'yi en aza indirmek için GND hattının yüzey alanını ve hat genişliğini artırarak Vn'nin etkisini azaltır.

TSCAP kapasitörünün GND'sini, MCU'nun VSS terminaline bağlı olan GND katı desenine, VSS terminaliyle aynı potansiyele sahip olacak şekilde bağlayın. TSCAP kapasitörünün GND'sini MCU'nun GND'sinden ayırmayın. TSCAP kapasitörünün GND'si ile MCU'nun GND'si arasındaki empedans yüksekse, TSCAP kapasitörünün yüksek frekanslı gürültü reddetme performansı düşecek ve güç kaynağı gürültüsüne ve harici gürültüye karşı daha duyarlı hale gelecektir.

Kullanılmayan Pinler İşleniyor
Kullanılmayan pinleri yüksek empedans durumunda bırakmak, cihazı harici gürültünün etkilerine karşı hassas hale getirir. Her pinin ilgili MCU Faily donanım kılavuzuna başvurduktan sonra kullanılmayan tüm pinleri işlediğinizden emin olun. Montaj alanı eksikliği nedeniyle bir çekme direnci uygulanamıyorsa, pin çıkış ayarını düşük çıkışa sabitleyin.

Yayılan RF Gürültü Önlemleri

TS Pimi DampDirenç
dampTS pinine bağlanan direnç ve elektrodun parazitik kapasitans bileşeni düşük geçişli filtre işlevi görür. d'yi artırmakamping direnci kesme frekansını düşürür, böylece TS pinine sızan yayılan gürültünün seviyesi düşer. Ancak, kapasitif ölçüm şarj veya deşarj akımı periyodu uzadığında, sensör tahrik darbe frekansı düşürülmelidir, bu da dokunma algılama doğruluğunu düşürür. d'yi değiştirirken hassasiyetle ilgili bilgi içinampÖz kapasitans yönteminde direnç kullanımı için, bkz. “5. Öz kapasitans Yöntemi Düğme Desenleri ve Karakteristik Verileri” CTSU Kapasitif Dokunmatik Elektrot Tasarım Kılavuzu (R30AN0389)

Dijital Sinyal Gürültüsü
SPI ve I2C gibi iletişimi ve LED ve ses çıkışı için PWM sinyallerini yöneten dijital sinyal kablolaması, dokunmatik elektrot devresini etkileyen yayılan gürültünün bir kaynağıdır. Dijital sinyaller kullanırken, tasarım sırasında aşağıdaki önerileri göz önünde bulunduruntage.

• Kablolama dik açılı köşeler (90 derece) içerdiğinde, en keskin noktalardan gelen gürültü yayılımı artacaktır. Gürültü yayılımını azaltmak için kablolama köşelerinin 45 derece veya daha az veya kavisli olduğundan emin olun.
• Dijital sinyal seviyesi değiştiğinde, aşırı veya düşük atış yüksek frekanslı gürültü olarak yayılır. Bir karşı önlem olarak, reklam ekleyinampdijital sinyal hattına aşırı atışı veya düşük atışı bastırmak için direnç takmak. Başka bir yöntem de hat boyunca bir ferrit boncuk yerleştirmektir.
• Dijital sinyaller ve dokunmatik elektrot devresi için hatları birbirine değmeyecek şekilde düzenleyin. Yapılandırma hatların paralel çalışmasını gerektiriyorsa, aralarında mümkün olduğunca fazla mesafe bırakın ve dijital hat boyunca bir GND kalkanı yerleştirin.
• MCU pininde yüksek akım tüketimi olan bir cihaz çalıştırırken transistör veya FET kullanın.

Çoklu frekans ölçümü
CTSU2 ile gömülü bir MCU kullanırken, çoklu frekans ölçümü kullandığınızdan emin olun. Ayrıntılar için bkz. 3.3.1 Çoklu Frekans Ölçümü.

İletilen Gürültüye Karşı Önlemler
İletilen gürültü bağışıklığının dikkate alınması, MCU kart tasarımından daha çok sistem güç kaynağı tasarımında önemlidir. Başlangıç ​​olarak, güç kaynağını hacim sağlayacak şekilde tasarlayıntage, karta monte edilen aygıtlara düşük gürültü ile. Güç kaynağı ayarlarıyla ilgili ayrıntılar için 4.1.2 Güç Kaynağı Tasarımı'na bakın. Bu bölüm, iletilen gürültü bağışıklığını iyileştirmek için MCU kartınızı tasarlarken dikkate alınması gereken güç kaynağıyla ilgili gürültü karşı önlemlerini ve CTSU işlevlerini açıklar.

