Компоненты TI

44 Pages·2017·8.735 MB·Russian

Процессоры | Микроконтроллеры | Системы на кристалле
Йибо Ю (Yibo Yu), Крис Оберхаузер (Chris Oberhauser)
Руководство по проектированию индуктивной сенсорной системы для применения
в кнопках человеко-машинного интерфейса (ЧМИ). Часть 1. (SNOA961)..........1
Интерфейсы и стандартная логика
Новые устройства USB Type-C™ и Power Delivery 3.0 от Texas Instruments.
Улучшенные характеристики: передача питания и данных, качество сигнала
и защита цепей.............................................................9
Датчики
Йонг Ксай (Yong Xie), Пол Брохлин (Paul Brohlin)
Оптимизация рабочих характеристик GaN-транзисторов
со встроенным драйвером.................................................. 11
Беспроводные коммуникации
Джил Рейтер (Gil Reiter)
®
Руководство по инициализации подключения к Wi-Fi для устройств
из мира «Интернета вещей» (SWRY011) ......................................16
Управление питанием
Катерина Макаланда (Kathrina Macalanda)
Используйте современный предохранитель!..................................22
Абхишек Кумар (Abhishek Kumar)
Как eFuse может помочь обеспечить надёжную защиту тракта подачи
электропитания в промышленных системах ................................. 24
Кайл Ван Рентерхем (Kyle Van Renterghem)
Как измерить уровень шума LDO-регулятора (SLYY076) ...................... 26
Техническое руководство по Li-SOCl (литий-тионилхлоридным)
2
источникам тока. Окончание................................................32
Пэт Хантер (Pat Hunter) и Энтони Фагнани (Anthony Fagnani)
Четыре совета по проектированию для получения
частоты переключений 2 МГц .............................................. 38
Реклама
Часовой кварцевый резонатор CM7V-T1A 32,768 кГц ±20 ppm..................37
От редакции:
Все вопросы и пожелания можно адресовать на наш сайт www.scanti.com
в разделе «Бюллетень «Компоненты TI» или прислать по адресу [email protected]
Процессоры | Микроконтроллеры | Системы на кристалле
Йибо Ю (Yibo Yu), Крис Оберхаузер (Chris Oberhauser)
Руководство по проектированию индуктивной
сенсорной системы для применения в кнопках
человеко-машинного интерфейса (ЧМИ)
Часть 2. Начало в №2-2017 бюллетеня «Компоненты TI»
Проектирование цепции и рекомендации, содержа- ветствует большим потерям в сенсоре.
сенсора щиеся в этом документе, применимы R сенсора имеет в своей основе мо-
S
к проектированию сенсоров, кото- дель последовательного электриче-
Общее описание рые подходят для индуктивных сен- ского соединения, а R имеет в основе
P
В индуктивной сенсорной систе- сорных систем. модель параллельного электрическо-
ме используется сенсор, состоящий го соединения, как показано на рисун-
из индуктивности, включённой па- Электрические параметры датчика ке 14. Важно помнить, что эти сопро-
раллельно конденсатору, чтобы об- Основные электрические параме- тивления являются сопротивлениями
разовать LC-резонатор. тры индуктивных сенсоров: по переменному току, а не сопротив-
Этот резонатор создаёт магнитное · Резонансная частота сенсора лениями по постоянному току.
поле, которое взаимодействует с со- f . Сопротивление R можно рассчи-
СЕНСОР P
седними проводящими материалами. · Сопротивление сенсора (пред- тать по сопротивлению R с помощью
S
Создаваемое магнитное поле действу- ставляемое как R или R ). следующего выражения:
P S
ет в ближней зоне, и поэтому первый · Индуктивность сенсора L.
принцип проектирования сенсора за- · Ёмкость сенсора C. (2)
ключается в том, чтобы гарантировать · Добротность сенсора Q.
