基于开关电容技术的新型FPAA构造体系_郑伯涛
学术研究
Ａｃａｄｅｍｉｃ
Ｆｏｒｕｍ 物联网２
０１１／０４基于开关电容技术的新型ＦＰＡＡ构造体系
郑伯涛１，赵俊霞２
（１．南京汽轮电机集团，江苏南京 ２１００３７；２．三江学院，江苏南京 ２１００１２
）摘 要：为了使模拟集成电路的设计速度达到可现场编程的能力，提出了一种新型基于开关电容技术的现场可编程模拟阵列ＦＰＡＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ａｎａｌｏｇ Ａｒｒａｙ）的构造体系，该阵列由数控电流、可配置模拟块ＣＡＢ（Ｃｏｎｆｉｇｕ－ｒａｂｌｅ Ａｎａｌｏｇ Ｂｌｏｃｋｓ）、开关电容和电路网络组成，开关可由阵列内部的信号动态控制，可用以实现开关电容全波整流等电路，从而根据要求执行不同的功能。
关键词：ＦＰＡＡ；ＣＡＢ；开关电容；现场可编程；模拟阵列
中图分类号：ＴＮ７１５ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９５－１３０２（２０１１）０２－００７６－
０３Ａ ｎｏｖｅｌ Ｆｉｅｌｄ－ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ａｎａｌｏｇ Ａｒｒａｙ（ＦＰＡＡ）ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＢａｓｅｄ ｏｎ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ－ｃａｐａｃｉｔｏｒ Ｔｅｃｈｎｉｑ
ｕｅＺＨＥＮＧ Ｂｏ－ｔａｏ１，ＺＨＡＯ Ｊｕｎ－
ｘｉａ２
（１．Ｎａｎｊｉｎｇ Ｔｕｒｂｉｎｇ ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍｏｔｏｒ Ｇｒｏｕｐ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００３７，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓａｎｊｉａｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ
２１００１２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｏｖｅｌ ｆｉｅｌｄ－ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ａｎａｌｏｇ ａｒｒａｙ（ＦＰＡＡ）ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｗｉｔｃｈｅｄ－ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｂｙ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ａｎａｌｏｇ ｃｉｒｃｕｉｔｓ．Ｔｈｅ ａｒｒａｙ ｉｓ ｍａｄｅ ｕｐ ｏｆ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｉｒｃｕｉｔ，ＣＡＢ（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ ａｎａｌｏｇ ｂｌｏｃｋｓ），ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎｄ ｃｉｒｃｕｉｔｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈ ｃａｎ ｂｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ ｂｙ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｓｉｇｎａｌ ｉｎ ｔｈｅ ａｒｒａｙ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｃａｐａｃｉｔｏｒｆｕｌｌ－ｗａｖｅ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ，ｓｏ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙ
ｓｔｅｍ ｃａｎ ｅｘｅｃｕｔｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ｋｅｙ
ｗｏｒｄｓ：ＦＰＡＡ；ＣＡＢ；ＳＣ收稿日期：２０１０－０６－
１３０ 引 言
尽管数字电路占领了大部分ＶＬＳＩ市场，但在现代电子系统中，模拟ＩＣ仍占有重要角色，如在模拟信号处理，工业过程控制，生物医学测量等场合中模拟
ＩＣ依然必不可少［１］
。由于模拟ＩＣ有其独特的特点，从而推动了现场可编程模拟集成电路芯片的发展。
假如在一个数字电路设计者的工具中没有可编程逻辑阵列ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ
），那么他设计的艰难度将是不可想象的，然而，可编程模拟阵列ＦＰＡＡ对于模拟集成电路设计者依然是个梦想
［２］
。ＦＰＡＡ提出已将近十年，
但是，直到今天，在模拟集成电路中仍然没有对等于ＦＰＧＡ的系统设计流程提出。本文正是基于上述理由，提出了基于开关电容的ＦＰＡＡ设计方案。
１ ＦＰＡＡ的基本组成
ＦＰＡＡ现场可编程模拟阵列，最早由ＬＥＥ和ＧＩＬＡＫ提出，与ＦＰＧＡ相对应。ＦＰＧＡ是一种可编程逻辑阵列，阵列内部由逻辑块组成，逻辑块之间互连的是布线结构，包括线段和编程开关。芯片内部硬件连接关系的描述可存放在ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ中，故在外部电路不变的情况下，换一块ＥＰＲＯＭ即
可实现新的功能［３］
。与ＦＰＧＡ类似，
该方法也被ＦＰＡＡ采用，ＦＰＡＡ也由模拟阵列组成，它包括可构造模拟块和互连网络，电路连接及参数等数据一般存贮在寄存器或存贮器中。
ＦＰＡＡ设计中常用的技术有开关电容技术、跨导技术、电流模技术，本文就其中的开关电容技术提出一种新型ＦＰＡＡ设计方案。对于开关电容的ＦＰＡＡ，每个可编程模拟单元包括一个运算放大器，一个可编程电容阵列和一系列的ＣＭＯＳ传输开关，
全局连线有水平和垂直两个通道，在交叉处有一开关
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阵列以实现交叉连接。开关可由阵列内部的信号动态控制，可用以实现开关电容全波整流等电路。
图１ ＦＰＡＡ的全局结构
ＦＰＡＡ统一由执行不同功能的ＣＡＢ构成，
每一个ＣＡＢ包含有两个背靠背连接的倒向器、
放大器和开关电容，在ＣＡＢ之间相连的是处于开态或关态的电容。这些ＣＡＢ的内在结构和不同ＣＡＢ之间通过使用数字控制信号形成了含一定功能的模块，从而使整个ＦＰＡＡ具有一定的功能。如果想改变ＦＰＡＡ的功能，只需更换其中的ＣＡＢ或重新编程即可。２ ＦＰＡＡ的全局设计方案
图１所示是基于开关电容的ＦＰＡＡ全局结构。该ＦＰＡＡ包括电路保真、ＣＡＢ、输入端、连线和数控电流等几个基本部分，实际设计时可跟据应用行业的不同，再加一些功能块以生成更复杂的电路，从而满足不同的应用。
图１中节点网络之间的连接类似于ＣＡＢ内部的控制。当控制电流驱动时钟到达先前设定的相位时，根据已定义好的指令开启或闭合电容时，一个电路的节点也就形成了，
而电流相位未达到设定值则不能形成节点。由于这些开关是由开关电容控制的，所以在节点网络中，不需要像以前文献中指出的那样使用额外开关。
