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应用于工业消费市场的低功耗MEMS传感器的介绍

电子设计 来源:郭婷 作者:电子设计 2019-02-18 09:28 次阅读

MEMS传感器彻底改变了我们与日常技术互动的方式,使其更容易,更便于用户使用。 MEMS传感器提供诸如2轴和3轴线性加速度计以及单轴和多轴陀螺仪等功能STMicroelectronics等制造商现在推出了一款6D数字地磁模块,该模块结合了3轴加速度计和3轴磁力计。单个封装。

消费市场正在推动对内置MEMS传感器的小型,低成本,低电压和低功耗器件的需求。

手持设备,如手机,Mp3和Mp4播放器,以及便携式设备PC都是电池供电的,并且变得越来越小。电源电压降至1.8 V,电流必须低于100μA。此外,客户已经开始期待断电功能以及多个中断引脚功能,以简化最终消费产品中的产品集成。

最新MEMS产品系列

Ultra-低功耗3轴加速度计

MEMS加速度计产品组合已经扩展了新的3轴数字输出加速度计,与目前市场上现有的解决方案相比,功耗降低了90%。它们还具有微型占地面积和增强功能。 3 mm x 3 mm x 1 mm加速度计的工作电流消耗低至2μA,非常适合空间和功耗受限的消费类设备(如手机,游戏和遥控器)中的运动感应功能和应用。

传感器可在±2g/±4g/±8g/±16g的可选满量程范围内提供精确输出,并具有出色的偏移和灵敏度随时间和温度的稳定性。

加速度计具有嵌入式温度传感器和三个模数转换器通道,可轻松与陀螺仪等配套芯片集成。它嵌入了许多增强功能,包括点击和双击识别,4D/6D方向检测和省电模式。

编程FIFO(先进先出)存储器模块和两个可编程中断信号可以立即通知运动检测,单击/双击事件和其他条件。

《 br》 3轴数字输出陀螺仪

MEMS陀螺仪产品系列扩展了高性能3轴数字输出陀螺仪,内嵌FIFO(先进先出)存储器模块,实现更智能电源管理

新型陀螺仪芯片集成了一个FIFO存储器模块,可存储多达96个级别,分为32个x,y和z轴数据样本集。此功能消除了传感器与主处理器之间进行角速率数据采集的连续通信需求,因此主处理器可以在休眠模式下花费更多时间来大幅降低整体系统功耗。

应用程序设计人员可以编程FIFO可在多种不同的工作模式下工作。当存储器填充到该水印级别时,可以生成专用水印(参考)中断。许多MEMS陀螺仪采用单个传感结构的概念来沿所有三个正交轴进行运动测量。这种设计方法消除了每个轴之间的干扰,显着提高了广泛的消费和工业应用的准确性和可靠性,包括用于游戏和便携式设备的高级用户界面,运动跟踪和相机图像稳定。

最新的MEMS陀螺仪可随时间和温度提高出色的零速率水平和灵敏度稳定性,无需根据应用情况在客户方面进行进一步校准。凭借先进的滤波功能,可以提高降噪和应用灵活性,用户可以通过嵌入式高通和低通滤波器设置所需的带宽。传感器和ASIC接口采用超小型4 mm x 4 mm x 1 mm封装,可满足当前和未来消费类应用的尺寸限制。陀螺仪在三个轴上输出16位数据,具有一系列用户可编程的满量程范围,从±250 dps到±2000 dps,而低满量程范围可用于检测和测量快速手势和GEO磁性模块数字罗盘

数字罗盘模块以极具竞争力的成本将高精度,小外形和低功耗相结合,满足不断增长的市场对先进导航功能和新兴智能定位服务的需求。

高性能系统级封装数字罗盘采用霍尼韦尔的磁阻技术,旨在加速在便携式消费类应用中采用增强型倾斜补偿数字罗盘,包括测向,地图/显示方向,基于位置的服务和行人不计算。高性能运动和磁感应的结合以多种方式增强了移动用户体验。模块增加了正向方向,使应用程序开发人员可以通过将当前用户位置放在地图的底部,其中显示的其余部分位于向前(“向前”)方向,从而改善地图的有限电话/PDA显示大小的使用。数字罗盘提供准确的航向信息,以指示人或车辆的移动方向。它还支持航位推算应用,包括GPS无法使用的地方的行人导航。手机中的指南针模块为先进的基于位置的服务开辟了新的可能性。利用罗盘和GPS功能,消费者将能够通过简单地将他们的移动设备指向相关对象的方向来识别和检索附近的感兴趣点(例如餐馆或商店)的信息。高精度传感器具有智能嵌入式功能,包括唤醒/断电功能和6D方向识别,可在设备沿所有三个轴(x,y,z)上升或下降时发出信号。该器件的线性加速度满量程为±2/±4/±8 g,磁场满量程为±1.3至±8高斯,均可由用户完全选择。测量地球磁场强度和方向并确定相对于磁北的航向的磁传感元件基于霍尼韦尔的各向异性磁阻(AMR)技术。该技术将罗盘计算中的最佳精度与低功耗相结合,这对于耗电量大的便携式设备至关重要。 AMR技术在z轴上提供与在x轴和y轴上相同的灵敏度,从而消除了霍尔效应型传感器中使用的通量集中器的需要,这些通量可以在磁化后将传感器偏移移位。 br》这种市场独特的三轴传感方法减少了超低磁场强度环境中的测量误差,例如金属建筑,汽车或加拿大或北欧等高纬度地区。此外,霍尼韦尔(中国)的磁传感器设计包括一个内置的偏移消除电路,可最大限度地减少对校准的需求,并为每次测量对传感器进行消磁或消磁,以提高航向精度。

单轴和双轴陀螺仪

MEMS运动传感器的尺寸比以前的设备缩小,功耗降低。新型高性能角度运动传感器开辟了广泛的创新消费应用领域,包括运动跟踪,基于运动的用户界面,手势控制游戏和3D指点设备,数字视频和静态相机中的图像稳定,以及导航和GPS辅助。

最新的单轴(偏航)和双轴(俯仰和俯仰,俯仰和偏航)MEMS陀螺仪适合微型封装,以解决消费应用的尺寸限制。功耗是另一个关键因素,尤其是在电池供电设备中。一些陀螺仪包括省电模式(当整个设备关闭时)和睡眠模式,其中部分电路关闭以显着降低功耗,允许非常快速的开启时间和智能电源循环。 》点击

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