попадание в это поле нужного прово-
дящего материала, который мы назы- Частота сенсора R сенсора значительно умень-
P
ваем рабочей поверхностью. Индуктивность и ёмкость определяют шается, когда проводящий мате-
В документе по применению ком- частоту сенсора согласно уравнению: риал приближается к поверхности
понентов TI «Проектирование сен- сенсора, как показано на рисунке
соров LDC» подробно описывается (1) 15. Пример графика характеристик
конструкция сенсора. Многие кон- сенсора смотрите на рисунке 15, где
R меняется в пределах от 2 до 8 кОм.
P
Вообще, когда магнитное поле сен- Это изменение можно считать нор-
сора взаимодействует с проводящей мированной характеристикой, при-
рабочей поверхностью, эффективная менимой к большинству сенсоров.
индуктивность сенсора меняется, вы- Если сенсор диаметром 4 мм имел
зывая изменение резонансной часто- сопротивление в свободном про-
ты сенсора. странстве (не будучи установлен-
ным в систему) R , равное 3 кОм,
P
R и R сенсора он должен был бы иметь R , равное
P S P
R представляет собой параллельно ~2,2 кОм, при расстоянии до прово-
P
включённое полное сопротивление дящего материала 0,5 мм.
колебательного контура на резонанс- Сопротивление R сенсора может
P
ной частоте, а R представляет собой уменьшиться до слишком низкого
S
последовательно включённое пол- уровня, если рабочая поверхность
ное сопротивление на резонансной приблизится слишком близко к сен-
частоте. Эти сопротивления являются сору, и такого состояния нельзя до-
различными представлениями одних пускать, чтобы кнопка функциони-
и тех же паразитных потерь. ровала правильно. Подробнее смо-
Когда проводящие материалы при- трите в разделе «Ограничения при
ближаются к сенсору, интенсивность проектировании устройств LDC2112/
Рисунок 14. Модели сенсоров вихревых токов возрастает, что соот- LDC2114».
1
Сканти www.scanti.com
Процессоры | Микроконтроллеры | Системы на кристалле
Индуктивность сенсора
Индуктивность сенсора зависит от ге-
ометрии индуктивного элемента — пло-
щади индуктивного элемента, количе-
ства витков, а также от взаимодействия
со всеми проводящими материалами.
Вообще, чем больше индуктивность,
тем легче возбуждать устройство.
Дальность действия сенсорного ин-
дуктивного элемента зависит главным
образом от физического размера ин-
дуктивного элемента, а не от значения
индуктивности, при этом чем больше
индуктивный элемент, тем больше
дальность действия.
Рисунок 15. Пример зависимости RP сенсора от расстояния до рабочей поверхности
Ёмкость сенсора
Вообще, ёмкость сенсора выби- верхностями кнопок, работа в условиях тивности, соответствующие нажатиям
рается после того, как спроекти- высокой влажности, стойкость к лож- кнопок с металлическими или други-
рован индуктивный элемент, и ис- ным срабатываниям при отсутствии ми рабочими поверхностями. Он тре-
пользуется для настройки частоты касания кнопки, а также надёжная ра- бует, чтобы подключённые сенсоры
сенсора. Следует избегать исполь- бота, даже если пользователь работает имели следующие параметры:
зования очень маленьких ёмкостей в перчатках. Такая система рассматри- · 1 МГц ≤ f ≤ 30 МГц;
СЕНСОР
сенсоров, чтобы никакие паразит- вается в документе по применению · 350 Ом ≤ R ≤ 10 кОм;
P
ные изменения ёмкости не влияли компонентов TI «Руководство по про- · 5 ≤ Q ≤ 30.
