PCAP01 电容数字转换数字信号处理器

PCAP01 Capacitance-to-Digital Conversion Digital Signal Processor

PCAP01 是一款带数字信号处理器的电容数字转换器。其前端基于 ScioSense 获得专利的 PICOCAP 测量原理。

这种转换原理可在短至 2 µs 的转换时间内提供高分辨率。用户在功耗、分辨率或速度方面都具有极大的灵活性。

PCap01 既可用于接地的单传感器和差分传感器,也可用于浮动的单传感器和差分传感器。使用接地电容器时,芯片内部的杂散电容将得到补偿。对于浮动电容器,除了内部杂散电容外,外部杂散电容也会得到补偿。此外,还可以通过内部热敏电阻或外部热敏电阻(铂或其他)来测量温度。 芯片需要固件来处理原始测量数据,并将其转换为适当的结果。

ScioSense 提供两个版本的开源固件,一个用于纯补偿电容比,另一个用于完全线性化和温度补偿结果。

Blockdiagram PCAP01 Capacitance-to-Digital Conversion Digital Signal Processor

PCAP01 的功能和优点

特点

  • 用于精确温度测量的专用端口(使用 Pt1000 传感器)
  • 串行接口(兼容 SPI 或 I2C)
  • 单电源(2.1 至 3.6 V)
  • 采用哈佛架构的 RISC 处理器内核:
    48 x 48 位 RAM 数据、4k x 8 位易失性程序存储器、4k x 8 位非易失性 (OTP) 程序存储器

好处

  • CMOS 技术中的数字测量原理
  • 接地模式下最多 8 个电容
  • 浮动模式(无电位和零偏置电压)下最多 4 个电容
  • 内部(接地)和外部寄生容量(浮动)补偿
  • 高分辨率:在 5 Hz 频率和 10 pF 基底电容条件下,分辨率高达 6 aF;在 5 Hz 频率和 100 pF 基底电容条件下,分辨率高达 17 位,激励电容为 10 pF
  • 高测量速率:高达 500 kHz
  • 可实现极低的电流消耗:
    13.4 位分辨率时,3 Hz 频率下的电流消耗降至 4 µA
  • 温度稳定性高,偏移漂移低(每开尔文低至 30 aF),所有补偿选项启动时增益漂移低。

产品特性

  • 电源电压 VDD 至 GND 0.3 至 4.0 V
  • 存储温度 Tstg 55 至 150 °C
  • ESD 额定值(HBM),每个引脚 > 2 k
  • 结温 (Tj) 最大 125 °C125 °C
  • OTP 数据保留期 95 °C 温度下 10 年

应用

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评估套件

PCAP01 评估系统为 PCAP01 芯片的一般评估提供了一个完整的系统。它由主板、插件模块、基于 Windows 的评估软件、汇编软件和 PICOPROG 编程装置组成。该套件可用于评估 PCAP01 芯片的电容测量、温度测量和脉冲发生功能。