© Quantum Research Group Ltd.
Contents
1 Overview
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
1.1 Field Flows
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
1.2 Circuit Model
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
1.3 Matrix Configuration
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
1.4 Communications
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
2 Signal Processing
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
2.1 Negative Threshold
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
2.2 Positive Threshold
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
2.3 Hysteresis
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
2.4 Drift Compensation
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
2.5 Detection Recalibration Delay
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
2.6 Detect Integrator (‘DI’)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
2.7 Positive Recalibration Delay
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
2.8 Reference Guardbanding
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
2.9 Adjacent Key Suppression (AKS™)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
2.10 Full Recalibration
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
2.11 Boundary Error Reporting
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
2.12 Device Status & Reporting
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
3 Circuit Operation
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
3.1 Part Differences
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
3.2 Matrix Scan Sequence
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
3.3 Signal Path
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
3.4 'X' Electrode Drives
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
3.4.1 RFI From X Lines
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
3.4.2 Noise Coupling Into X lines
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
3.5 'Y' Gate Drives
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
3.5.1 RFI From Y Lines
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
3.5.2 Noise Coupling Into Y Lines
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
3.6 Burst Length & Sensitivity
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
3.7 Intra-Burst Spacing
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
3.8 Burst Spacing
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
3.9 PLD Circuit and Charge Sampler
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
3.10 Opamps
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
3.11 Sample Capacitors
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
3.12 R2R Resistor Ladder
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
3.13 Water Film Suppression
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
3.14 Reset Input
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
3.15 Oscillator
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
3.16 Startup / Calibration Times
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
3.17 Sleep_Wake / Noise Sync
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
3.18 LED / Alert Output
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
3.19 CSR Drive Polarity
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
3.20 Oscilloscope Sync
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
3.21 Power Supply and PCB Layout
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
3.22 ESD / Noise Considerations
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
4 Serial Interface
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
4.1 Serial Port specifications
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
4.2 Protocol Overview
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
4.3 SPI Slave-Only Mode
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
4.4 SPI Master-Slave Mode
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18
4.5 Sensor Echo and Data Response
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
4.6 Eeprom Corruption
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
5 Commands & Functions
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
5.1 Direction Commands
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
g 0x67 - Get Command
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
p 0x70 - Put Command
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
5.2 Scope Commands
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
s 0x73 - Specific Key Scope
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
S 0x53 - All Keys Scope
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
x 0x78 - Row Keys Scope
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
y 0x79 - Column Keys Scope
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
5.3 Status Commands
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
0 0x30 - Signal for Single Key
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
1 0x31 - Delta Signal for Single Key
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
.............................
................................
4 0x34 - Cz State
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 0x35 - Detection Integrator Counts
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6 0x36 - Eeprom Checksum
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7 0x37 - General Device Status
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
<sp> 0x20 - Signal Levels for Group
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
! 0x21 - Delta Signals for Group
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
" 0x22 - Reference Levels for Group
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
# 0x23 - R2R Offset for Group
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
$ 0x24 - Charge Cancellation for Group
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
% 0x25 - Detect Integrator Counts for Group
. . . . . . . . . . . . . . . . .
e 0x65 - Error Code for Selected Key
.....................
k 0x6B - Reporting of First Touched Key
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
K 0x4B - Key Touch Reporting for Group
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4 Setup Commands
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
^A 0x01 - Negative Detect Threshold
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
^B 0x02 - Positive Detect Threshold
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
^C 0x03 - Negative Threshold Hysteresis
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
^D 0x04 - Positive Threshold Hysteresis
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
^E 0x05 - Dwell Time in Machine Cycles
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
^G 0x07 - Burst Spacing
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
^H 0x08 - Negative Drift Compensation Rate
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
^I 0x09 - Positive Drift Compensation Rate
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
^J 0x0A - Detect Integrator Limit
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
^K 0x0B - Positive Recalibration Delay
.....................
^L 0x0C - Negative Recalibration Delay
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
^M 0x0D - Intra-Burst Pulse Spacing
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
^N 0x0E - Positive Reference Error Band
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
^O 0x0F - Negative Reference Error Band
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
^P 0x10 - Adjacent Key Suppression (‘AKS’)
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5 Supervisory / System Functions
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6 0x36 - Eeprom Checksum
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
D 0x44 - DAC Test
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
L 0x4C - Lock Reference Levels
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
b 0x62 - Recalibrate Keys
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
l 0x6C - Return Last Command Character
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
r 0x72 - Reset Device
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
V 0x56 - Return Part Version
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
W 0x57 - Return Part Signature
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Z 0x5A - Enter Sleep
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
^Q 0x11 - Data Rate Selection
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
^R 0x12 - Oscilloscope Sync
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
^S 0x13 - Cs Clamp Polarity
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
^T 0x14 - Boundary Eqn Constant C1, MSB
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
^U 0x15 - Boundary Eqn Constant C1, LSB
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
^V 0x16 - Boundary Equation Constant C2
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
^W 0x17 - Noise Sync
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.6 Function Summary Table
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.7 Timing Limitations
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6 PLD Source Listing
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7 Electrical Specifications
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.1 Absolute Maximum Specifications
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2 Recommended operating conditions
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3 DC Specifications
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4 Timing
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5 Maximum Drdy Response Delays
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8 Mechanical
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.1 Dimensions
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2 Marking
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9 Index
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
3
0x32 - Reference Value
0x33 - R2R Offset
21
21
21
22
22
22
22
22
22
22
22
22
23
23
24
24
24
24
25
25
25
25
26
26
26
26
26
27
27
27
27
28
28
28
28
28
28
28
29
29
29
29
29
29
30
30
30
30
32
34
35
36
36
36
36
36
37
38
38
38
39
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