TAB QM302

深圳市天微电子有限公司
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双通道自校准电容式触摸传感器 QM302
1 规格
1.1 总体特征
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带有自校准双通道电容式触摸传感器
低功耗
带同步功能可并行使用
通过调节外部电阻调节内部时钟频率
漏极开路输出
内部集成噪音消除电路
内部集成电源复位电路
符合 RoHS 标准 SOP8 封装
1.2 应用场合
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家电
代替薄膜开关、机械开关
人机界面的玩具和互动游戏机
密封式控制面板,键盘
触摸开关
1.3 封装形式
2 脚位描述
NO
1
2
3
4
5
6
7
8
名称
SYNC
R_BIAS
GND
CS1
CS2
VDD
OUT2
OUT1
I/O
模拟输入
模拟输入
power
模拟输入
模拟输入
power
数字输出
数字输出
描述
多芯片并行使用同步脚/灵敏度选择脚
内部偏置调整输入
电源地
触摸通道 1
触摸通道 2
电压(2.5V~5.5V)
通道 2 触摸检测开漏输出(低电平有效)
通道 1 触摸检测开漏输出(低电平有效)
3 绝对最大额定值
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电源电压
任何引脚的最大电压
任何 PAD 的最大电流
连续功率耗散
储存温度
150℃工作温度
结温
5.5V
VDD+0.3V
100mA
800mW
-50℃~150℃
-20~75℃
150℃
注意,除非另有说明,所有以上在常温下进行操作
4 ESD&LATCH-UP 特性
4.1
4.2
ESD 特性
模式
H.B.M
极性
Pos / Neg
M.M
Pos / Neg
C.D.M
Pos / Neg
最大
2000V
2000V
2000V
200V
200V
200V
800V
参考
VDD
VSS
P to P
VDD
VSS
P to P
DIRECT
LATCH-UP 特性
模式
测试
VDD 超过 5.0V
极性
正极
负极
正极
Max
200mA
-200mA
8.0V
测试步骤
25mA
1.0V
5 电气特性
VDD=3.3V, RB =510k, (除非另有说明),
TA = 25℃
测试条件
最小
典型
最大
单位
2.5
3.3
5.0
V
VDD= 3.3V RB=510k
-
50
75
VDD= 5.0V RB=510k
-
110
165
TA = 25℃
-
-
40
㎃
特性
符号
工作电源电压
VDD
电流功耗
IDD
最大输出灌电流
IOUT
检测输入电容范围
注1
CS1
-
10
100
㎊
检测输入电阻范围
CRS2S
-
200
1000
Ω
最小检测电容差
ΔC
CS = 10pF
0.2
-
-
㎊
输出阻抗(开漏)
Zo
ΔC > 0.2pF
-
12
-
ΔC < 0.2pF
-
30M
-
上电后自动校准时
间
TCAL
VDD = 3.3V RB = 510k
-
100
-
VDD = 5.0V RB = 510k
-
80
-
推荐偏置电阻范围
注2
RB
VDD = 3.3V
200
510
820
VDD = 5.0V
330
620
1200
最大偏置电容
CB_MAX
-
820
1000
pF
推荐同步电阻范围
RSYNC
1
2
20
MΩ
注 1:降低的 CS 值可提高灵敏度。
注 2:建议在干扰大的环境中可降低 RB。
㎂
Ω
ms
kΩ
6 QM302 的应用外围配置
6.1
R_BIAS 电阻配置
该 RBIAS 决定振荡器和内部偏置电流。因此,感测频率,内部时钟频率和电流消耗能够
通过 RB 进行调整。RBIAS 电压纹波会导致内部电路错误,所以建议 CB 连接到 VDD(不接地)
(典型是 820PF,最大值为 1nF)
。
电流功耗曲线
注:较低的 RB 能够提高抗干扰能力,但是会消耗更多的功耗,建议在干扰较大的应用
低 RB。例如:冰箱,空调等。
6.2
CS 脚位配置
灵敏度与并联电容关系曲线
并联电容 C S 2 和 C S 1 分别连接到 C S 2 和到 C S 1 来调整灵敏度。降低 C S 2 和 C S 1
的电容值相应灵敏度会有所提高。
(参考下面的灵敏度示例图)
,QM302 有两个独立的触摸
传感器输入 C S 1 和 C S 2 。C S 1 和 C S 2 的内部接触判定处理是相互独立的。因此,两通道
的触摸键板可以通过只使用一个 QM302 进行设计。R S 1 和 R S 2 是串行连接的电阻,以避
免来自外部电涌和静电放电故障。推荐 R S 1 和 R S 2 的值从 200Ω 到 1 K Ω 。触摸垫的
尺寸和形状对灵敏度有影响。最佳触摸垫的尺寸大约是 10mm×7mm。该 C S 1 和 C S 2 的连
接线到触摸面板建议线路尽可能短,以防止连线过长所造成不正常的触摸检测。
6.3
同步使用
通过并联 SYNC 引脚能同时使用多个 QM302 组成更多的通道。同步脉冲确保他们不会
互相干扰。Rsync 是 SYNC 引脚的下拉电阻。增大 Rsync 使同步脉冲下降沿延迟增大,减小
Rsync 电阻使上升延迟增大。Rsync 的典型值是 2MΩ 。同步引脚配置应如下图。低灵敏度的
应用场合可将 SYNC 引脚连接到 GND。在这种情况下,灵敏度将降低为正常模式的一半,同
时同步功能不可使用。
SYNC 引脚选择
配置
RSYNC 连接
GND
6.4
功能
多芯片同步使用/高灵敏度的应用
无同步/低灵敏度的应用
OUT 输出管脚配置
OUT1 和 OUT2 为漏极开路输出结构。需要 OUT1,OUT2 和 VDD 之间的上拉电阻 ROUT 的
连接。最大输出灌电流为 4mA,因此 ROUT1 和 ROUT2 大约选择几 KΩ 。典型值为 10K。OUT1 和
OUT2 的上电复位初始化输出为高,检测触摸的 C S 1 和 C S 2 时相应通道输出为低。
7 应用建议
两通道式触摸键板可以通过只使用一个 QM304 进行设计。该 QM304 是集成内部电源
复位电路,从而可以减少了外部元件的复位电路的成本。灵敏度校正电路可以帮助防止因外
部噪声,温度变化,以及电源电压下降导致异常动作。
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QM302 应用范例电路
VDD 周期性电压纹波超过 50mV 和纹波频率低于 10kHz 的可导致错误的灵
敏度校准。为了防止上述问题,电源(VDD,GND)线触摸电路应该从其
它电路分离。尤其是 LED 驱动电源线或数字开关电路的电源线一定要注
意做隔离。
当 QM302 用在嘈杂的环境中,建议取较低的 RB。
在 PCB 布局,RB 不应放置在触摸面板上面。否则 CB 必须连接。该 RB
线路尽可能短。
在 CS 触摸面板也应改为尽可能短和线的宽度尽可能是约 0.25 毫米。
即 VDD 和 GND 之间的电容是必须使用的。它应尽可能靠近芯片电源脚。
在 CS 触摸面板的线应该由底层金属(触摸板对面金属)形成。
PCB 板的空白必须充满 GND,加强 GND 布线,防止外部噪音干扰。
7.1
示例原理图(2 通道触摸按钮带 LED 显示)
8 封装说明