на работу сенсора. Общая рекомен- ектированию индуктивных сенсорных Если параметры сенсора не укла-
дация заключается в том, что ём- кнопок с металлической рабочей по- дываются в указанные пределы,
кость сенсора не следует выбирать верхностью». устройство LDC2112/LDC2114 может
меньше 22 пФ. оказаться не в состоянии измерять
Ограничения изменения индуктивности и в резуль-
Добротность сенсора при проектировании устройств тате не будет обнаруживать касания
Добротность сенсора Q — это мера LDC2112/LDC2114 индуктивной сенсорной системы. Эти
отношения индуктивности сенсора LDC2112/LDC2114 — это преобразо- ограничения можно представить на-
к его сопротивлению по постоянно- ватель индуктивности в цифровой глядно так, как показано на рисунке
му току. Вообще, желательно иметь сигнал с высоким разрешением, вну- 16, который получен на основе вы-
её значение как можно выше, пото- тренние алгоритмы которого способ- ражения 1.
му что тогда сенсор требует меньше ны обнаруживать изменения индук-
энергии для поддержания колеба-
ний. Q сенсора можно рассчитать
с помощью уравнения 3:
(3)

R — это последовательное сопротив-
S
ление сенсора по переменному току
на рабочей частоте. Добротность Q
сенсора можно увеличить либо уве-
личив индуктивность сенсора, либо
уменьшив R сенсора, либо умень-
S
шив его ёмкость.
Индуктивная сенсорная
система
Технологию LDC можно использовать
для обнаружения прогиба металла,
как модель кнопки. Эта возможность
даёт много преимуществ, например
возможность работы с гладкими, от-
полированными металлическими по- Рисунок 16. Рабочая зона LDC2112/LDC2114
2
Компоненты TI Выпуск 3’2017
Процессоры | Микроконтроллеры | Системы на кристалле
с металлической поверхностью.
Поэтому магнитное поле должно
достигать поверхности металла.
«Размер» магнитного поля опреде-
ляется размером индуктивного эле-
мента — чем больше индуктивный
элемент, тем больше генерируемое
магнитное поле.
В случае круглого индуктивного
элемента размером индуктивного
элемента считается диаметр. В случае
некруглого индуктивного элемента
эффективным диаметром сенсо-
ра считается минимальный размер
по одной из осей (рисунок 18).
Рисунок 17. Зависимость изменения индуктивности от расстояния до рабочей поверхности Положение конденсатора сенсора
Рекомендуется располагать конден-
Граница минимальной частоты ухудшить работу сенсора, что опреде- сатор сенсора рядом с контактом INn,
сенсора справа вверху соответствует ляет левую границу; хоть эта граница но не рядом с сенсором. Такое разме-
выражению: показана при ёмкости 10 пФ, некото- щение позволяет избежать влияния
рые системы могут испытывать пробле- линии передачи в высокочастотных
(4) мы и при больших ёмкостях сенсора. сенсорах.
Вообще рекомендуется использовать
ёмкость сенсора больше 22 пФ. Экранирование печатных
а левая нижняя граница соответству- проводников INn
ет максимальной частоте сенсора: Физическая конструкция Для надёжной работы индуктивных
сенсора сенсорных систем печатные провод-
(5) ники INn не должны иметь значи-
Физический размер сенсора тельных изменений ёмкости в за-
Работа индуктивной сенсорной висимости от времени. Изменения
Если ёмкость сенсора слишком мала, системы имеет в основе магнитное паразитной ёмкости могут вызывать
влияние паразитной ёмкости может поле сенсора, взаимодействующее ложные нажатия кнопок, если пе-
чатные проводники INn не экрани-
рованы. Рекомендуется окружить
печатные проводники INn экраном,
соединённым с контактом COM, как
показано на рисунке 19.
Ёмкость экранирования
LC-резонатор может реагировать
как на изменения индуктивности,
так и на изменения ёмкости. Чтобы
не допустить никакого влияния ём-
кости, вызывающего нежелательные
ответные сигналы, металлическая
Рисунок 18. Диаметр сенсора при круглом индуктивном элементе и индуктивном элементе рабочая поверхность должна иметь
в форме беговых дорожек стадиона фиксированный постоянный потен-
циал. Поэтому при конструировании
системы сенсора и рабочей поверх-
ности проводящая рабочая поверх-
ность должна быть заземлена по пе-
ременному току, чтобы экранировать
все внешние ёмкости.