Ortak Mod Filtresi
Güç kablosundan panoya giren gürültüyü azaltmak için ortak mod filtresi (ortak mod bobini, ferrit çekirdek) yerleştirin veya monte edin. Sistemin parazit frekansını bir gürültü testi ile inceleyin ve hedeflenen gürültü bandını azaltmak için yüksek empedanslı bir cihaz seçin. Filtre türüne bağlı olarak kurulum konumu farklılık gösterdiğinden ilgili öğelere bakın. Her filtre türünün panoya farklı şekilde yerleştirildiğini unutmayın; ayrıntılar için ilgili açıklamalara bakın. Pano içinde gürültü yaymamak için her zaman filtre düzenini göz önünde bulundurun. Şekil 4-5, Ortak Mod Filtre Düzeni Örn.ampley.

Ortak Mod Şok Bobini
Ortak mod şok bobini, kartta uygulanan bir gürültü karşı önlemi olarak kullanılır ve kart ve sistem tasarım aşamasında gömülmesini gerektirir. Ortak mod şok bobini kullanırken, güç kaynağının karta bağlandığı noktadan hemen sonra mümkün olan en kısa kablolamayı kullandığınızdan emin olun. ÖrneğinampÖrneğin, güç kablosunu karta konnektör ile bağlarken, kart tarafındaki konnektörden hemen sonra bir filtre yerleştirmek, kablo yoluyla giren gürültünün kart genelinde yayılmasını önleyecektir.

Demir çekirdek
Ferrit çekirdek, kablo üzerinden iletilen gürültüyü azaltmak için kullanılır. Sistem montajından sonra gürültü bir sorun haline geldiğinde, bir clamp-tipi ferrit çekirdek, kartı veya sistem tasarımını değiştirmeden gürültüyü azaltmanıza olanak tanır. ÖrneğinampÖrneğin, kabloyu ve kartı bir konnektör ile birbirine bağlarken, kart tarafındaki konnektörün hemen öncesine bir filtre yerleştirmek, karta giren gürültüyü en aza indirecektir.

Kondansatör Düzeni
Güç kaynağı ve sinyal kablolarından karta giren güç kaynağı gürültüsünü ve dalgalanma gürültüsünü, MCU güç hattı veya terminalleri yakınına ayırma kapasitörleri ve büyük kapasitörler tasarlayıp yerleştirerek azaltın.

dekuplaj kondansatörü
Bir ayırma kapasitörü, volümü azaltabilirtagMCU'nun akım tüketimi nedeniyle VCC veya VDD güç kaynağı pimi ile VSS arasında bir düşüş meydana gelir ve CTSU ölçümleri stabilize edilir. MCU Kullanıcı Kılavuzu'nda listelenen önerilen kapasitansı kullanın ve kapasitörü güç kaynağı pimi ve VSS piminin yakınına yerleştirin. Başka bir seçenek de, varsa hedef MCU ailesi için donanım tasarım kılavuzunu izleyerek deseni tasarlamaktır.

Toplu Kapasitör
Toplu kapasitörler MCU'nun sesindeki dalgalanmaları yumuşatacaktırtage tedarik kaynağı, hacmi sabitliyortage MCU'nun güç pimi ile VSS arasında ve böylece CTSU ölçümlerini stabilize eder. Kapasitörlerin kapasitansı güç kaynağı tasarımına bağlı olarak değişecektir; salınım veya vol üretmekten kaçınmak için uygun bir değer kullandığınızdan emin oluntage damla.

Çoklu frekans ölçümü
CTSU2'nin bir işlevi olan çoklu frekans ölçümü, iletilen gürültü bağışıklığını iyileştirmede etkilidir. İletilen gürültü bağışıklığı geliştirmenizde bir endişe ise, çoklu frekans ölçüm işlevini kullanmak için CTSU2 ile donatılmış bir MCU seçin. Ayrıntılar için 3.3.1 Çoklu Frekans Ölçümü'ne bakın.

GND Kalkanı ve Elektrot Mesafesi İçin Dikkat Edilmesi Gerekenler
Şekil 1, elektrot kalkanının iletim gürültüsü ekleme yolunu kullanarak gürültü bastırma görüntüsünü göstermektedir. Elektrodun etrafına bir GND kalkanı yerleştirmek ve elektrodu çevreleyen kalkanı elektroda yaklaştırmak, parmak ile kalkan arasındaki kapasitif bağlantıyı güçlendirir. Gürültü bileşeni (VNOISE) B-GND'ye kaçarak CTSU ölçüm akımındaki dalgalanmaları azaltır. Kalkanın elektroda ne kadar yakınsa CP'nin o kadar büyük olduğunu ve bunun da dokunma hassasiyetinin azalmasına neden olduğunu unutmayın. Kalkan ile elektrot arasındaki mesafeyi değiştirdikten sonra, bölüm 5'teki hassasiyeti onaylayın. Öz kapasitans Yöntemi Düğme Desenleri ve Özellikleri CTSU Kapasitif Dokunmatik Elektrot Tasarım Kılavuzu (R30AN0389).