根据图１的整体布局思想构造的一个ＦＰＡＡ，它由２０个运算放大器排成４×５的阵列，周围有１３个可编程Ｉ／Ｏ接口，可灵活满足外部信号的端口需要。３ ＦＰＡＡ结构中的数控电流
ＦＰＡＡ全局图中的数控电路包括控制逻辑和数据处理部分。控制逻辑使用算法状态机ＡＳＭ（ＴｈｅＡｌｇ
ｏｒｉｔｈｍｉｃ Ｓｔａｔｅ）的计算机逼近方法。控制逻辑包括一个数据处理子系统，它根据先前定义在处理器中的逻辑功能，对数据进行处理并产生控制信号，处理的次序和数据处理器任务的分配作为一个硬件运算法则如图２所示。
图２ 电流控制算法的逻辑图
数据处理器的控制命令可从Ｐ
Ｃ机上下载或从ＥＰＲＯＭ中调用，它包括三个寄存器和一个计数器。开关电容信息可根据使用者事先定义的控制命令进行编译，生成的控制信号送往ＦＰＡＡ结构中相应的部分。每一步的算法如ＡＳＭ图表中所示，这些步骤由逻辑控制，主要包括三个部分：ＭＵＸ、Ｄ触发器和译码器（１∶４），可提供准确的结构位置。４ ＦＰＡＡ内部的ＣＡＢ
设计ＣＡＢ单元时，可在电路中运用原型电路，双倍静止ＬＣ梯形单元等。其连续时间单元可通过一个Ｓ函数变换做近似变形，然后在Ｚ函数变换中使用双线性来替代，这样，这个Ｚ函数变换就可产生精确的ＣＡＢ设计方案。
本文将以ＬＣ电路为例来讲解这个变换，以便在ＦＰＡＡ中实现可控开关电容的编程。其具体变换
如下：
λ＝Ｓｃｔ２＝ｚ１／２－ｚ－
１／２ｚ１／２＋ｚ
－１／２＝ｔａｎｈ（ｓＴ／２）（１）γ＝
１２
（ｚ１／２－ｚ－
１／２）＝ｓｉｎｈ（ｓＴ／２
）（２
）μ＝１２（
ｚ１／２＋ｚ－
１／２）＝ｃｏｓｈ（ｓＨ／２）（３） 通过λ参量可进行双线性变换。在ＦＰＡＡ中运用综合来达到下面的变换函数：
±ｃ
１γ
＝±１ｓｉｎｈ（ｓＴ／２）（４） 为了实现能满足λ取值范围的电路，
所有的阻抗７
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０１１／０４都必须通过μ＝ｃｏｓｈ（ｓＴ／２）加以区分，所有的导纳也必须通过μ增值。在缩放电路到达γ平台后，在单元设计中，可使用三种不同的子块。第一个子块如图４所示，迁移函数在γ平台是：
ｖ０＝
１μ
ｇｋ＋γＣ１（ａｉ１＋ｂｉ２）（５） 这个等价变换可通过Ｒ
Ｃ电路来代替，最后把它变换成ＳＣ现实电路。ＳＣ变换的函数关系如下：
ｖ０＝－
Ｃ１ｖ１＋Ｃ２ｖ２Ｃ０μ
＋２Ｃｉｎｔ＋Ｃ０γｚ１／２
（６） 通过这些变形，
图３（ａ）的基本并联支路单元就可转换成图３（ｃ）中等效的ＳＣ模型，
这样，在其中就可以很好地使用编辑数控电流的指令来达到现场可编程的目的。
图３ ＳＣ变形图
５ 开关电容
数控开关之间主要的电路元器件是开关、运算放大器和电容。依靠不同的开关电容的状态，可实现不同功能的ＦＰＡＡ模块功能。通常进行ＦＰＡＡ的设计是在不同的单元水平上（微模型或宏模型）。对于基于微模型下的ＦＰＡＡ，一个ＣＡＢ一般包含一个运放、开关、电容功能阵列ＰＣＡ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒａｒｒａｙ
ｓ）和数控电流单元。一些电路功能，如集成、综合、采样、保持和增益等，则可通过ＣＡＢ中的运放、开关和ＰＣＡ来实现。基于ＦＰＡＡ的大多数的ＳＣ在
单元间都有它们的ＣＡＢ模块，在单元的行和列之间可布上一个水平走势的双线和另一个垂直走势的双线。其开关式样如图４（ａ）所示的设计图中的表示，其四个端口分别接两个ＣＡＢ，图４（ｂ）为其具体的电路图。
图４ ＳＣ图
６ 结 语
目前，现场可编程模拟阵列ＦＰＡＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏ－ｇｒａｍｍａｂｌｅ Ａｎａｌｏｇ
Ａｒｒａｙ）和现场可编程混合阵列ＦＰＭＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｍｉｘｅｄ－Ｓｉｇｎａｌ Ａｒｒａｙ）是模拟信号阵列器件和主流。其中ＦＰＡＡ现在所面临的难题包括速度（特别是通过连接点）、精确度（器件的匹配性）
、数字噪声（时钟反馈）、模拟噪声（热噪声、１／Ｆ噪声等）
、功耗、资源分配（模拟块的数量和大小）和能源的利用率等。
参 考 文 献
［１］ＬＥＥ Ｅ Ｋ Ｆ，ＧＵＬＡＫ Ｐ Ｇ．Ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ａｎａｌｏｇ
ｕｅａｒｒａｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＯＳＦＥＴ ｔｒａｎｓｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅｓ［Ｊ］．Ｅｌｅｃ－ｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９９２，２８（１）：２８－
２９．［２］葛海波．现场可编程模拟阵列（ＦＰＡＡ／ＡＦＰＧＡ）
技术综述［Ｊ］．混合微电子枝术，２００２，１３（１）：１１－
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１１０．作者简介：郑伯涛 男，１９７６年出生，
工程师。从事大型电动机、风力发电机、水利发电机等设计工作。赵俊霞 女，１９７９年出生，硕士研究生。从事超大规模集成电路设计工作，现主要从事大规模集成电路设计方法学的研究。
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电容式触控电路设计的七个步骤
电容式触控电路设计的七个步骤 文章来自赣州宇辉仪器设备有限公司https://www.wendangku.net/doc/8018742223.html, 中心议题： 电容式触控电路设计的七个步骤 电容式触控技术在厨房设备中的应用已经有几年了，例如在烤箱和煎锅的不透明玻璃面板后面采用分离按键实现。这些触摸控制键逐渐替代了机械按键，因为后者具有使用寿命短、不够卫生等方面的问题，而且还有在面板上开孔安装按键的相关成本，图1是电容式感应技术原理示意图。 图1 技术原理示意图 电容式感应技术由于具有耐用、较易于低成本实现等特点，而逐渐成为触摸控制的首选技术。此外，由于具有可扩展性，该技术还可以提供其它技术所不能实现的用户功能。在显示屏上以软按键方式提供用户界面，这通常被称为触摸屏。 触摸输入滚动/指示功能器件，例如iPod音乐播放器上的点击式转盘，这类器件在消费市场已经获得广泛的认可，正在逐渐出现在更多的消费设备市场。有两种基本类型的滚动器件：第一种是绝对报告类型，提供直接位置输出报告；另外一种是相对类型，这类器件提供用来增加或减少某个值的直接报告。 使用电容式感应的IC设计感应开关电路板与其它电路的开发流程略有不同，因为电容式开关的设计上会受到机构与其它电路设计上的影响，会有比较多的调整程序，所以需要一个比较复杂的开发流程，现就以出道较早且具有代表性的“Quantum ”产品的开发流程及要点介绍给大家，希望对需要的朋友有所帮助。 1.机构设计 a.面板的材质必须是塑胶，玻璃，等非导电物质。 b. 在机构设计阶段同时也必需设计操作流程，以选择合适的产品，如果是按键的产品，要考虑是否有复合按键的设计，或是综合滑动操作及按键操作等，如果