Выбор номинала C
COM
Контакт COM может замыкать на-
грузку до 20 нФ на землю. Номинал
C должен быть выбран таким
COM
Рисунок 19. Экранирование проводников INn с подключением к контакту COM образом, чтобы нижеуказанное со-
3
Сканти www.scanti.com
Процессоры | Микроконтроллеры | Системы на кристалле
отношение выполнялось во всех ка-
налах:
10 ×C / Q < C < 1250 ×
СЕНСОР СЕНСОР COM
× C / Q . (6)
СЕНСОР СЕНСОР
Это требование должно быть вы-
полнено, даже если номинал C
СЕНСОР
не одинаковый во всех каналах.
Многослойная конструкция
Индуктивность сенсора зависит
от площади, количества витков ин-
дуктивного элемента и его удаления
Рисунок 20. Заземлённая по переменному току рабочая поверхность для экранирования влияния ёмкостей
от рабочей поверхности. Во многих
индуктивных сенсорных системах
Таблица 1. Приблизительная минимальная ширина сенсора в зависимости от ограничений,
желательный физический размер
связанных с изготовлением
кнопок может быть 3 мм в диаметре
Возможное расстояние Количество Минимальный размер Минимальная ширина
или менее. Низкая общая индуктив-
между витками слоёв межслойного соединения сенсора, мм
ность меньшего сенсора может при- 4 мил (0,1016 мм) 2 15 мил (0,4 мм) 2,85
вести к тому, что частота сенсора 4 мил (0,1016 мм) 4 15 мил (0,4 мм) 2,30
окажется вне расчётного диапазона 3 мил (0,076 мм) 2 15 мил (0,4 мм) 2,05
LDC2112/LDC2114. При использовании 3 мил (0,076 мм) 4 15 мил (0,4 мм) 1,91
нескольких слоёв сенсоров с череду- 2 мил (0,051 мм) 2 15 мил (0,4 мм) 1,65
ющимся направлением закручивания 2 мил (0,051 мм) 4 15 мил (0,4 мм) 1,53
витков общая индуктивность, из-за 2 мил (0,051 мм) 4 12 мил (0,305 мм) 1,38
дополнительной взаимной индук-
тивности между слоями, будет зна-
чительно выше по сравнению с одно-
слойной конструкцией.
В большинстве систем достаточно
конструкций с 2 слоями или с 4 слоями.
Хотя 4-слойный сенсор сложнее и до-
роже 2-слойного сенсора аналогичной
геометрии, LDC2114 может эффектив-
но работать с 4-слойным сенсором,
имеющим меньшие физические раз-
меры, как показано в таблице 1.
Однослойный сенсор обычно не так Рисунок 21. Конструкция двухслойного сенсора
эффективен, поскольку взаимная
связь между слоями в многослойном
сенсоре обеспечивает значительное
увеличение индуктивности сенсора.
Кроме того, потребуется второй про-
водник, чтобы отвести ток от центра
сенсора обратно в LDC.
Минимальная ширина сенсора,
имеющего фиксированную длину
8 мм, при расстоянии до рабочей
поверхности 0,2 мм. Оценка рабочих
характеристик этих сенсоров не про-
водилась. Эти сенсоры предполага-
ют, что толщина диэлектрика между
слоями составляет 1 мил (25 мкм).
Паразитная ёмкость сенсора
Отдельные витки индуктивного эле-
мента имеют физическую площадь
и разделены диэлектриком, что про-
являет себя в виде небольшого пара- Рисунок 22. Смещение печатных проводников для снижения паразитной ёмкости
4
Компоненты TI Выпуск 3’2017
Процессоры | Микроконтроллеры | Системы на кристалле
более прочное крепление к рабочей
поверхности.