Yazılım Filtreleri

Dokunma algılama, hem CTSU sürücüsü hem de TOUCH modülü yazılımını kullanarak bir sensöre dokunulup dokunulmadığını (AÇIK veya KAPALI) belirlemek için kapasitans ölçüm sonuçlarını kullanır. CTSU modülü, kapasitans ölçüm sonuçlarında gürültü azaltma gerçekleştirir ve verileri dokunmayı belirleyen TOUCH modülüne iletir. CTSU sürücüsü, standart filtre olarak IIR hareketli ortalama filtresini içerir. Çoğu durumda, standart filtre yeterli SNR ve yanıt verebilirlik sağlayabilir. Ancak, kullanıcı sistemine bağlı olarak daha güçlü gürültü azaltma işlemi gerekebilir. Şekil 5-1, Dokunma Algılama ile Veri Akışını gösterir. Gürültü işleme için kullanıcı filtreleri CTSU sürücüsü ve TOUCH modülü arasına yerleştirilebilir. Filtrelerin bir projeye nasıl dahil edileceğine ilişkin ayrıntılı talimatlar için aşağıdaki uygulama notuna bakın file ve ayrıca bir yazılım filtresiampkod ve kullanım örneğiampproje file. RA Ailesi Kapasitif Dokunmatik Yazılım Filtresi SampProgram (R30AN0427)

Bu bölümde her EMC standardı için etkili filtreler tanıtılmaktadır.

Tablo 5-1 EMC Standardı ve Karşılık Gelen Yazılım Filtreleri

EMC Standardı	Beklenen Gürültü	Karşılık gelen Yazılım Filtresi
IEC61000-4-3	Rastgele gürültü	IIR filtresi
Radyasyon bağışıklığı,
IEC61000-4-6	Periyodik gürültü	FIR filtresi
Yürütülmüş bağışıklık

IIR Filtresi
IIR filtresi (Sonsuz Darbe Tepkisi filtresi) daha az bellek gerektirir ve küçük bir hesaplama yüküne sahiptir, bu da onu düşük güç sistemleri ve çok sayıda düğmeli uygulamalar için ideal hale getirir. Bunu düşük geçişli filtre olarak kullanmak yüksek frekanslı gürültüyü azaltmaya yardımcı olur. Ancak, kesme frekansı ne kadar düşükse, yerleşme süresi o kadar uzun olacağından ve bu da AÇIK/KAPALI karar sürecini geciktireceğinden dikkatli olunmalıdır. Tek kutuplu birinci dereceden IIR filtresi, a ve b'nin katsayılar, xn'in giriş değeri, yn'in çıkış değeri ve yn-1'in hemen önceki çıkış değeri olduğu aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır.

IIR filtresinin düşük geçişli filtre olarak kullanılması durumunda, a ve b katsayıları aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir; burada sampling frekansı fs ve kesme frekansı fc'dir.

Köknar Filtresi
FIR filtresi (Sonlu Darbe Tepkisi filtresi), hesaplama hatalarından dolayı minimum doğruluk bozulmasına uğrayan oldukça kararlı bir filtredir. Katsayıya bağlı olarak, düşük geçişli filtre veya bant geçişli filtre olarak kullanılabilir, hem periyodik gürültüyü hem de rastgele gürültüyü azaltır ve böylece SNR'yi iyileştirir. Ancak, sampbelirli bir önceki döneme ait dosyalar depolanır ve hesaplanır, bellek kullanımı ve hesaplama yükü filtre musluk uzunluğuna orantılı olarak artacaktır. FIR filtresi, L ve h0 ila hL-1'in katsayılar, xn'in giriş değeri, xn-I'nin s'den önceki giriş değeri olduğu aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanırample i, yn ise çıktı değeridir.

Kullanım Örn.amples
Bu bölüm, eskiampIIR ve FIR filtreleri kullanılarak gürültü giderme örnekleri. Tablo 5-2 filtre koşullarını gösterir ve Şekil 5-2 bir örnek gösterirampRastgele gürültü giderme yöntemi.

