電場(chǎng)成像器件MC33794與應(yīng)用

2004年5月B版

　　電場(chǎng)成像器件MC33794是Freescale Semiconductor公司2003年推出的產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于非接觸式物理檢測(cè)和測(cè)量。各種應(yīng)用舉例如下：

MC33794的原理和應(yīng)用

　　MC33794的工作原理如圖１所示。正弦波生成器與外接負(fù)載電阻配合產(chǎn)生120kHz的純正弦波，當(dāng)電極的電場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，相應(yīng)的電容值發(fā)生改變，測(cè)得的電壓與1/C成比例，即電容增加則檢測(cè)的電壓減小。圖１中的檢波器和低通濾波器均在MC33794片內(nèi)，使用時(shí)只需接10nF電容。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)和管腳功能

MC33794主要管腳的功能如下：

　　VPWR正電源輸入管腳，它接12V電源，它能將此電壓調(diào)節(jié)成5V(VCC)和8.5V(VDD)，為MCU和其它外部器件供電。

MC33794應(yīng)用

　　MC33794與MCU的典型連接如圖３所示。值得一提的是，我們只需提供12V電源電壓，MCU使用的5V電源由MC33794提供，MCU有８位AD即可。MC33794的電容測(cè)量范圍是0pF~100pF,當(dāng)使用８位的ADC時(shí)，分辨率是0.4pF, 當(dāng)使用10位的ADC時(shí)，分辨率是0.1pF。從圖３可以看出，MC33794使用非常方便，只需外界少量的電阻電容即可工作。同時(shí)MC33794對(duì)MCU的要求也不高，只需8位ADC和通用接口。

　　典型的測(cè)量方法是：首先測(cè)量已知電容值(REF_A和REF_B)對(duì)應(yīng)的電壓，電容值通常選擇被測(cè)電極的最小值和最大值，一般在10pF-100pF之間。在圖４和圖５的應(yīng)用實(shí)例中，REF_A和REF_B分別接10pF和56pF。然后測(cè)量電極的電壓。用這種方法可以消除溫度和感應(yīng)時(shí)間變化產(chǎn)生的影響。

　　圖４是MC33794與Freescale公司８位MCU MC68HC908GR8構(gòu)成的測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)物圖。MC68HC908GR8片內(nèi)有６個(gè)８位的ADC、１個(gè)SCI和最多２１個(gè)I/O接口。用SCI與ＰＣ機(jī)進(jìn)行串行通信，可以將測(cè)量結(jié)果傳送給ＰＣ機(jī)，做進(jìn)一步的分析和處理。此應(yīng)用實(shí)例中沒(méi)有接指示燈和ISO9141，如果要使用指示燈和ISO9141，可以連接LSP2-LSP4。若要與其他MCU進(jìn)行SPI通信可以連接JP1。如果要使用MC33794的CLK和WD_IN，可以連接JP2。

　　用圖４構(gòu)成的系統(tǒng)可以用來(lái)測(cè)量液位高度，按圖5所示在非金屬容器中放置電極，液位的變化使電極的電容改變，從而測(cè)量出液位高度。■