Элемент жёсткости сенсора
Если сенсор выполнен на гибкой
печатной плате, ему требуется опо-
ра в виде элемента жёсткости. Если
гибкий сенсор не имеет опоры,
Рисунок 23. Ширина и толщина сенсора он может деформироваться при лю-
бом движении, что будет приводить
зитного конденсатора, подключённо- Обычно толщина разделителя на- к ложным срабатываниям. Опора
го параллельно каждому витку. Эти ходится в диапазоне от 0,1 до 0,5 мм, должна иметь ровную поверхность,
паразитные ёмкости следует свести в зависимости от геометрии сенсо- которая минимально искривляется
к минимуму, чтобы сенсор работал ра и его электрических параметров. под воздействием температуры,
оптимально. Одним простым, но эф- Вообще, чем тоньше разделитель, влажности и нагрузок. Опорная кон-
фективным способом снижения пара- тем лучше работает система, при струкция, которую часто называют
зитной ёмкости многослойного сенсо- условии, что электрические характе- элементом жёсткости для систем,
ра является смещение параллельных ристики сенсора находятся в преде- где применяются LDC, не должна
печатных проводников разных слоёв, лах ограничений устройств LDC2112/ быть проводящей, в противном слу-
как показано на рисунке 22. LDC2114. Обычно оптимальная рабо- чае Q и R сенсора могут оказаться
P
та обеспечивается выбором толщины ниже минимальных уровней, кото-
Разделители сенсоров разделителя менее 10% от диаметра рые могут поддерживать устройства
Обеспечение стабильного расстоя- индуктивного элемента (в случае LDC2112/LDC2114. Использование
ния (зазора) между сенсором и ра- прямоугольного или эллиптическо- FR4 в качестве подложки широко
бочей поверхностью имеет важное го сенсора — 10% от длины короткой применяется для гибких печатных
значение для эффективной работы стороны). плат и подходит для LDC-сенсоров.
сенсорной системы. Это обеспечи- При креплении сенсора к рабочей При сенсорах меньшей толщины
вается элементом конструкции си- поверхности путем приклеивания допускается применение элемента
стемы, который называется разде- могут потребоваться более широ- жёсткости на основе эпоксидной
лителем. кие разделители, чтобы обеспечить смолы.
Элемент жёсткости должен быть
выполнен из непроводящего мате-
риала, в противном случае R сенсо-
P
ра может оказаться слишком низким
для работы с устройствами LDC2112/
LDC2114, и по этой причине не следу-
ет использовать элементы жёсткости
из нержавеющей стали и алюминия.
Если несколько сенсоров выполне-
ны на одной гибкой печатной плате,
элемент жёсткости должен быть от-
дельным для каждой секции сенсо-
ров, иначе механическое взаимное
влияние сенсоров друг на друга мо-
жет быть значительно больше.
В некоторых системах элемент
жёсткости может быть компонентом,
который уже есть в системе — напри-
мер, стеклянная поверхность, или
если сенсоры выполнены из жёсткого
Рисунок 24. Зависимость чувствительности от расстояния до рабочей поверхности
материала, такого как FR4.
Обычно печатные платы из FR4 или
других жёстких материалов не тре-
буют специального элемента жёст-
кости.
Индуктивный элемент в форме
беговых дорожек
В некоторых индуктивных сенсор-
Рисунок 25. Отдельные элементы жёсткости для каждого сенсора ных системах, где требуются очень
5
Сканти www.scanti.com
Процессоры | Микроконтроллеры | Системы на кристалле
маленькие сенсоры, индуктивность
круглого или квадратного сенсо-
ра оказывается слишком низкой.
Элемент удлинённой формы, напри-
мер прямоугольной или напоминаю-
щей беговые дорожки стадиона, как
показано на рисунке 26, будет иметь
больший номинал индуктивности.
