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應用于工業消費市場的低功耗MEMS傳感器的介紹

電子設計 ? 來源:郭婷 ? 作者:電子設計 ? 2019-02-18 09:28 ? 次閱讀

MEMS傳感器徹底改變了我們與日常技術互動的方式,使其更容易,更便于用戶使用。 MEMS傳感器提供諸如2軸和3軸線性加速度計以及單軸和多軸陀螺儀等功能STMicroelectronics等制造商現在推出了一款6D數字地磁模塊,該模塊結合了3軸加速度計和3軸磁力計。單個封裝。

消費市場正在推動對內置MEMS傳感器的小型,低成本,低電壓和低功耗器件的需求。

手持設備,如手機,Mp3和Mp4播放器,以及便攜式設備PC都是電池供電的,并且變得越來越小。電源電壓降至1.8 V,電流必須低于100μA。此外,客戶已經開始期待斷電功能以及多個中斷引腳功能,以簡化最終消費產品中的產品集成。

最新MEMS產品系列

Ultra-低功耗3軸加速度計

MEMS加速度計產品組合已經擴展了新的3軸數字輸出加速度計,與目前市場上現有的解決方案相比,功耗降低了90%。它們還具有微型占地面積和增強功能。 3 mm x 3 mm x 1 mm加速度計的工作電流消耗低至2μA,非常適合空間和功耗受限的消費類設備(如手機,游戲和遙控器)中的運動感應功能和應用。

傳感器可在±2g/±4g/±8g/±16g的可選滿量程范圍內提供精確輸出,并具有出色的偏移和靈敏度隨時間和溫度的穩定性。

加速度計具有嵌入式溫度傳感器和三個模數轉換器通道,可輕松與陀螺儀等配套芯片集成。它嵌入了許多增強功能,包括點擊和雙擊識別,4D/6D方向檢測和省電模式。

編程FIFO(先進先出)存儲器模塊和兩個可編程中斷信號可以立即通知運動檢測,單擊/雙擊事件和其他條件。

《 br》 3軸數字輸出陀螺儀

MEMS陀螺儀產品系列擴展了高性能3軸數字輸出陀螺儀,內嵌FIFO(先進先出)存儲器模塊,實現更智能電源管理。

新型陀螺儀芯片集成了一個FIFO存儲器模塊,可存儲多達96個級別,分為32個x,y和z軸數據樣本集。此功能消除了傳感器與主處理器之間進行角速率數據采集的連續通信需求,因此主處理器可以在休眠模式下花費更多時間來大幅降低整體系統功耗。

應用程序設計人員可以編程FIFO可在多種不同的工作模式下工作。當存儲器填充到該水印級別時,可以生成專用水?。▍⒖迹┲袛?。許多MEMS陀螺儀采用單個傳感結構的概念來沿所有三個正交軸進行運動測量。這種設計方法消除了每個軸之間的干擾,顯著提高了廣泛的消費和工業應用的準確性和可靠性,包括用于游戲和便攜式設備的高級用戶界面,運動跟蹤和相機圖像穩定。

最新的MEMS陀螺儀可隨時間和溫度提高出色的零速率水平和靈敏度穩定性,無需根據應用情況在客戶方面進行進一步校準。憑借先進的濾波功能,可以提高降噪和應用靈活性,用戶可以通過嵌入式高通和低通濾波器設置所需的帶寬。傳感器和ASIC接口采用超小型4 mm x 4 mm x 1 mm封裝,可滿足當前和未來消費類應用的尺寸限制。陀螺儀在三個軸上輸出16位數據,具有一系列用戶可編程的滿量程范圍,從±250 dps到±2000 dps,而低滿量程范圍可用于檢測和測量快速手勢和GEO磁性模塊數字羅盤

數字羅盤模塊以極具競爭力的成本將高精度,小外形和低功耗相結合,滿足不斷增長的市場對先進導航功能和新興智能定位服務的需求。

高性能系統級封裝數字羅盤采用霍尼韋爾的磁阻技術,旨在加速在便攜式消費類應用中采用增強型傾斜補償數字羅盤,包括測向,地圖/顯示方向,基于位置的服務和行人不計算。高性能運動和磁感應的結合以多種方式增強了移動用戶體驗。模塊增加了正向方向,使應用程序開發人員可以通過將當前用戶位置放在地圖的底部,其中顯示的其余部分位于向前(“向前”)方向,從而改善地圖的有限電話/PDA顯示大小的使用。數字羅盤提供準確的航向信息,以指示人或車輛的移動方向。它還支持航位推算應用,包括GPS無法使用的地方的行人導航。手機中的指南針模塊為先進的基于位置的服務開辟了新的可能性。利用羅盤和GPS功能,消費者將能夠通過簡單地將他們的移動設備指向相關對象的方向來識別和檢索附近的感興趣點(例如餐館或商店)的信息。高精度傳感器具有智能嵌入式功能,包括喚醒/斷電功能和6D方向識別,可在設備沿所有三個軸(x,y,z)上升或下降時發出信號。該器件的線性加速度滿量程為±2/±4/±8 g,磁場滿量程為±1.3至±8高斯,均可由用戶完全選擇。測量地球磁場強度和方向并確定相對于磁北的航向的磁傳感元件基于霍尼韋爾的各向異性磁阻(AMR)技術。該技術將羅盤計算中的最佳精度與低功耗相結合,這對于耗電量大的便攜式設備至關重要。 AMR技術在z軸上提供與在x軸和y軸上相同的靈敏度,從而消除了霍爾效應型傳感器中使用的通量集中器的需要,這些通量可以在磁化后將傳感器偏移移位。 br》這種市場獨特的三軸傳感方法減少了超低磁場強度環境中的測量誤差,例如金屬建筑,汽車或加拿大或北歐等高緯度地區。此外,霍尼韋爾(中國)的磁傳感器設計包括一個內置的偏移消除電路,可最大限度地減少對校準的需求,并為每次測量對傳感器進行消磁或消磁,以提高航向精度。

單軸和雙軸陀螺儀

MEMS運動傳感器的尺寸比以前的設備縮小,功耗降低。新型高性能角度運動傳感器開辟了廣泛的創新消費應用領域,包括運動跟蹤,基于運動的用戶界面,手勢控制游戲和3D指點設備,數字視頻和靜態相機中的圖像穩定,以及導航和GPS輔助。

最新的單軸(偏航)和雙軸(俯仰和俯仰,俯仰和偏航)MEMS陀螺儀適合微型封裝,以解決消費應用的尺寸限制。功耗是另一個關鍵因素,尤其是在電池供電設備中。一些陀螺儀包括省電模式(當整個設備關閉時)和睡眠模式,其中部分電路關閉以顯著降低功耗,允許非??焖俚拈_啟時間和智能電源循環。 》點擊

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