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CAPSENSE™ & MagSense Forum Discussions

user_1398601
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5 replies posted 5 questions asked First reply posted

1.I design a sensor and a shield,the two is same size,but I use CY8CKIT-042-BLE to test proximity, the shield is very poor,when I near the shield from the beneath the sensor, the proximity value is close to from the sensor side.Do I need to add a GND around the sensor?

2.I use the computer's usb to power the board,I test the VDD-GND is 4.5V,the proximity has high sensitivity.When I use the battery(3.0V) to power the board,the proximity sensitivity is lower.Is sensitivity related to voltage?

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1 Solution

我们讲 shield 本身的屏蔽作用,主要指的是 shield 可以在 sensor 和 sensor 周围的 GND(如果存在的话)之间起到一定的隔离作用,防止 sensor 与周围GND之间建立强耦合,从而降低 sensor 的寄生电容 CP,保证 sensor 的灵敏度。但是对于接近感应而言,在接近感应sensor的周围铺设 shield 虽然可以改善接近感应sensor的灵敏度,并不能起到限制接近感应区边界的作用。要限制接近感应区的边界,最好的措施是用GND,因为GND 作为低阻回路,更容易将接近传感器辐射能量吸收掉,从而起到限制感应区边界的作用,但是直接在接近传感器的周围铺设 GND 又会影响到接近传感器的灵敏度,所以我们一般采用的方式是接近传感器周围铺设 shield,然后更外圈铺设GND的方式来平衡灵敏度和感应边界问题。 需要提醒的是,即使使用 GND 来限制感应边界,也无法做到从侧面完全消除接近效果,仅仅是相比不使用 GND 侧边的感应效果更差,距离更短而已。

接电池时接近传感器的灵敏度变低是正常的。手指触摸引入的电容是人体对大地的电容 Cbody, 但是接近传感器真正感应的电容是 sensor 相对芯片 VSS 的电容。当用电脑USB供电时,芯片 VSS 与大地可以认为是短接在一起的,所以此时的 Cbody 可以直接等效成 sensor 与 芯片VSS 之间的电容;电池供电时 VSS 连接的是电池地,而电池与与大地并不是短接在一起的而是通过空间耦合建立连接。此时 Cbody 无法直接等效成 sensor 与芯片 VSS 之间的电容,假设电池地与大地之间的空间耦合电容是 Cgnd, 那么人体相对电池地的的等效电容 C = (Cgnd * Cbody)/ (Cgnd + Cbody). 。对于电池供电的接近应用,电池地尽量不要用金属外壳包裹,不然VSS 与大地之间的耦合通路被切断的话,接近效果几乎做不出来。而改善的方法是在 PCB上增加 VSS电极的面积,这样可以增大 Cgnd,改善接近效果。

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4 Replies
LinglingG_46
Moderator
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10 questions asked 5 questions asked 250 sign-ins

1:

I can't understand why do you use the shield to test the proximity function?

2:

If you use the PC USB to power your board, then the board will have a much stronger coupling compared with the board power by battery.

3:

If it is necessary, you could choose to use Chinese.

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1.我用shield是用来减小后面电机的干扰的,但是我测试的时候发现效果没那么好,是不是我sensor设计有问题?我直接在表面覆铜,两面都覆铜了,大小一样,一面是sensor,一面是shield,从shield面接近的时候也能检测到,我想去掉shield后面的影响。

2.我现在设计的是开关电源输出24V转5V,用一个隔离芯片再转换成5V,LDO到3.3V给单片机供电,能去掉耦合的影响吗?

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从shield一面不能绝对屏蔽掉电场,你能描述一下你具体是想要做什么什么样子吗?

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我们讲 shield 本身的屏蔽作用,主要指的是 shield 可以在 sensor 和 sensor 周围的 GND(如果存在的话)之间起到一定的隔离作用,防止 sensor 与周围GND之间建立强耦合,从而降低 sensor 的寄生电容 CP,保证 sensor 的灵敏度。但是对于接近感应而言,在接近感应sensor的周围铺设 shield 虽然可以改善接近感应sensor的灵敏度,并不能起到限制接近感应区边界的作用。要限制接近感应区的边界,最好的措施是用GND,因为GND 作为低阻回路,更容易将接近传感器辐射能量吸收掉,从而起到限制感应区边界的作用,但是直接在接近传感器的周围铺设 GND 又会影响到接近传感器的灵敏度,所以我们一般采用的方式是接近传感器周围铺设 shield,然后更外圈铺设GND的方式来平衡灵敏度和感应边界问题。 需要提醒的是,即使使用 GND 来限制感应边界,也无法做到从侧面完全消除接近效果,仅仅是相比不使用 GND 侧边的感应效果更差,距离更短而已。

接电池时接近传感器的灵敏度变低是正常的。手指触摸引入的电容是人体对大地的电容 Cbody, 但是接近传感器真正感应的电容是 sensor 相对芯片 VSS 的电容。当用电脑USB供电时,芯片 VSS 与大地可以认为是短接在一起的,所以此时的 Cbody 可以直接等效成 sensor 与 芯片VSS 之间的电容;电池供电时 VSS 连接的是电池地,而电池与与大地并不是短接在一起的而是通过空间耦合建立连接。此时 Cbody 无法直接等效成 sensor 与芯片 VSS 之间的电容,假设电池地与大地之间的空间耦合电容是 Cgnd, 那么人体相对电池地的的等效电容 C = (Cgnd * Cbody)/ (Cgnd + Cbody). 。对于电池供电的接近应用,电池地尽量不要用金属外壳包裹,不然VSS 与大地之间的耦合通路被切断的话,接近效果几乎做不出来。而改善的方法是在 PCB上增加 VSS电极的面积,这样可以增大 Cgnd,改善接近效果。

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