Такая форма эффективна для кно-
пок на боковой стороне мобильных
телефонов.
Пример сенсора
Ниже представлен пример конструк-
ции сдвоенного сенсора. Сенсоры
имеют размер 2,85×8 мм, 8 витков, Рисунок 26. Трассировка сенсора с формой индуктивного элемента в виде беговых дорожек
как показано на рисунке 26. Печатные
проводники выполнены из меди тол-
щиной 9 мкм (0,25 унции), имеют ши-
рину 75 мкм и расстояние между про-
водниками 50 мкм. Индуктивность
сенсора в свободном пространстве —
приблизительно 1,3 мкГн, и он имеет
ёмкость 47 пФ. Индуктивность смон-
тированного сенсора ниже ввиду вза-
имодействия с проводящей рабочей
поверхностью.
Оценка параметров этого сенсора
Расчёт LC-сенсора
была проведена с помощью вкладки
Рабочая температура Т 25 °C Введите рабочую температуру
«Racetrack Inductor Designer» (рас- Ёмкость сенсора C 47,0 пФ* Выберите ёмкость LC-контура
Слои M 2 Слои Количество слоёв на печатной плате (1≤M≤8)
чёт индуктивных элементов в форме
Витки N 8 Витки Количество витков в одном слое
беговых дорожек) программы рас- Наружный( дпиоа кмоерторт кионйд ускттоирвонноег)о элемента dout 2,85 мм Наруижнндыуйк тдииванмоеготр э лспемиреанлтаьного
чета устройств LDC «LDC Calculations
Tool». На рисунке 27 приведён при- отношение длинной стороны к короткой стороне (≥1) 2,80 если это значфеноирем у> 1б,е игнодвыукхт идвонрыожй еэклемент имеет
Длинная сторона индуктивного элемента d 7,980 мм
мер исходных данных, введённых расстояние между печатными проводниками S 2,000 мил Расстояние меж(дмум п еичлаит нмыимли) проводниками
в этот программный инструмент рас-
ширина печатного проводника W 3,000 мил Ширина печатного проводника (мм или мил)
чёта, чтобы рассчитать описываемый Толщина печатнио 2й- пмл салтыое ммежду 1-м слоем h12 1,000 мил Расстояние ме(жмдму и 1л-ми мслиоле)м и 2-м слоем
здесь сенсор. Заметим, что данный Толщина меди t 0,250 унции-Cu Толщина слоя меди (мм, унции-Cu или мил)
инструмент обеспечивает получение Коэффициент заполнения индуктивного элемента dd вннауртурж/. 0,28 рекомендуется 0,2> >0,8
оценок таких параметров, как RS, RP, Внутренний диаметр индуктивного элемента d внутр. 31,205 мил Внутренний эдлиеаммеенттра с (пмимр аилльин могиол и )ндуктивного
Q, L и частота, на основании выра-
Самоиндукция на один слой L 0,370 мкГн
жений 1–3. Общая индуктивность LОБЩ. 1,316 мкГн
Рабочая частота сенсора Fрез 19,426 МГц
Результатом расчёта программы
Оценка импеданса на резонансной частоте Rp 7297,3 Ом
являются оценки параметров в сво- Добротность Q Q 41,86
бодном пространстве (без рабочей Расстояние до рабочей поверхности D 0,10 мм
поверхности) и их значения, когда Индуктивносст ьр асбеончсеойр ап со вуечрёхтонмос втзьаюимодействия L' 0,756 мкГн
сенсор смонтирован в системе с ра- Частота ссе рнасоброач есй у пчёотвоемр хвнзоаситмьоюдействия Fрез' 26,692 МГц
бочей поверхностью вблизи него. Rp с учётом взаимодействия с рабочей поверхностью Rp' 1,40 кОм нДе лмяе анлеюе,м чиенми ве в5о рйа рза ббоолчьешй еп голвуебрихнныос сткии тно-лэщфифнеокйта
Как видно из таблицы 2, если сен- Добротность Q с учётом рабочей поверхности Q' 11,0
сор смонтирован, его параметры Рисунок 27. Вкладка расчёта индуктивных элементов в форме беговых дорожек программы
находятся в пределах рабочей зоны расчёта устройств LDC
устройств LDC2112/LDC2114.