Tablo 5-2 Filtre Kullanımı Örn.amples

Filtre Formatı	Koşul 1	Koşul 2	Notlar
Tek kutuplu birinci dereceden IIR	b=0.5	b=0.75
KÖKNAR	L=4 h0~ hL-1=0.25	L=8 h0~ hL-1=0.125	Basit bir hareketli ortalama kullanın

Ölçüm Döngüsü ile İlgili Kullanım Notları
Yazılım filtrelerinin frekans karakteristikleri ölçüm döngüsünün doğruluğuna bağlı olarak değişir. Ayrıca, ölçüm döngüsündeki sapmalar veya değişiklikler nedeniyle beklenen filtre karakteristiklerini elde edemeyebilirsiniz. Önceliği filtre karakteristiklerine odaklamak için ana saat olarak yüksek hızlı bir çip üstü osilatör (HOCO) veya harici bir kristal osilatör kullanın. Ayrıca dokunmatik ölçüm yürütme döngülerini bir donanım zamanlayıcısıyla yönetmenizi öneririz.

Sözlük

Terim	Tanım
CTSU	Kapasitif Dokunmatik Algılama Ünitesi. Ayrıca CTSU1 ve CTSU2'de de kullanılır.
CTSU1	İkinci nesil CTSU IP. CTSU1'den ayırt etmek için “2” eklendi.
CTSU2	Üçüncü nesil CTSU IP.
CTSU sürücüsü	Renesas Yazılım paketlerinde bulunan CTSU sürücü yazılımı.
CTSU modülü	Smart Configurator kullanılarak yerleştirilebilen bir CTSU sürücü yazılımı birimi.
DOKUNMATİK ara yazılımı	Renesas yazılım paketlerinde bulunan CTSU kullanıldığında dokunma algılama işlemi için ara yazılım.
DOKUNMATİK modülü	Akıllı Yapılandırıcı kullanılarak yerleştirilebilen bir TOUCH ara yazılım birimi.
r_ctsu modülü	CTSU sürücüsü Akıllı Yapılandırıcı'da görüntülenir.
rm_touch modülü	Akıllı Yapılandırıcıda görüntülenen TOUCH modülü
CCO	Akım Kontrollü Osilatör. Akım kontrollü osilatör kapasitif dokunmatik sensörlerde kullanılır. Bazı belgelerde ICO olarak da yazılır.
ICO	CCO ile aynı.
TSCAP	CTSU iç hacmini stabilize etmek için bir kondansatörtage.
Dampdirenç	Bir direnç, pin hasarını veya harici gürültüden kaynaklanan etkileri azaltmak için kullanılır. Ayrıntılar için Kapasitif Dokunmatik Elektrot Tasarım Kılavuzuna (R30AN0389) bakın.
VDC	Cilttage Aşağı Dönüştürücü. Kapasitif sensör ölçümü için CTSU'ya yerleştirilmiş güç kaynağı devresi.
Çoklu frekans ölçümü	Dokunmayı ölçmek için farklı frekanslara sahip birden fazla sensör ünitesi saatinin kullanıldığı bir fonksiyon; çoklu-saat ölçüm fonksiyonunu belirtir.
Sensör tahrik darbesi	Anahtarlanmış kondansatörü çalıştıran sinyal.
Eşzamanlı gürültü	Sensör tahrik darbesine uyan frekansta gürültü.
EUT	Test Edilen Ekipman. Test edilecek cihazı belirtir.
LDO	Düşük Kayıp Regülatörü
PSRR	Güç Kaynağı Reddetme Oranı
FSP	Esnek Yazılım Paketi
YERLEŞTİRMEK	Yazılım Entegrasyon Teknolojisi。
SIS	Yazılım Entegrasyon Sistemi

Revizyon Geçmişi

Sayın Rev.	Tarih	Tanım
		Sayfa	Özet
1.00	31 Mayıs 2023	–	İlk revizyon
2.00	25 Aralık 2023	–	IEC61000-4-6 için
		6	2.2'ye ortak mod gürültü etkisi eklendi
		7	Tablo 2-5'e öğeler eklendi
		9	3.1'deki revize edilmiş metin, düzeltilmiş Şekil 3-1
			3-2'deki revize edilmiş metin
		10	3.3.1'de metin revize edildi ve Şekil 3-4 eklendi. Çoklu frekans ölçümleri için ayarların nasıl değiştirileceğine ilişkin açıklama silindi ve çoklu frekans ölçümü girişim frekansına ilişkin açıklama eklendi Şekil 3-5e3-5.
		11	3.2.2'ye referans belgeleri eklendi
		14	TSCAP kapasitör GND bağlantısıyla ilgili not eklendi 4.1.2.2
		15	4.2.2'ye kablo köşesi tasarımıyla ilgili not eklendi
		16	4.3 İletilen Gürültüye Karşı Önlemler eklendi
		18	Revize edilen bölüm 5.

