Semtech SAR Sensor X9325电路设计
主要芯片解决方案以及对比
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SX9310 |
SX9311 |
SX9325 |
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Channel通道数 |
3 |
3 |
3 |
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Cap load容性负载 |
100pF |
100pF |
200pF |
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Body/tablet detect[注1] |
Yes |
NO |
No |
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接口 |
I2C 或者IO方式 |
I2C 或者IO方式 |
I2C 或者IO方式 |
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是否支持WiFi 天线检测 |
Yes |
Yes |
Yes |
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抗射频干扰 |
增强内置RF滤波 |
增强内置RF滤波 |
增强内置RF滤波 |
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距离对比 |
100% |
100% |
140% |
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封装 |
WCSP-9 0.9*0.9mm |
WCSP-9 0.9*0.9mm |
WCSP-8 0.92*1.69 mm |
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Reference price |
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SX9325的优点
SX9325,具有以下优点,能够适用Wi-Fi天线SAR senor检测的需求。
- 增益大
- 补偿范围大
- 单电源供电
- 灵敏度更高
- 封装小
人体接近感应的原理
人体属于半导体,和金属pad接近的时候,该金属感应到的电容场值会有变化。
芯片就是检测金属pad的电容场的变化来检测人体的接近
SAR测试要求检测到的人体接近的距离,灵敏度一般调整到5mm~20mm的距离。
桌面接近是否也会感应
当平板放置在桌子上面的时候,由于桌子不是绝缘体,也具有一定的介电常数,所有这种时候,桌子引起的电容量也会到达检测门限,从而也辨别为接近动作了。
这种情况是正常情况,不影响SAR测试这个主要功能.
SX9325基本电路图
芯片管脚只有有三类:
电源:
SX9325:
SVDD,接口电源,1.65~2V
Sensor通道: CS0~CS2, 直接连接sensor pad。或者通过电感连接到射频天线端。最多连接3个通道,比如LTE主/分, WIFI 2.5G/5G。
控制接口:
I2C和INT信号,三根IO. 为了方便飞线使用Demo板软件调测, 建议在SCL SDA INT上面放串阻。
SX9325的参考设计原理图
共天线设计的要求
1, 天线不能接地。 比如包含电感接地匹配的天线匹配电路,会导致天线的铜皮低频对地导通,电容接近检测无法工作。
2, 天线的负载电容不能超过芯片总的负载电容。
如果是P/IFIA天线,那么需要主要远端馈点对地的电容都会被看作环境电容。
芯片从输入管脚对外的总的环境电容补偿范围有限制:
SX9325: 200pF
最小面积要求
天线本身检测的距离和机器带壳会有区别。带壳之后的距离会有略微的缩小。因为不同的壳有不同材料特性。
一般来说,
LTE天线 的面积够大,足够检测10~20mm的距离。
Wi-Fi天线 面积过小,但依然能够检测到10mm的距离,但要求:
Wi-Fi 天线尽量靠近板边放置
在满足射频的条件下,天线的面积尽可能大,且长边靠近板边,提高有效检测面积
板内走线尽可能的短,并且做好上下左右包地,减少板内耦合的噪声,提高信噪比
Wi-Fi通道上面并联一个小电容到地,调试中以便滤波去抖
功耗说明
工作过程中功耗的大小和芯片的Sample frequency/ scan period 有关系,
Sample frequency: 完成一次数据计算的采样频率,越快越省电
Scan period:相隔多少时间完成一次采样,扫描间隔,越慢越省电
简介:Ultra Low Power Consumption
详细功耗条件:
板内走线要求
因为SX9325是检测电容的,所以需要尽量减少走线的寄生电容,以及避免走线周边的干扰,避免穿过电源线/时钟线/电源平面。最好被地平面包裹。
走线要求:
线宽尽量小,典型0.06mm,
线距离左右的包地0.5mm以上。(如果实在无法做到,至少0.2mm以上)
线的左右,上下层包地。
另外一方面,电容主要来自与上下两层的地,建议sensing trace的上面使用网格地来hatch, 来减低电容。就像下图:
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