Проводники, проложенные между Таблица 2. Параметры сенсора
сенсором и разъёмом, экранирова- Сенсор в свободном Сенсор, смонтированный Рабочая зона
Параметры сенсора
ны верхним и нижним слоями, ко- пространстве в системе LDC2112/LDC2114
торые соединены с контактом сиг- Индуктивность сенсора, мкГн 1,3 0,76
нала COM. Для соединения верхне- Ёмкость сенсора, пФ 47 47
го и нижнего экранов используются Частота сенсора, МГц 19,4 26,7 1–30
регулярно разнесённые межслойные RP сенсора 7,3 кОм 1,4 кОм 350 Ом ≤ RP ≤ 10 кОм
соединения. Q сенсора 41 11 5 ≤ Q ≤ 30
6
Компоненты TI Выпуск 3’2017
Процессоры | Микроконтроллеры | Системы на кристалле
Изгиб трассировки экранирован-
ных линий используется для снятия
механических напряжений.
В этом примере элементы жёстко-
сти и разделители интегрированы
в сенсор. Конструкция разделите-
лей и элементов жёсткости показана
на рисунке 29.
Каждая зона сенсора имеет свой
элемент жёсткости и два разделителя.
Гибкая зона между двумя сенсорами
обеспечивает механическую изоля-
цию между двумя сенсорами.
В таблице 3 отражена конфи-
гурация слоёв сенсора. Толщина
элемента жёсткости может менять-
ся в зависимости от механических
параметров. Вообще, выполнение
разделителей при изготовлении
Рисунок 28. Пример конструкции сдвоенного сенсора
сенсора обычно обеспечивает бо-
лее жёсткий допуск на толщину
разделителя, чем выполнение раз-
делителей путём механообработки
в корпусе.
Разделитель и элемент жёсткости
имеются не во всей конструкции сен-
сора, как показано на рисунке 30.
Разделитель нужен только на кон-
цах областей расположения кнопок.
Элемент жёсткости нужен над сенсо-
ром и разъёмами, там, где они есть.
Элемент жёсткости может быть вы-
полнен из более тонкого материала,
если это требуется для конкретной
Рисунок 29. Конструкция зоны сенсора системы.
Заключение
Таблица 3. Конфигурация слоёв сенсора
Толщина, Толщина, Материал
Слой Тип Материал В этом руководстве по проекти-
мил мм диэлектрика
рованию мы рассмотрели меха-
Сердцевина
Элемент жёсткости Диэлектрик печатной платы 32 0,813 FR4 нические аспекты проектирования
Верхнее покрытие Покрытие индуктивных сенсорных кнопок,
в которых используются технологии
Паяльная
Верхнее покрытие Материал
маска/ 0,4 0,010 Покрытие индуктивных сенсорных элементов
гибкого слоя поверхности
покрытие
для достижения оптимальной чув-
Проводник
Верхний слой Медь 0,46 0,012 ствительности и надёжности, вклю-
сигналов
чая компоновку слоёв конструкции,
Гибкий слой 1 Диэлектрик Плёнка 0,47 0,012 Полиимид
и базовый порядок расчёта электри-
Слой проводников Проводник
сигналов сигналов Медь 0,46 0,012 ческих параметров. Процесс расчёта
Гибкий слой 2 Диэлектрик Плёнка 1 0,025 Полиимид сенсора, который можно использо-
вать в индуктивных сенсорных си-
Проводник
Нижний слой Медь 0,46 0,012
сигналов стемах на основе устройств LDC2112/
Паяльная LDC2114, можно описать следующим
Нижнее покрытие Материал Покрытие
маска/ 0,4 0,010
гибкого слоя поверхности (полиимид) образом:
покрытие
1. Определение размера физическо-
Паяльная
Нижний припой 1 маска/ Материал 0,4 0,010 Паяльный го пространства, доступного для
поверхности резист
покрытие сенсора.