Mikroişlemci Birimi ve Mikrodenetleyici Birimi Ürünlerinin İşlenmesinde Genel Önlemler

Aşağıdaki kullanım notları Renesas'ın tüm Mikroişlemci ünitesi ve Mikrodenetleyici ünitesi ürünleri için geçerlidir. Bu belgede yer alan ürünlerle ilgili ayrıntılı kullanım notları için belgenin ilgili bölümlerine ve ürünler için yayımlanmış olan tüm teknik güncellemelere bakın.

1. Elektrostatik Boşalmaya (ESD) Karşı Önlem
   CMOS cihazına maruz kalan güçlü bir elektrik alanı, kapı oksidini yok edebilir ve nihayetinde cihazın çalışmasını bozabilir. Statik elektriğin oluşumunu mümkün olduğunca durdurmak ve oluştuğunda hızla dağıtmak için adımlar atılmalıdır. Çevre kontrolü yeterli olmalıdır. Kuru olduğunda, bir nemlendirici kullanılmalıdır. Bu, kolayca statik elektrik oluşturabilen yalıtkanların kullanılmasından kaçınmak için önerilir. Yarı iletken cihazlar, antistatik bir kapta, statik koruyucu çantada veya iletken malzemede saklanmalı ve taşınmalıdır. Çalışma tezgahları ve zeminler dahil tüm test ve ölçüm araçları topraklanmalıdır. Operatör ayrıca bir bilek kayışı kullanılarak topraklanmalıdır. Yarı iletken cihazlara çıplak elle dokunulmamalıdır. Monte edilmiş yarı iletken cihazlara sahip baskılı devre kartları için de benzer önlemler alınmalıdır.
2. Açılışta işleniyor
   Ürünün durumu, güç sağlandığında tanımsızdır. LSI'daki dahili devrelerin durumları belirsizdir ve kayıt ayarlarının ve pinlerin durumları, güç sağlandığında tanımsızdır. Sıfırlama sinyalinin harici sıfırlama pinine uygulandığı bitmiş bir üründe, pinlerin durumları, güç sağlandığı andan sıfırlama işlemi tamamlanana kadar garanti edilmez. Benzer şekilde, çip üzerindeki güç açma sıfırlama işleviyle sıfırlanan bir üründeki pinlerin durumları, güç sağlandığı andan sıfırlamanın belirtildiği seviyeye ulaşana kadar garanti edilmez.
3. Kapanma durumu sırasında sinyal girişi
   Cihaz kapalıyken sinyal veya G/Ç çekme güç kaynağı girişi yapmayın. Bu tür bir sinyalin veya G/Ç çekme güç kaynağının girişinden kaynaklanan akım enjeksiyonu arızaya neden olabilir ve bu sırada cihazdan geçen anormal akım dahili elemanların bozulmasına neden olabilir. Ürün belgelerinizde açıklandığı gibi güç kapalı durumunda giriş sinyali için kılavuzu izleyin.
4. Kullanılmayan pimlerin işlenmesi
   Kullanılmayan pinleri, kılavuzda kullanılmayan pinlerin kullanımı altında verilen talimatlara göre kullanın. CMOS ürünlerinin giriş pinleri genellikle yüksek empedans durumundadır. Kullanılmayan bir pinin açık devre durumunda çalıştırılması durumunda, LSI civarında ekstra elektromanyetik gürültü oluşur, dahili olarak ilişkili bir geçiş akımı akar ve giriş sinyali mümkün hale geldiğinde pin durumunun yanlış tanınması nedeniyle arızalar meydana gelir.
5. Saat sinyalleri
   Bir sıfırlama uyguladıktan sonra, yalnızca çalışma saati sinyali sabit hale geldikten sonra sıfırlama hattını bırakın. Program yürütme sırasında saat sinyalini değiştirirken, hedef saat sinyali stabilize olana kadar bekleyin. Saat sinyali bir sıfırlama sırasında harici bir rezonatörle veya harici bir osilatörden oluşturulduğunda, sıfırlama hattının yalnızca saat sinyalinin tam stabilizasyonundan sonra serbest bırakıldığından emin olun. Ek olarak, program yürütülürken harici bir rezonatör veya harici bir osilatör tarafından üretilen bir saat sinyaline geçerken, hedef saat sinyali kararlı olana kadar bekleyin.
6. CilttagGiriş pinindeki uygulama dalga formu
   Giriş gürültüsü veya yansıyan dalga nedeniyle dalga biçimi bozulması arızaya neden olabilir. CMOS cihazının girişi, gürültü nedeniyle VIL (Max.) ve VIH (Min.) arasındaki alanda kalıyorsa, örn.ample, cihaz arızalanabilir. Giriş seviyesi sabitken ve ayrıca giriş seviyesi VIL (Max.) ile VIH (Min.) arasındaki alandan geçtiği geçiş döneminde de gevezelik sesinin cihaza girmesini önlemeye özen gösteriniz.
7. Ayrılmış adreslere erişim yasağı
   Ayrılmış adreslere erişim yasaktır. Ayrılmış adresler, işlevlerin gelecekteki olası genişletilmesi için sağlanır. LSI'nin doğru çalışması garanti edilmediğinden bu adreslere erişmeyin.
8. Ürünler arasındaki farklar
   Bir üründen diğerine geçmeden önce, örneğinample, farklı bir parça numarasına sahip bir ürüne geçerken, değişikliğin sorunlara yol açmayacağını teyit edin. Aynı grupta bulunan ancak farklı bir parça numarasına sahip bir mikroişlemci birimi veya mikrodenetleyici birimi ürünlerinin özellikleri, dahili bellek kapasitesi, düzen deseni ve karakteristik değerler, çalışma marjları, gürültüye karşı bağışıklık ve yayılan gürültü miktarı gibi elektriksel özelliklerin aralıklarını etkileyebilecek diğer faktörler açısından farklılık gösterebilir. Farklı bir parça numarasına sahip bir ürüne geçerken, verilen ürün için bir sistem değerlendirme testi uygulayın.