是以滑动操作的产品，就必须考虑是否需要切割出按键。 c.由於感应电极与面板接触点之间不能有空隙，所以机构设计上必须考虑将感应验路板直接黏贴在外壳面板的内侧，以及考虑面板的组装方式。 d.同样的，感应电极与手指之间不能有金属层夹在中间，所以面板上不可以有金属电镀及含金属超过15%的喷漆等会形成导电层的设计。 e.如果必须电镀或高金属含量漆，请在按键区域的边缘保留一圈不要电镀或喷漆，用以隔绝其他感应开关。 f.如果面板是有弧度而非平面，可以利用软板、弹簧、导电橡皮等导电物将感应电极延伸到面板上，并在面板内侧制造出感应电极，如果面板与感应电极之间有空隙也可以用这个方式填补空隙，或加厚感应电极区域的面板。 g.机构设计的外壳厚度会影响感应电极的大小，所以必须先完成机构设计，才能接续开发流程。 h.如果感应电路板後面有大片金属或电路板，必须保留若干空隙，以避免灵敏度降低或干扰感应电极，如果是金属板，金属板必须接地，空隙保留至少0.3mm 以上，如果是电路板，尽量减少高频电路经过，并保留至少1.0mm的空隙。 i.有上述状况的感应电路板，虽然保留了足够的间距，最好能将感应电极再加大，以利後续调整灵敏度的步骤。 j.感应电极可以用电路板铜箔来做，亦可以采用FPC软性电路板，ITO蚀ORGACON （CARBON）印刷等导电物质。 2. 决定感应电极的尺寸 a. 依照机构设计的面板厚度决定感应电极的最小尺寸，面板厚度1mm时感应电极最小3mm直径的圆，面板厚度7mm时感应电极最小10mm直径的圆，在机构及电路板空间的允许下尽量将感应电极加大。
接近开关NPN和PNP区别(初学必读!)
接近开关NPN和PNP区别（初学必读！）在市场上不同类型的接近开关当中，除二线制开关以外，无论是在工程设计时选型还是使用安装时都需要考虑传感器与系统（PLC）的输出连接方式。大多数的接近开关输出回路无论是NPN型还是PNP型都是属集电极开路输出信号形式（AC型除外），且都具有最基本的3条信号线,其分别为（VCC；GND；OUT），也有4线制的OUT（NO+NC）。 一、NPN型、PNP型输出线定义要素 首先我们对3条信号线定义或称呼进行说明: 1.VCC：即为电源，又称为+V；（俗称电源正极，接红色或褐色线）。 2.GND：即为接地线，又称为0V；（俗称电源负极，接蓝色线）。 3.OUT：即为信号输出线，又称为负载；（接黑色（或白色）线）。 接着单纯的说明NPN型、PNP型代表的意思： NPN型：可简称N型，N表示信号端为负电压输出；部开关连接于信号端 与负极。 PNP型：可简称P型，P表示信号端为正电压输出；部开关连接于信号端与正极。
同时两种类型都有NO(常开)型或NC(常闭)型不同的输出常态，在选型时单 纯的选择NPN型或PNP型输出均是不全面的描述。 从 信 号 端 而 言 NP N型或PNP型严格来说应为如下情况： 但是在实际应用中往往不仅仅简单了解信号端输出类型就能知道自己所需 要的接近开关、光电开关、传感器之类的接线方法是否正确，还需要了解对具体应用的输入输出信号和电源。多凯科技作为专业的传感器制造商，在多年与客户的接触中总结出，在实践中有直接连接中间继电器或者连接单片机使用的，也有连接PLC使用的，接入方式不同，对应的信号线接法也就不同，整理应用如下。
接近开关原理及接线图
电容/电感/霍尔式接近开关的工作原理 1、电感式接近开关工作原理 电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。工作流程方框图及接线图如下所示：
2、电容式接近开关工作原理 电容式接近开关亦属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通和关断。这种接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体,在检测较低介电常数ε的物体时，可以顺时针调节多圈电位器（位于开关后部）来增加感应灵敏度，一般调节电位器使电容式的接近开关在0.7-0.8Sn的位置动作。工作流程方框图及接线图如下所示：
3、霍尔式接近开关工作原理 当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势U， 其表达式为U=K·I·B/d其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场（洛伦慈力Lorrentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。 由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。我门销售的霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。 霍尔开关的输入端是以磁感应强度B来表征的，当B值达到一定的程度（如B1）时，霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。输出端一般采用晶体管输出，和接近开关类似有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型（双极性）、双信号输出之分。 霍尔开关具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点，内部采用环氧树脂封灌成一体化，所以能在各类恶劣环境下可靠的工作。霍尔开关可应用于接近开关，压力开关，里程表等，作为一种新型的电器配件。 霍尔开关的功能类似干簧管磁控开关，但是比它寿命长，响应快无磨损，而且安装时要注意磁铁的极性，磁铁极性装反无法工作。 内部原理图及输入/输出的转移特性和接线图如下所示：
铝电解电容失效分析报告
400V47电解电容失效分析报告 客户供应商问题发生处 市场反馈品 产品名/型号 400V47uF 部品名铝电解电容器收到反馈 品 时 间 Discipline1 组织成员 ***（技术部长）*** ( 品保部长) *** （工艺工程师） *** （材料工程师）***（制造部长）***（品质主管） 日期/时间：2009年12月29日 Discipline2 问题描述 收到***司400V47uF市场反馈品（14只，见下图1）。 图1 Discipline3 原因分析 一.外观质量： 1.不良品生产年代分类情况： 序号 套管线号 生产时间 数量 NO1 U-5 2006年 1 NO2 V-3 2007年 10 NO3 W-H 2008年 3 从以上不良品套管表面标识可知，反馈产品为本司2006年-2008年生产产品， 与前几次市场反馈品为同时期生产产品。
43.7nF 95.7 837 33.37nF 261.6 1540 测试结论：容量小、损耗及漏电流大。 有引线产品X线图片 断引线产品图片
透视检查结论： 以上X线透视检查结果表明：反馈品除芯包鼓凸外，其他内部结构无异常。 四、解剖电容器内部结构： 解剖电容器内部结构：橡皮塞老化变形、表面局部有电解液残余（图3），芯包发热干 枯、电解液挥发，但铝壳内壁无击穿打火痕迹（图4）。进一步展开检查芯包内部结构，电 解纸发热局部部位呈焦黄色、阳极箔片脆干，但电解纸及箔片表面无击穿点，而且引线与 箔片铆接质量良好（图5）。 图3 图4 图5 五、原因分析： 以上测试、解析结果表明：此次反馈不良品大部分为同时期生产产品，而且不良现象基本相同，均为典型的长时间使用后的发热失效品。根据电容器发热失效机理，以及我们对该产品的材料工艺配套和制程的进一步追溯分析、组织相关部门的多方讨论意见等，我们分析认为造成该产品多次市场失效的可能原因是： 1.该产品生产时间偏长。虽然 08年才开始陆续使用，存在一定的装机、储存、发运或后续
感应按键原理
