Texas Instruments LDC3114/LDC3114-Q1电感数字转换器是一款电感传感器件，支持各种材料的人机界面 (HMI) 的触摸按钮设计。这一特性通过可在面板后面的小型印刷电路板 (PCB) 上实现的线圈测量导电目标的小偏差来实现。该技术可用于汽车、消费类和工业应用中的金属目标的精确线性位置检测，方法是允许访问表示电感值的原始数据。感应传感解决方案对湿气或非导电污染物（例如油脂和污垢）不敏感。

数据手册：

*附件：LDC3114数据手册.pdf

*附件：LDC3114-Q1数据手册.pdf

LDC3114/LDC3114-Q1的按钮模式可自动纠正导电目标中的任何变形。LDC3114/LDC3114-Q1具有匹配良好的通道，支持差分和比例测量，可补偿温度和机械漂移等环境和老化条件。LDC3114/LDC3114-Q1包括一个超低功耗模式，用于电池供电应用中的电源开/关按钮或位置传感器。

Texas Instruments LDC3114/LDC3114-Q1可通过I^2^C接口轻松配置。LDC3114/LDC3114-Q1采用16引脚TSSOP封装。LDC3114-Q1器件符合汽车应用类AEC-Q100认证。

特性

• 多种工作模式
  • 原始数据模式：访问预处理电感测量数据，以便在MCU上实现高级算法，实现线性检测
  • 按钮模式：按钮按压检测，具有基线跟踪和高级片上后处理功能
• 触摸按钮的力等级测量
• 引脚和寄存器兼容LDC2114
• 稳健的EMI性能，符合CISPR 22和CISPR 24标准
• 四个独立通道运行
• 可配置扫描速率
  • 0.625SPS至160SPS
  • 连续扫描选项
• 高级按钮按压检测算法
  • 每个按钮的力阈值可调
  • 环境变化补偿
  • 同时按压按钮检测
• 低电流消耗
  • 单按钮：6μA (0.625SPS)
  • 两个按钮：72µA (20SPS)
• 温度范围
  • TSSOP (16)：–40°C至+125°C
• 接口
  • 1.8V和3.3V兼容I^2^C和INTB
  • 每个通道1.8 V逻辑输出，用于按钮

功能框图

LDC3114混合式电感触摸与电感数字转换器技术解析

一、产品概述

LDC3114是德州仪器(TI)推出的一款4通道混合式电感触摸与电感数字转换器，专为人机界面(HMI)应用设计。这款芯片结合了电感传感技术，能够通过测量PCB线圈后方导电目标物的微小偏转来实现触摸按钮设计，适用于各种材料面板。其核心技术优势在于对湿度、油污等非导电污染物的高度不敏感性，使其在恶劣环境下仍能保持可靠性能。

二、核心特性

1. 多模式操作

• ‌原始数据模式‌：提供预处理电感测量数据，支持MCU实现线性传感高级算法
• ‌按钮模式‌：集成按键按下检测功能，具有基线跟踪和高级片上后处理
• ‌触摸按键力度测量‌：可检测按键按压力度级别

2. 性能优势

• 与LDC2114引脚和寄存器兼容，便于升级替换
• 优异的EMI性能，符合CISPR 22和CISPR 24标准
• 四通道独立工作，支持差分和比例测量
• 可配置扫描速率(0.625SPS至160SPS)及连续扫描选项

3. 低功耗设计

• 单按钮模式下仅需6μA@0.625SPS
• 双按钮模式下72μA@20SPS
• 工作温度范围宽达-40°C至+125°C

三、应用领域

1. 消费电子

• 可穿戴设备
• 智能音箱
• 声霸(Sound Bars)

2. 工业应用

• HMI面板和键盘
• 家用电器控制面板

四、技术原理

LDC3114采用电感传感技术，通过测量PCB线圈与导电目标物之间微小距离变化引起的电感变化来检测触摸动作。其核心技术特点包括：

1. ‌多通道架构‌：四个独立传感通道，每个通道包含谐振电路驱动器和数字按钮按压算法模块
2. ‌混合信号处理‌：集成了电感传感核心和低功耗模式数据处理单元
3. ‌灵活接口‌：支持1.8V和3.3V兼容的I2C接口，每通道提供1.8V逻辑输出

五、系统设计要点

1. 传感器设计

• 典型传感器参数：Lsensor=0.85μH，Csensor=58pF，Qsensor=11，Rp=0.7kΩ
• 建议传感器频率>3MHz以获得最佳性能
• COM引脚需连接电容到GND

2. 电源设计

• 工作电压范围1.71V至1.89V
• 推荐使用低噪声LDO供电
• 良好的电源去耦设计对EMI性能至关重要

3. 布局指南

• 传感器走线应尽量短
• 避免敏感模拟信号与数字信号交叉
• 参考数据手册提供的布局示例

六、开发建议

1. ‌模式选择‌：根据应用需求选择原始数据模式或按钮算法模式
2. ‌灵敏度调节‌：利用GAIN寄存器(0x0E-0x14)实现各通道独立灵敏度调整
3. ‌基线跟踪‌：合理配置NP_BASE_INC和LP_BASE_INC寄存器优化环境适应性
4. ‌扫描速率‌：平衡功耗与响应速度，选择适当扫描速率