Fark etme

1. Bu belgedeki devrelerin, yazılımın ve diğer ilgili bilgilerin açıklamaları yalnızca yarı iletken ürünlerin çalışmasını ve uygulamalarını göstermek amacıyla verilmiştir.amples. Ürününüzün veya sisteminizin tasarımında devrelerin, yazılımların ve bilgilerin dahil edilmesinden veya başka bir şekilde kullanılmasından tamamen siz sorumlusunuz. Renesas Electronics, bu devrelerin, yazılımların veya bilgilerin kullanımından kaynaklanan sizin veya üçüncü tarafların uğradığı herhangi bir kayıp ve hasardan sorumlu değildir.
2. Renesas Electronics, bu belgede açıklanan Renesas Electronics ürünlerinin veya teknik bilgilerinin kullanımıyla veya bu kullanımdan kaynaklanan, üçüncü şahıslara ait patentler, telif hakları veya diğer fikri mülkiyet haklarıyla ilgili ihlaller veya diğer iddialar için her türlü garantiyi ve sorumluluğu açıkça reddeder. Ürün verileri, çizimler, çizelgeler, programlar, algoritmalar ve uygulama örnekleri dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere, Renesas Electronics ürünleri veya bu belgede açıklanan teknik bilgiler, bu belgede açıklanan ürün verileri, çizimler, çizelgeler, programlar, algoritmalar ve uygulama örnekleri dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere, Renesas Electronics ürünlerinin kullanımıyla ilgili her türlü garantiyi ve sorumluluğu açıkça reddeder.amples.
3. Renesas Electronics veya diğerlerine ait herhangi bir patent, telif hakkı veya diğer fikri mülkiyet hakları kapsamında açık, zımni veya başka bir şekilde hiçbir lisans verilmemektedir.
4. Gerektiğinde, Renesas Electronics ürünlerini içeren herhangi bir ürünün yasal ithalatı, ihracatı, üretimi, satışı, kullanımı, dağıtımı veya diğer bertarafı için üçüncü şahıslardan hangi lisansların alınması gerektiğini belirlemek ve bu lisansları almak sizin sorumluluğunuzdadır.
5. Renesas Electronics'in hiçbir ürününü, bütünüyle veya kısmen değiştiremez, üzerinde değişiklik yapamaz, kopyalayamaz veya tersine mühendislik işlemi uygulayamazsınız. Renesas Electronics, bu tür değişiklik, modifikasyon, kopyalama veya tersine mühendislik işlemlerinden kaynaklanan sizin veya üçüncü kişilerin uğrayabileceği herhangi bir kayıp veya hasardan sorumlu tutulamaz.
6. Renesas Elektronik ürünleri “Standart” ve “Yüksek Kalite” olmak üzere iki kalite derecesine göre sınıflandırılmaktadır. Her bir Renesas Electronics ürünü için amaçlanan uygulamalar, aşağıda belirtildiği gibi, ürünün kalite derecesine bağlıdır.
   “Standart”: Bilgisayarlar; Ofis malzemesi; İletişim ekipmanları; test ve ölçüm ekipmanları; işitsel ve görsel ekipman; ev elektronik aletleri; makine aletleri; kişisel elektronik ekipman; endüstriyel robotlar; vesaire.
   “Yüksek Kalite”: Ulaştırma ekipmanı (otomobiller, trenler, gemiler vb.); trafik kontrolü (trafik ışıkları); büyük ölçekli iletişim ekipmanı; temel finansal terminal sistemleri; güvenlik kontrol ekipmanı; vb.
   Renesas Electronics veri sayfasında veya diğer Renesas Electronics belgelerinde açıkça yüksek güvenilirlikli bir ürün veya zorlu ortamlar için bir ürün olarak belirtilmediği sürece, Renesas Electronics ürünleri insan hayatı veya bedensel yaralanma için doğrudan bir tehdit oluşturabilecek (yapay yaşam destek cihazları veya sistemleri; cerrahi implantlar; vb.) veya ciddi mal hasarına yol açabilecek (uzay sistemi; deniz altı tekrarlayıcıları; nükleer güç kontrol sistemleri; uçak kontrol sistemleri; önemli tesis sistemleri; askeri ekipman; vb.) ürün veya sistemlerde kullanılmak üzere tasarlanmamıştır veya yetkilendirilmemiştir. Renesas Electronics, herhangi bir Renesas Electronics veri sayfası, kullanıcı kılavuzu veya diğer Renesas Electronics belgeleriyle uyuşmayan herhangi bir Renesas Electronics ürününün kullanımından kaynaklanan sizin veya herhangi bir üçüncü tarafın uğrayacağı herhangi bir hasar veya kayıptan sorumlu değildir.