电容式触摸感应按键的基本原理 ◆Silicon Labs 现提供一种可侦测因触摸而改变的电容的方法 电容式触摸感应按键的基本原理就是一个不断地充电和放电的张弛振荡器。如果不触摸开关，张弛振荡器有一个固定的充电放电周期，频率是可以测量的。如果我们用手指或者触摸笔接触开关，就会增加电容器的介电常数，充电放电周期就变长，频率就会相应减少。所以，我们测量周期的变化，就可以侦测触摸动作。 具体测量的方式有二种： (一)可以测量频率，计算固定时间内张弛振荡器的周期数。如果在固定时间内测到的周期数较原先校准的为少，则此开关便被视作为被按压。 (二)也可以测量周期，即在固定次数的张弛周期间计算系统时钟周期的总数。如果开关被按压，则张弛振荡器的频率会减少，则在相同次数周期会测量到更多的系统时钟周期。 Silicon Labs推出的C8051F9xx微控制器(MCU)系列，可通过使用芯片上比较器和定时器实现触摸感应按键功能，连接最多23个感应按键。而且无须外部器件，通过PCB走线/开关作为电容部分，由内部触摸感应按键电路进行测量以得知电容值的变化。
◆以Silicon Labs的MCU实现触摸感应按键 利用Silicon Labs其它MCU系列，仅需搭配无源器件，即可实现电容式触摸感应按键方案。与C8051F93x-F92x方案相比，唯一所需的外部器件是(3+N) 电阻器，其中N是开关的数目，以及3个提供反馈的额外端口接点。C8051F93x-F92x 之外，Silicon Labs其它MCU系列可直接连接12个开关，或者通过外部模拟多路复用器连接更多开关。 设计触摸感应按键开关 因为我们要侦测电容值的变化，所以希望变化幅度越大越好。现在，有三个主要因素会影响开关电容及变化幅度。 ?PCB上开关的大小、形状和配置 ?PCB走线和使用者手指间的材料种类 ?连接开关和MCU的走线特性 我们测试了下图中这12种不同开关。目的是为了发现开关的形状尺寸会如何影响开关的空闲和被接触的状态，还可以发现哪一种开关的空闲电容最大，就不容易被PCB上的寄生电容而影响。测试结果表明，在特定区域中的开关越大且走线越多，则此开关的闲置电容便越高。图中的环状开关具有最低的电容，所以当开关动作时，可显现最大的电容相对变化。
欧姆龙接近开关的使用方法
欧姆龙接近开关的使用方法 接近开关有两线、三线之分，三线制的有PNP、NPN两种接法，分别对应相应的PLC 输入点，比如源型和漏型的输入点。接线时可以根据线的颜色区分，棕色或者红色接电源正极，蓝色接电源负极，黑色接输入信号。 NPN与PNP传感器的区别。常用的这类传感器可分为4个分类，即NPN-NO、NPN-NC、PNP-NO与PNP-NC（三条引线，电源线L+与L-，信号输出线）。NPN是指当有触发信号时，信号输出线动作于L+这条高电平的电源线。对于NO型，在没有触发信号时，输出线是悬空的；有触发时则发出与L+电源线相同的电平（实际是这两条线连通了）。对于NC型，在没有触发信号时，信号输出线与L+电源线是连通的（同电平）；当有触发信号后，输出线就悬空了（相当于与L+电源线断开了）。对于PNP型传感器来说，信号输出线是作用于L-这条低电平的电源线的，其中NO和NC型的原理是与上面说的一样。 欧姆龙接近开关 图像产品型号产品名 E2FM全不锈钢机架的接近传感器 NEW E2E通用接近开关 E2EM长距离接近开关 E2EQ防喷溅型 E2FQ耐化学腐蚀型 E2EZ防铝切屑型 E2ES金属探头型 E2F树脂外壳型 E2EY铝制品检测用(放大器内置型)
全金属型 E2EV E2S接近开关 TL-W扁平型 TL-N/TL-Q/TL-G方柱型标准型 TL-M小型 E2C-EDA放大器分离接近传感器(高精度数字型) E2EC放大器中継接近开关 E2C/E2C-H放大器分离接近开关（旋钮式） E2CY铝制品检测用放大器分离接近传感器(示教型) E2K-F扁平型 E2K-C长距离型 E2K-X圆柱型 E2K-L液位传感器 E2KQ-X耐化学品腐蚀型
各种接近开关的应用
不同种类接近开关 1、无源接近开关 这种开关不需要电源，通过磁力感应控制开关的闭合状态。当磁或者铁质触发器靠近开关磁场时，和开关内部磁力作用控制闭合。特点：不需要电源，非接触式，免维护，环保。触发必须为铁，镍之类的磁性材料。 2、涡流式接近开关 这种开关有时也叫电感式接近开关。它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场接近开关时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。翼闸闸板上就用到了这种接近开关。 3、电容式接近开关 这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时，不论它是否为导体，由于它的接近，总要使电容的介电常数发生变化，从而使电容量发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通或断开。这种接近开关检测的对象，不限于导体，可以绝缘的液体或粉状物等。 4、霍尔接近开关 霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关，叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。 5、光电式接近开关 利用光电效应做成的开关叫光电开关。将发光器件与光电器件按一定方向装在同一个检测头内。当有反光面（被检测物体）接近时，光电器件接收到反射光后便在信号输出，由此便可“感知”有物体接近。 6、热释电式接近开关 用能感知温度变化的元件做成的开关叫热释电式接近开关。这种开关是将热释电器件安装在开关的检测面上，当有与环境温度不同的物体接近时，热释电器件的输出便变化，由此便可检测出有物体接近。 7、其它型式的接近开关 当观察者或系统对波源的距离发生改变时，接近到的波的频率会发生偏移，这种现象称为多普勒效应。声纳和雷达就是利用这个效应的原理制成的。利用多普勒效应可制成超声波接近开关、微波接近开关等。当有物体移近时，接近开关接收到的反射信号会产生多普勒频移，由此可以识别出有无物体接近。 主要用途
开关电容滤波器的设计
开关电容低通滤波器的设计原理分析 为了滤除信号中掺杂的高频噪声，设计一种六阶级联式开关电容低通滤波器，以数据采样技术代替传统有源RC滤波器中的大电阻，有利于电路的大规模集成。滤波器由双二阶子电路级联而成，电路中的电容值利用动态定标技术计算确定。用Hspice进行仿真验证，结果表明：开关电容低通滤波器能较好地时信号进行整形，其频率特性符合设计指标。 滤波技术是信号分析和处理中的重要分支，它的作用是从接收到的信号中提取有用的信息，抑制或消除无用的或有害的干扰信号，有助于提高信号完整度和系统稳定性。滤波器正是采用滤波技术的具有一定传输选择性的信号处理装置。随着现代集成电路技术和MOS工艺的飞速发展，模拟集成滤波器的实现已经成为现代工业的一个重大课题，也是当今国际上的前沿课题。 传统的连续时间模拟滤波器采用有源RC结构，能够应用到较高的频率，但是电路中多采用大电容和大电阻，在集成电路制造时会占用大量的芯片面积。在现代集成电路工艺中，很难得到精确的电阻值和电容值，而且电阻值随温度变化很大，精度只能达到30%。 1972年，美国科学家Fried发表了用开关和电容模拟电阻R的论文，由此开关电容技术成为模拟集成滤波器设计中常用的方法。开关电容滤波器是由运算放大器、电容器和MOS 开关组成的有源开关电容网络，以数据采样技术代替大电阻，减小了芯片的面积和功耗，且电路的极点和时间常数由电容的比值确定，可实现高精度的模拟集成滤波器。本文设计一种开关电容低通滤波器，用于滤除有用信号中掺杂的高频噪声。 1 开关电容技术的原理 图1中的开关电容等效电阻电路由两个独立的电压源V1、V2，两个受控开关S1、S2和电容C组成。开关S1和S2受两相不交叠的时钟φ1和φ2控制，时钟频率均为fs。
电容的应用例子
