Texas Instruments LDC3114/LDC3114-Q1電感數字轉換器是一款電感傳感器件，支持各種材料的人機界面 (HMI) 的觸摸按鈕設計。這一特性通過可在面板后面的小型印刷電路板 (PCB) 上實現的線圈測量導電目標的小偏差來實現。該技術可用于汽車、消費類和工業應用中的金屬目標的精確線性位置檢測，方法是允許訪問表示電感值的原始數據。感應傳感解決方案對濕氣或非導電污染物（例如油脂和污垢）不敏感。

數據手冊：

*附件：LDC3114數據手冊.pdf

*附件：LDC3114-Q1數據手冊.pdf

LDC3114/LDC3114-Q1的按鈕模式可自動糾正導電目標中的任何變形。LDC3114/LDC3114-Q1具有匹配良好的通道，支持差分和比例測量，可補償溫度和機械漂移等環境和老化條件。LDC3114/LDC3114-Q1包括一個超低功耗模式，用于電池供電應用中的電源開/關按鈕或位置傳感器。

Texas Instruments LDC3114/LDC3114-Q1可通過I^2^C接口輕松配置。LDC3114/LDC3114-Q1采用16引腳TSSOP封裝。LDC3114-Q1器件符合汽車應用類AEC-Q100認證。

特性

• 多種工作模式
  • 原始數據模式：訪問預處理電感測量數據，以便在MCU上實現高級算法，實現線性檢測
  • 按鈕模式：按鈕按壓檢測，具有基線跟蹤和高級片上后處理功能
• 觸摸按鈕的力等級測量
• 引腳和寄存器兼容LDC2114
• 穩健的EMI性能，符合CISPR 22和CISPR 24標準
• 四個獨立通道運行
• 可配置掃描速率
  • 0.625SPS至160SPS
  • 連續掃描選項
• 高級按鈕按壓檢測算法
  • 每個按鈕的力閾值可調
  • 環境變化補償
  • 同時按壓按鈕檢測
• 低電流消耗
  • 單按鈕：6μA (0.625SPS)
  • 兩個按鈕：72μA (20SPS)
• 溫度范圍
  • TSSOP (16)：–40°C至+125°C
• 接口
  • 1.8V和3.3V兼容I^2^C和INTB
  • 每個通道1.8 V邏輯輸出，用于按鈕

功能框圖

LDC3114混合式電感觸摸與電感數字轉換器技術解析

一、產品概述

LDC3114是德州儀器(TI)推出的一款4通道混合式電感觸摸與電感數字轉換器，專為人機界面(HMI)應用設計。這款芯片結合了電感傳感技術，能夠通過測量PCB線圈后方導電目標物的微小偏轉來實現觸摸按鈕設計，適用于各種材料面板。其核心技術優勢在于對濕度、油污等非導電污染物的高度不敏感性，使其在惡劣環境下仍能保持可靠性能。

二、核心特性

1. 多模式操作

• ?原始數據模式?：提供預處理電感測量數據，支持MCU實現線性傳感高級算法
• ?按鈕模式?：集成按鍵按下檢測功能，具有基線跟蹤和高級片上后處理
• ?觸摸按鍵力度測量?：可檢測按鍵按壓力度級別

2. 性能優勢

• 與LDC2114引腳和寄存器兼容，便于升級替換
• 優異的EMI性能，符合CISPR 22和CISPR 24標準
• 四通道獨立工作，支持差分和比例測量
• 可配置掃描速率(0.625SPS至160SPS)及連續掃描選項

3. 低功耗設計

• 單按鈕模式下僅需6μA@0.625SPS
• 雙按鈕模式下72μA@20SPS
• 工作溫度范圍寬達-40°C至+125°C

三、應用領域

1. 消費電子

• 可穿戴設備
• 智能音箱
• 聲霸(Sound Bars)

2. 工業應用

• HMI面板和鍵盤
• 家用電器控制面板

四、技術原理

LDC3114采用電感傳感技術，通過測量PCB線圈與導電目標物之間微小距離變化引起的電感變化來檢測觸摸動作。其核心技術特點包括：

1. ?多通道架構?：四個獨立傳感通道，每個通道包含諧振電路驅動器和數字按鈕按壓算法模塊
2. ?混合信號處理?：集成了電感傳感核心和低功耗模式數據處理單元
3. ?靈活接口?：支持1.8V和3.3V兼容的I2C接口，每通道提供1.8V邏輯輸出

五、系統設計要點

1. 傳感器設計

• 典型傳感器參數：Lsensor=0.85μH，Csensor=58pF，Qsensor=11，Rp=0.7kΩ
• 建議傳感器頻率>3MHz以獲得最佳性能
• COM引腳需連接電容到GND

2. 電源設計

• 工作電壓范圍1.71V至1.89V
• 推薦使用低噪聲LDO供電
• 良好的電源去耦設計對EMI性能至關重要

3. 布局指南

• 傳感器走線應盡量短
• 避免敏感模擬信號與數字信號交叉
• 參考數據手冊提供的布局示例

六、開發建議

1. ?模式選擇?：根據應用需求選擇原始數據模式或按鈕算法模式
2. ?靈敏度調節?：利用GAIN寄存器(0x0E-0x14)實現各通道獨立靈敏度調整
3. ?基線跟蹤?：合理配置NP_BASE_INC和LP_BASE_INC寄存器優化環境適應性
4. ?掃描速率?：平衡功耗與響應速度，選擇適當掃描速率