7. Hiçbir yarı iletken ürün güvenli değildir. Renesas Electronics donanım veya yazılım ürünlerinde uygulanabilecek herhangi bir güvenlik önlemi veya özelliğine rağmen, Renesas Electronics, Renesas Electronics ürününe veya Renesas Electronics ürününü kullanan bir sisteme yetkisiz erişim veya kullanım dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere herhangi bir güvenlik açığı veya güvenlik ihlalinden kaynaklanan hiçbir sorumluluğa sahip olmayacaktır. RENESAS ELECTRONICS, RENESAS ELECTRONICS ÜRÜNLERİNİN VEYA RENESAS ELECTRONICS ÜRÜNLERİ KULLANILARAK OLUŞTURULAN HERHANGİ BİR SİSTEMİN BOZULMA, SALDIRI, VİRÜS, MÜDAHALE, HACKLEME, VERİ KAYBI VEYA HIRSIZLIK VEYA DİĞER GÜVENLİK İHLALİ ("Güvenlik Açığı Sorunları") OLMAYAN VEYA BUNLARA KARŞI OLMAYAN BİR OLACAĞINI GARANTİ ETMEZ VEYA TEMİNAT VERMEZ. RENESAS ELECTRONICS, HERHANGİ BİR GÜVENLİK SORUNUYLA İLGİLİ VEYA BUNDAN KAYNAKLANAN HERHANGİ BİR SORUMLULUK VEYA YÜKÜMLÜLÜKTEN FERAGAT EDER. AYRICA, UYGULANABİLİR YASALARIN İZİN VERDİĞİ ÖLÇÜDE, RENESAS ELECTRONICS, BU BELGE VE İLGİLİ VEYA EŞLİK EDEN HERHANGİ BİR YAZILIM VEYA DONANIMLA İLGİLİ OLARAK, SATILABİLİRLİK VEYA BELİRLİ BİR AMACA UYGUNLUK ZIMNİ GARANTİLERİ DAHİL ANCAK BUNLARLA SINIRLI OLMAMAK ÜZERE, AÇIK VEYA ZIMNİ HERHANGİ BİR GARANTİDEN FERAGAT EDER.
8. Renesas Electronics ürünlerini kullanırken en son ürün bilgilerine (veri sayfaları, kullanıcı kılavuzları, uygulama notları, güvenilirlik el kitabındaki “Yarıiletken Cihazların Kullanımı ve Taşınmasıyla İlgili Genel Notlar” vb.) başvurun ve kullanım koşullarının Renesas Electronics tarafından belirtilen maksimum değerler, çalışma güç kaynağı hacmi ile ilgili aralıklar dahilinde olduğundan emin olun.tage aralığı, ısı dağılımı özellikleri, kurulum, vb. Renesas Electronics, belirtilen aralıklar dışında Renesas Electronics ürünlerinin kullanımından kaynaklanan herhangi bir arıza, bozukluk veya kazadan sorumlu değildir.
9. Renesas Electronics, Renesas Electronics ürünlerinin kalitesini ve güvenilirliğini artırmaya çalışsa da, yarı iletken ürünlerin belirli bir oranda arızalanma ve belirli kullanım koşulları altında arızalanma gibi belirli özellikleri vardır. Bir Renesas Electronics veri sayfasında veya diğer Renesas Electronics belgesinde yüksek güvenilirlikli bir ürün veya zorlu ortamlar için bir ürün olarak belirtilmediği sürece, Renesas Electronics ürünleri radyasyon direnci tasarımına tabi değildir. Renesas Electronics ürünlerinin arızalanması veya arızalanması durumunda yangından kaynaklanan bedensel yaralanma, yaralanma veya hasar ve/veya halk için tehlike olasılığına karşı koruma sağlamak için güvenlik önlemlerini uygulamaktan siz sorumlusunuz. Bunlara, yedeklilik, yangın kontrolü ve arıza önleme, yaşlanmaya bağlı bozulma için uygun işlem veya diğer uygun önlemler dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere donanım ve yazılım için güvenlik tasarımı dahildir. Mikrobilgisayar yazılımının tek başına değerlendirilmesi çok zor ve pratik olmadığı için, sizin tarafınızdan üretilen son ürün veya sistemlerin güvenliğini değerlendirmekten siz sorumlusunuz.
10. Her Renesas Electronics ürününün çevresel uyumluluğu gibi çevresel konularla ilgili ayrıntılar için lütfen bir Renesas Electronics satış ofisiyle iletişime geçin. Kontrollü maddelerin dahil edilmesini veya kullanımını düzenleyen yürürlükteki yasa ve yönetmelikleri, bunlarla sınırlı olmamak üzere AB RoHS Direktifi'ni dikkatli ve yeterli bir şekilde araştırmaktan ve Renesas Electronics ürünlerini tüm bu yürürlükteki yasa ve yönetmeliklere uygun şekilde kullanmaktan siz sorumlusunuz. Renesas Electronics, yürürlükteki yasa ve yönetmeliklere uymamanız sonucunda oluşan hasar veya kayıplardan sorumlu değildir.
11. Renesas Electronics ürünleri ve teknolojileri, herhangi bir geçerli yerel veya yabancı yasa veya yönetmelik uyarınca üretimi, kullanımı veya satışı yasaklanmış olan herhangi bir ürün veya sistem için kullanılmayacak veya bunlara dahil edilmeyecektir. Taraflar veya işlemler üzerinde yargı yetkisi iddia eden herhangi bir ülkenin hükümetleri tarafından çıkarılan ve yönetilen geçerli ihracat kontrol yasalarına ve yönetmeliklerine uymalısınız.
12. Bu üçüncü tarafa önceden bu maddede özetlenen içerik ve koşulları bildirmek, Renesas Electronics ürünlerinin alıcısı veya dağıtıcısının veya ürünü üçüncü bir tarafa dağıtan, elden çıkaran veya başka bir şekilde satan veya devreden herhangi bir tarafın sorumluluğundadır. bu belge.
13. Bu belge, Renesas Electronics'in önceden yazılı izni olmaksızın hiçbir şekilde, bütünüyle veya kısmen yeniden basılamaz, çoğaltılamaz veya kopyalanamaz.
14. Bu belgede veya Renesas Electronics ürünlerinde yer alan bilgilerle ilgili herhangi bir sorunuz varsa lütfen bir Renesas Electronics satış ofisi ile iletişime geçin.