电容的应用例子 1、应用于电源电路，实现旁路、去藕、滤波和储能的作用，下面分类详述之： 1）旁路 旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。 2）去藕 去藕，又称解藕。从电路来说，总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作。这就是耦合。 去藕电容就是起到一个电池的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。 将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去藕合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般是0.1u，0.01u等，而去耦合电容一般比较大，是10uF或者更大，依据电路中分布参数，以及驱动电流的变化大小来确定。 旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。 3）滤波 从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实际上超过1uF的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低频，小电容通高频。电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频。电容越大低频越容易通过，电容越大高频越容易通过。具体用在滤波中,大电容(1000uF)滤低频，小电容(20pF)滤高频。 曾有网友将滤波电容比作“水塘”。由于电容的两端电压不会突变，由此可知，信号频率越高则衰减越大，可很形象的说电容像个水塘，不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流的变化，频率越高，峰值电流就越大，从而缓冲了电压。滤波就是充电，放电的过程。 4）储能 储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。电压额定值为40～450VDC、电容值在220～150 000uF之间的铝电解电容器（如EPCOS公司的B43504或B43505）是较为常用的。根据不同的电源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式，对于功率级超过10KW的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。 2、应用于信号电路，主要完成耦合、振荡/同步及时间常数的作用： 1）耦合 举个例子来讲，晶体管放大器发射极有一个自给偏压电阻，它同时又使信号产生压降反馈到输入端形成了输入输出信号耦合，这个电阻就是产生了耦合的元件，如果在这个电阻两端
电容式触摸按键-PCB布线
`电容式触摸按键 1. 电源 A.优先采用线性电源，因为开关电源有所产生的纹波对于触摸芯片来说影响比较大 B.触摸IC的电源采用开关电源时，尽量控制纹波幅度和噪声。在做电源变化时，如果纹波不好控制， 可采用LDO经行转换 C.触摸芯片的电源要与其他的电源分开，可采用星型接法，同时要进行滤波处理。 如果电源干扰的纹波比较大时可以采用如下的方式： 2.感应按键 A. 材料 根据应用场合可以选择PCB铜箔、金属片、平顶圆柱弹簧、导电棉、导电油墨、导电橡胶、导电玻璃的ITO层等 但在安装时不管使用什么材料，按键感应盘必须紧密贴在面板上，中间不能有空气间隙。 B. 形状： 原则上可以做成任意形状，中间可留孔或镂空。我们推荐做成边缘圆滑的形状，如圆形或六角形，可以避免尖端放电效应 C. 大小 最小4mmX4mm, 最大30mmX30mm，有的建议不要大于15mmX15mm，太大的话，外界的干扰相应的也会增加 D. 灵敏度 一般的感应按键面积大小和灵敏度成正比。一般来说，按键感应盘的直径要大于面板厚度的4倍，并且增大电极的尺寸，可以提高信噪比。各个感应盘的形状、面积应该相同，以保证灵敏度一致。 灵敏度与外接CIN电容的大小成反比；与面板的厚度成反比；与按键感应盘的大小成正比。 CIN电容的选择： CIN电容可在0PF～50PF选择。电容越小，灵敏度越高，但是抗干扰能力越差。电容越大，灵敏度越低，但是抗干扰能力越强。通常，我们推荐5PF～20PF E. 按键的间距 各个感应盘间的距离要尽可能的大一些（大于5mm），以减少它们形成的电场之间的相互干扰。当用PCB铜箔做感应盘时，若感应盘间距离较近（5MM～10MM），感应盘周围必须用铺地隔离。 如图：各个按键距离比较远，周围空白的都用地线隔开了。但注意地线要与按键保持一定的距离
电容式接近开关及其应用
电容式接近开关及其应用 作者：邓重一 1 引言 随着我国经济的快速发展，现代城市人 口的增加、城市范围的扩大，能源紧张问题越来越突出了。特别是水资源，它与工农业生产以及人民的生活息息相关，由于一些地区以前无计划性地乱的开采，出现了缺水的现象。 如何有效地管理和节约用水是当务之急。本文利用电容 式接近开关和其它器件设计了一种 控制水龙头开与关的系统。本系统具有控制灵敏、使用方便、工作寿命长的特点。 2 电容式接近开关介绍 电容式接近开关属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的测量头通常构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数ε发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通和关断。被这种接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体,在检测较低介电常数ε的物体时，可以顺时针调节多圈电位器（位于开关后部）来增加感应灵敏度，一般调节电位器使电容式的接近开关在0.7-0.8Sn（Sn为电容式接近开关的标准检测距离）的位置动作。这里选用的是浙江省洞头县光电开关厂生产的CLG型M18×70标准结构的开关。它的外型图与尺寸标示图分别如图1与图2所示。 图1 CLG型M18×70电容式接近开关外型图 图2CLG型M18×70标准结构开关外部尺寸图
操作参数如表1所示。 部分常用材料介电常数如表2所示。
3系统组成及设计过程 系统组成框图如图3所示，从框图可以看出控制信号的流程：当人或其它物体接近电容式接近开关时，等效电容的容量值会发生变化，从而改变LC振荡器的振荡频率，F/V电路将LC振荡器输出的频率量转化成电压量后，交给信号处理电路，该部分将电压信号进行一系列的处理（包括：放大、整形等）后传给开关量变换电路，开关量转换电路实际上是A/D 转换器，它将模拟电压转换为数字量，水龙头控制电路由开关量转换电路的输出量控制，它产生控制信号控制水龙头的开与关。本系统设计成当人接近水龙头一定距离时，水龙头自动开启，离开一定距离后水龙头自动关闭。 图3 控制系统组成框图 3．1 部分关键电路介绍振荡电路与F/V变换电路及信号处理部分 连线图如图4所示，由555定时器组成的振荡器，它的振荡频率为：f=1/0．69*（R1+2*R2）*（C//CT），C就是电容式接近开关的等效电容值，CT为频率调节电容，通过C的变化从而使振荡频率变化，将此种变化传给F/V电路，引起F/V电路的输出电压变化。由锁相环CD4046组成的F/V变换电路将频率值变成电压值后，经精密运放OP-07线性放大后输入到开关量转换器（A/D转换器）的输入端。 图4 振荡电路与F/V部分及信号处理电路连线图 A/D转换器将模拟信号转换成数字信号后，输入到水龙头控制电路的输入端，由水龙水控制电路控制水龙头的开与关，这些电路简单，这里限于篇幅，不作介绍。 3．2 系统安装要求 安装要求示意图如图5所示，图中S1表示检测面与支架的间距，要求≥1Sn，S2表示检测
几种开关电容网络及其对DC_DC变换器的改善