Нижнее покрытие Покрытие 2. Использование инструментов
Разделитель Диэлектрик Плёнка 5 0,127 Полиимид проектирования для расчёта
Общая толщина 41,05 1,043 сенсора, который укладывается
7
Сканти www.scanti.com
Процессоры | Микроконтроллеры | Системы на кристалле
в диапазон рабочих параметров
LDC2112/LDC2114.
3. Использование экранированной
конструкции для трассировки
проводников INn.
4. Выполнение всех разделителей
или элементов жёсткости, кото-
рые требуются.
Архитектура с низким энергопотре-
блением устройств LDC2112/LDC2114
позволяет использовать их для рабо-
ты с сенсорами кнопок. В конструк-
ции корпуса не требуется никаких
вырезов в местах расположения
кнопок. Это может способствовать
снижению стоимости изготовления
и повышению стойкости корпуса
к влаге, пыли и грязи. Это большое
преимущество по сравнению с тра-
диционными механическими кноп-
ками, имеющимися на рынке в на-
стоящее время. Рисунок 30. Компоновка слоёв сенсора в различных зонах
TPA3251D2 – стереоусилитель класса D
с выходной мощностью до 350 Вт
мой управления затворами. Данные
технологии позволили разместить
усилитель мощностью 350 Вт в кор-
пусе HTSSOP размером 6×14 мм.
Основные характеристики:
• Дифференциальные аналоговые
входы.
• Выходная мощность до 2×140 Вт
на нагрузке 4 Ом при 1%-ных ис-
кажениях и 2×175 Вт при 10%.
• Полоса частот до 100 кГц, что по-
зволяет воспроизводить звук
с HD-источников.
• Ультранизкий уровень искаже-
ний: <0,01% (с учетом шумов).
Микросхема TPA3251D2 – это вы- спечивая мощность до 2×175 Вт • Уровень шумов на выходе, не бо-
сококачественный усилитель мощ- на нагрузке 4 Ом и 2×220 Вт на нагруз- лее: 60 мкВ.
ности класса D, обеспечивающий ке 3 Ом. Наличие аналогового входно- • Напряжение питания от 12 до 36 В.
качество звука премиум-класса го интерфейса позволяет микросхеме • КПД 90%.
при высокой энергоэффективности, TPA3251D2 работать совместно с вы- • Все виды защиты.
свойственной цифровым усилите- сококачественными ЦАП и кодеками, Микросхема TPA3251D2 предна-
лям. Наличие внутренней обратной такими как, например, PCM5242. значена для применения в высокока-
связи в сочетании с патентованной В дополнение к превосходным чественной аппаратуре звуковоспро-
технологией PurePath™ UltraHD характеристикам звука TPA3251D2 изведения. Для приложений, требу-
обеспечивает очень малый уровень обладает также прекрасным КПД — ющих меньшей выходной мощности,
искажений сигнала во всем диапа- потери в силовых каскадах в ре- подойдет микросхема TPA3250D2,
зоне мощностей и, соответственно, жиме «Idle» не превышают 1 Вт, что аналогичная по параметрам и со-
превосходное качество звука. достигается использованием МОП- вместимая по разводке выводов
Микросхема может работать как транзисторов с сопротивлением кана- с микросхемой TPA3251D2.
в стерео-, так и в монорежиме, обе- ла 60 мОм и оптимизированной схе- www.ti.com/product/TPA3251D2
8
Компоненты TI Выпуск 3’2017