• (Not1) Bu belgede kullanıldığı şekliyle “Renesas Electronics”, Renesas Electronics Corporation anlamına gelir ve ayrıca doğrudan veya dolaylı olarak kontrol edilen yan kuruluşlarını da içerir.
• (Not2) “Renesas Electronics ürünleri”, Renesas Electronics tarafından veya Renesas Electronics için geliştirilen veya üretilen herhangi bir ürün anlamına gelir.

Kurumsal Merkez
TOYOSU FORESIA, 3-2-24 Toyosu, Koto-ku, Tokyo 135-0061, Japonya www.renesas.com

Ticari markalar
Renesas ve Renesas logosu, Renesas Electronics Corporation'ın ticari markalarıdır. Tüm ticari markalar ve tescilli ticari markalar ilgili sahiplerinin mülkiyetindedir.

İletişim bilgileri
Bir ürün, teknoloji, bir belgenin en güncel versiyonu veya size en yakın satış ofisi hakkında daha fazla bilgi için lütfen şu adresi ziyaret edin: www.renesas.com/contact/.

• 2023 Renesas Electronics Corporation. Tüm hakları saklıdır.

Belgeler / Kaynaklar

RENESAS RA2E1 Kapasitif Sensör MCU [pdf] Kullanıcı Kılavuzu RA2E1, RX Ailesi, RA Ailesi, RL78 Ailesi, RA2E1 Kapasitif Sensör MCU, RA2E1, Kapasitif Sensör MCU, Sensör MCU

Referanslar

• Kullanıcı Kılavuzu