○ 理论探讨 ○ 几种开关电容网络及其对DC -DC 变换器的改善 国家自然科学基金资助项目。 收到稿件。 刘 健 陈治明 严百平(西安理工大学 710048) 摘 要 提出三种开关电容网络,包括串并电容组合结构、极性反转开关电容网络和推挽开 关电容网络,并讨论了它们的性质。将这三种开关电容网络和传统DC -DC 变换器相结合,提出了一系列新的变换器拓扑结构。理论分析和实验结果表明,上述措施有助于提高具有悬殊电压变比的DC -DC 变换器的性能。 关键词 开关电容网络 DC -DC 变换器 1 引言 传统DC -DC 变换器中(如buck 、boost 和cuk 等),在进行较大电压变比的升压变换或较悬殊电压变比的降压变换时,必须令功率开关工作在很大 或很小的导通比下,这影响了变换器的效率,也使变换器的动态特性降低[1]。本文研究了将几种特殊的开关电容(SC )网络与传统的开关DC -DC 变换器相结合,利用SC 网络对电压进行预变换,借以改善传统的变换器性能的方法,提出一系列新的拓扑结构,如SC buck 变换器,SC boost 变换器以及SC cuk 变换器等。 2 几种开关电容网络 SC 网络是仅含有电容器和功率开关的电路单元,功率开关一般分作交替导通的两组。能够直接用于开关DC -DC 变换器来改善其性能的SC 网络有以下三种,如图1所示。 2.1 串并电容组合结构(Series -parallel capacitor group ,简写为SP ) 图1a 为典型的串并电容组合结构(SP ),一般情况下构成SP 的各个电容器取值均相等。我们定义一个SP 中所含独立电容的个数为该SP 的阶(order ),用n 表示。这样图1a 所示为二阶SP 。 SP 具有这样的特点:当外部给它充电时(即开关S 1导通,S 2断开时),组成SP 的各个电容C 1i 相互串联;而当SP 放电时(即S 2导通,S 1断开 时),组成SP 的各个电容C 1i 相互并联。因此,假如对SP 的充电状态的持续时间和放电状态的持续 时间分别大于其充电状态时间常数和放电状态时间常数的话,则在稳态下n 阶SP 可以看作一个n ∶1的降压器,即 图1 三种开关电容网络 (a )二阶SP (b )R SC 网络(c )二阶Pus h -Pull SC 网络 第5期 电工技术杂志1999年9月
片状铝电解电容项目可行性研究报告评审方案设计发改委标准案例范文
片状铝电解电容项目可行性研究报告评审方案设计（2013年发改委标准案例 范文） 【编制机构】：博思远略咨询公司（360投资情报研究中心） 【研究思路】： 【关键词识别】：1、片状铝电解电容项目可研 2、片状铝电解电容市场前景分析预测 3、片状铝电解电容项目技术方案设计 4、片状铝电解电容项目设备方案配置 5、片状铝电解电容项目财务方案分析 6、片状铝电解电容项目环保节能方案设计 7、片状铝电解电容项目厂区平面图设计 8、片状铝电解电容项目融资方案设计 9、片状铝电解电容项目盈利能力测算 10、项目立项可行性研究报告 11、银行贷款用可研报告 12、甲级资质13、片状铝电解电容项目投资决策分析 【应用领域】： 【片状铝电解电容项目可研报告详细大纲——2013年发改委标准】： 第一章片状铝电解电容项目总论 1.1 项目基本情况 1.2 项目承办单位
1.3 可行性研究报告编制依据 1.4 项目建设内容与规模 1.5 项目总投资及资金来源 1.6 经济及社会效益 1.7 结论与建议 第二章片状铝电解电容项目建设背景及必要性 2.1 项目建设背景 2.2 项目建设的必要性 第三章片状铝电解电容项目承办单位概况 3.1 公司介绍 3.2 公司项目承办优势 第四章片状铝电解电容项目产品市场分析 4.1 市场前景与发展趋势
4.2 市场容量分析 4.3 市场竞争格局 4.4 价格现状及预测 4.5 市场主要原材料供应 4.6 营销策略 第五章片状铝电解电容项目技术工艺方案 5.1 项目产品、规格及生产规模 5.2 项目技术工艺及来源 5.2.1 项目主要技术及其来源 5.5.2 项目工艺流程图 5.3 项目设备选型 5.4 项目无形资产投入 第六章片状铝电解电容项目原材料及燃料动力供应
1键电容式触摸开关介绍
单键触摸芯片又叫单键触摸ic（1键电容式触摸开关）。阿达电子公司主要单键触摸芯片有： AR101/AR101-C/AR101-D/ADA01-B/ADA01-C。 阿达电子公司单键触摸芯片芯片（单键触摸芯片）介绍： AR101-D：AR101是一款专门针对小体积、低功耗、宽电压、高性价比而设计的电容式触摸感应IC，可直接取代传统的机械式的轻触按键：自锁式按键和非自锁式按键。 ADA01（B版）1键电容式触摸开关：ADA01（B版）是一款专用标准IC，其功能具有：单键电容式触摸开关，广泛适用于楼道电容式触摸开关、墙壁电容式触摸开关、电动马达启动开关、按摩椅用电容式触摸开关、电源电容式触摸开关、台灯电容式触摸开关、门铃电容式触摸开关、床头灯电容式触摸开关、卫生间电容式触摸开关、壁橱电容式触摸开关。 ADA01-B1键触摸延时开关：ADA01（B版）是一款专用标准IC，其功能具有：单键触摸延时开关，延时时间可调，广泛适用于楼道电容式触摸开关、墙壁电容式触摸开关、电动马达启动开关、按摩椅用电容式触摸开关、电源电容式触摸开关、台灯电容式触摸开关、门铃电容式触摸开关、床头灯电容式触摸开关、卫生间电容式触摸开关、壁橱电容式触摸开关 ADA01-C 1键触摸IC：ADA01（C版）是一款专用标准IC，其功能具有：单键电容式触摸开关，广泛适用于楼道电容式触摸开关、墙壁电容式触摸开关、电动马达启动开关、按摩椅用电容式触摸开关、电源电容式触摸开关、台灯电容式触摸开关、门铃电容式触摸开关、床头灯电容式触摸开关、卫生间电容式触摸开关、壁橱电容式触摸开关
ADA01（C版）1键触摸延时开关：ADA01（C版）是一款专用标准IC，其功能具有：单键触摸延时开关，延时时间可调整，广泛适用于楼道电容式触摸开关、墙壁电容式触摸开关、电动马达启动开关、按摩椅用电容式触摸开关、电源电容式触摸开关、台灯电容式触摸开关、门铃电容式触摸开关、床头灯电容式触摸开关、卫生间电容式触摸开关、壁橱电容式触摸开关。 AR101：工作电压：2.4V~5.5V 封装：SOT23-6 功耗：1.5uA@3v 输出信号特征:TTL(ON/OFF)，自锁式开关，可保持输出电平； TTL非自锁式开关，触摸撤离，输出恢复原有状态。应用范围:可替代传统的机械按键，可用于玩具、礼品、消费电子、灯具、家电、智能控制等。
常用的接近开关应用简介
建议删除该贴!!| 收藏| 回复| 2008-08-08 09:57:08 楼主 一、性能特点 在各类开关中，有一种对接近它的物体有感知能力的元件——位移传感器。利用位移传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的，这就是接近开关。当有物体移向接近开关，并接近到一定距离时，位移传感器才有“感知”，开关才会动作。通常把这个距离叫“检出距离”。不同的接近开关检出距离也不同。有时被检测验物体是按一定的时间间隔，一个接一个地移向接近开关，又一个一个地离开，这样不断地重复。不同的接近开关，对检测对象的响应能力是不同的。这种响应特性被称为“响应频率”。 二、种类 因为位移传感器可以根据不同的原理和不同的方法做成，而不同的位移传感器对物体的“感知”方法也不同，所以常见的接近开关有以下几种： 1．涡流式接近开关 这种开关有时也叫电感式接近开关。它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场接近开关时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。 2．电容式接近开关 这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时，不论它是否为导体，由于它的接近，总要使电容的介电常数发生变化，从而使电容量发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通或断开。这种接近开关检测的对象，不限于导体，可以绝缘的液体或粉状物等。 3．霍尔接近开关 霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关，叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。 4．光电式接近开关 利用光电效应做成的开关叫光电开关。将发光器件与光电器件按一定方向装在同一个检测头内。当有反光面（被检测物体）接近时，光电器件接收到反射光后便在信号输出，由此便可“感知”有物体接近。 5．热释电式接近开关 用能感知温度变化的元件做成的开关叫热释电式接近开关。这种开关是将热释电器件安装在开关的检测面上，当有与环境温度不同的物体接近时，热释电器件的输出便变化，由此便可检测出有物体接近。 6．其它型式的接近开关 当观察者或系统对波源的距离发生改变时，接近到的波的频率会发生偏移，这种现象称为多普勒效应。声纳和雷达就是利用这个效应的原理制成的。利用多普勒效应可制成超声波接近开关、微波接近开关等。当有物体移近时，接近开关接收到的反射信号会产生多普勒频移，由此可以识别出有无物体接近。 三、主要用途 接近开关在航空、航空、航天技术以及工业生产中都有广泛的应用。在日常生活中，如宾馆、饭店、车库的自动门，自动热风机上都有应用。在安全防盗方面，如资料档案、财会、金融、博物馆、金库等重地，通常都装有由各种接近开关组成的防盗装置。在测量技术中，如长度，位置的测量；在控制技术中，如位移、速度、加速度的测量和控制，也都使用着大量的接近开关。 四、选用注意事项 在一般的工业生产场所，通常都选用涡流式接近开关和电容式接近开关。因为这两种接近开关对环境的要求条件较低。当被测对象是导电物体或可以固定在一块金属物上的物体时，一般都选用涡流式接近开关，因为它的响应频率高、抗环境干扰性能好、应用范围广、价格较低。若所测对象是非金属（或金属）、液位高度、粉状物高度、塑料、烟草等。则应选用电容式接近开关。这种开关的响应频率低，但稳定性好。安装时应考虑环境因素的影响。若被物为导磁材料或者为了区别和它在一同运动的物体而把磁钢埋在被测物
JL223B 单键电容式触摸按键IC_V1.2(3)
J L223B_SPEC JL223B 规格说明书 版本 1.2 2014-03-08 单键触摸开关 本公司保留对规格书中产品在可靠性、功能和设计方面的改进作进一步说明的权利。然而对于规格内容的使用不负责任。文中提到的应用其目的仅仅是用来做说明，不保证和不表示这些应用没有更深入的修改就能适用，也不推荐它的产品使用在会由于故障或其它原因可能会对人身造成危害的地方。该产品不授权适用于救生、维生器件或系统中作为关键器件，本公司拥有不事先通知而修改产品的权利 。
1.概述 JL223B是单键电容式触摸按键专用检测传感器IC。采用最新一代电荷检测技术，利用操作者的手指与触摸按键焊盘之间产生电荷电平来确定手指接近或者触摸到感应表面。没有任何机械部件，不会磨损，感测部分可以放置到任何绝缘层（通常为玻璃或者塑料材料）的后面，很容易制成与周围环境相密封的键盘。面板图案随意设计，按键大小、形状自由选择，字符、商 标、透视窗等可任意搭配，外形美观、时尚，而且不褪色、不变形、经久耐用。从根本上改变了各种金属面板以及机械面板无法达到的效果。其可靠性和美观设计随心所欲，可以直接取代现有普通面板（金属键盘、薄膜键 盘、导电胶键盘）。不需要对现有的程序做任何改动。具有外围元件少、成本低、功耗少等优势。 2.特点 l工作电压：2.0V-5.5V； l工作电流极低：3.5uA； l灵敏度可通过外部电容值来调整； l可实现同步输出模式及电平切换模式输出； l带有自校准的独立触摸按键控制； l高抗干扰性：内置稳压电路，环境自适应算法等多种措施； l带6秒自校准功能； l SOT23-6封装 3.应用场合 智能锁、智能手环、无线蓝牙耳机、移动电源、LED灯、玩具、MP4、触摸 空气清新器、触摸音箱、触摸台灯、触摸指纹识别打火机等。
接近开关串联与并联的使啊用方法
接近开关串联和并联使用方法 ①二线式传感器串联连接: VS －N×VR≥负载的动作电压 （VS：电源电压；N：可连接传感器数；VR：接近开关的输出残留电压） 以E2E 直流2 线式接MY DC24V继电器为例: MY DC24V的动作电压是额定电压的80％即DC24V×80％＝DC19.2V E2E直流2线式的残留电压是3V以下， 根据公式计算: 24－N×3≥19.2 得N=1.6 （台）理论上不允许串联使用。 但因为E2E 直流2线式的残留电压3V以下不是固定值,实际可能偏小，而且MY DC24V能保证80％的额定电压肯定动作,但30－80％的额定电压有可能也会动作,所以具体串联数根据实际情况而定。 ②三线式传感器串联连接: iL＋（N－1）×i≤接近开关的控制输出上限值 VS －N×VR≧负载的动作电压; （iL：负载电流；N ：可连接传感器数；i ：接近开关的消耗电流） （VS：电源电压；VR：接近开关的输出残留电压） 以E2E 直流3线式接MY DC24V 继电器为例: MY DC24V的额定电流值是36.9mA；E2E 直流3线式的消耗电流13mA以下； E2E 直流3线式的开关容量是200mA以下。 根据公式计算: 36.9+ （N-1）× 13≤200 得N≤13.5 （台） 24-N×3≥19.2 得N＝1.6 （台） 因为MY DC24V 能保证80％的额定电压肯定动作,但低于80％的额定电压也有可能动作,所以MY DC24V继电器作为负载时，连接传感器的数目限制为2台。
③二线式传感器并联连接: N×i≤负载的复位电流 （N：可连接传感器数；i：接近开关的漏电流）, 以E2E 直流2线式接MY DC24V 继电器为例: E2E 直流2线式的漏电流是0.8mA MY DC24V 的复位电流是额定消耗电流的10％，即36.9×10％＝3.69mA 根据公式计算: N×0.8≤3.69 得N≤4.6 （台） MY DC24V继电器为负载时，连接传感器数限于4台。 ④三线式传感器并联连接: 三线式的接近传感器没有漏电流的，所以不需要考虑负载的复位电流，一般建议可以并联3台
开关电容滤波器SCF的应用
A CMOS Direct Sampling Mixer Using Switched Capacitor Filter Technique for Software-De?ned Radio Hong Phuc Ninh,Takashi Moue,Takashi Kurashina,Kenichi Okada,and Akira Matsuzawa Department of Physical Electronics,Tokyo Institute of Technology 2-12-1-S3-27Ookayama,Meguro-ku,Tokyo152-8552Japan. Tel/Fax:+81-3-5734-3764,E-mail:phuc@ssc.pe.titech.ac.jp Abstract—This paper proposes a novel direct sampling mixer (DSM)using Switched Capacitor Filter(SCF)for multi-band receivers.The proposed DSM has a higher gain,more?exibility and lower?icker noise than that of conventional circuits.The mixer for Digital Terrestrial Television(ISDB-T)1-segment was fabricated in a0.18μm CMOS process,and measured results are presented for a sampling frequency of800MHz.The ex-perimental results exhibit430kHz signal bandwith with27.3dB attenuation of adjacent interferer assuming at3MHz o?set. I.I ntroduction Nowadays,dozens of wireless communication standards, e.g.GSM,UMTS,WLAN,Bluetooth,GPS,DTV,and RFID, have been used in mobile terminals.Thus it indicates a need for a?exible mobile terminal that can support many wire-less communication standards.However,the present multi-standard terminal consists of several LNAs,VCOs,Mixers. As a result,it becomes more complicated and needs larger area and power comsumption.A multi-standard RF front-end implemented in a single chip is required for smaller size,lower power[1].Software-de?ned radio(SDR)is focused to satisfy these requirements.The adoption of Muli-tap Direct Sampling Mixer(MTDSM),proposed recently by R.B.Staszewski,et al[2],is one of promising approaches for SDR.However,the conventional MTDSM consists of passive components,thus large gain loss and low order of the?lter are unavoidable problems.Moreover,it is a little di?cult to be applied to the wideband wireless applications,e.g.WLAN,UWB,etc,due to narrow pass-band characteristics of MTDSM.In addition the?icker noise is also a tough problem of the conventional MTDSM due to the passband characteristics.In this paper,we propose a MTDSM using Switched Capacitor Filter(SCF), which realizes more gain and?icker-noise supression.More-over,SCF in the proposed MTDSM contributes to provide higher-order?ltering,which can realize gain?atness over the in-band. II.P roposed DSM A rchitecture Fig.1shows the proposed sampling mixer architecture, where RF input signal is sampled,?ltered and decimated. This mixer is based on current-mode direct sampling,thus a transconductance ampli?er(TA)is used to convert the received Fig.1.The proposed direct sampling mixer. RF voltage into current domain.The current gets sampled by the local oscillator and integrated into the sampling capacitor C S.During the phaseφ11(orφ12),the sampled RF inputs are accumulated on one C S,while the accumulated charge is read out to the next stage by another C S in the same time.Thus, it performs a Moving-Average(MA)Filtering.Moreover,one capacitor C R shares the charge with C H,a”history”capacitor, and another C R is read out.The total charge stored in C H and C R at phaseφ11(orφ12)is equal to the sum of the remaining charge in the”history”capacitor C H in the previous one and the accumulated charge of the sampling capacitor. This operation introduces an IIR Filtering.The second MA Filtering and IIR Filtering is realized with the same method according to the opposite operating of phaseφ21and phase φ22in the next stage. In the conventional sampling mixer,DC and the harmonic frequency at multiple of local oscillator will also be aliased in with the sampled signal.Thus the DC component become large because of the a?ect of DC o?set and1/f noise.As shown in Fig.1,RF input signal,RF+and RF?are alternately input to the?lter core in the SCF mixer.According to that,the frequency response of the proposed mixer is shifted byπand 1D-5 103 978-1-4244-1922-7/08/$25.00 ?2008 IEEE