第一款是ADI最近推出的針對助聽設(shè)計的業(yè)界最小MEMS麥克風(fēng)ADMP801。與駐極體電容麥克風(fēng)(ECM)等傳統(tǒng)解決方案相比,ADMP801不僅在尺寸上更?。▋H7.3立方毫米),而且性能更穩(wěn)定,不隨時間、溫度和環(huán)境變化而改變。其等效輸入噪聲(EIN)低至27 dBA SPL(聲壓級),1 V電源下的功耗僅17 µA,是傳統(tǒng)ECM功耗的幾分之一。
ADMP801MEMS麥克風(fēng)采用小型表貼封裝,尺寸僅3.35 mm x 2.50 mm x 0.98 mm,兼容回流焊工藝,靈敏度不會降低。
ADI公司醫(yī)療保健部門副總裁Pat O’Doherty表示:“助聽?wèi)?yīng)用是MEMS麥克風(fēng)可以大顯身手的領(lǐng)域,因?yàn)樗哂行〕叽?、高穩(wěn)定性和極低功耗等特性。然而,以前MEMS麥克風(fēng)的EIN性能無法達(dá)到嚴(yán)格的助聽標(biāo)準(zhǔn)。ADMP801 MEMS麥克風(fēng)的噪聲性能、封裝尺寸、相位和增益穩(wěn)定性完全滿足高級助聽?wèi)?yīng)用要求,并集成了波束成形技術(shù)以幫助定位聲音源。”
ADMP801是一款高質(zhì)量、超低功耗、模擬輸出、底部收音式全向MEMS麥克風(fēng),專門針對助聽?wèi)?yīng)用而設(shè)計。它完全兼容貼片和回流工藝,允許利用機(jī)械化組裝工藝以節(jié)省成本;相比之下,ECM則要求手工組裝工藝。該器件具有出色的環(huán)境和時間穩(wěn)定性,多個ADMP801 MEMS麥克風(fēng)可以配置為陣列,形成定向響應(yīng),從而幫助定位聲音源。
ADMP801全向MEMS麥克風(fēng)主要特性:1)麥克風(fēng)EIN:27dBA SPL,2)功耗:17µA (1V);3)響應(yīng)穩(wěn)定,不隨時間和溫度而變化;4)封裝體積:7.3立方毫米。
ADMP801目前已量產(chǎn),1K訂量時,每片價格僅為10.78美元,
第二款是MEMS麥克風(fēng)ADMP441,它是目前業(yè)界集成度最高的MEMS麥克風(fēng)輸出。與典型的模擬輸出和數(shù)字PDM輸出的MEMS麥克風(fēng)相比,ADMP441可直接提供I2S,無需音頻編碼器,即可和帶有I2S接口的DSP或微控制器對接,信噪比高達(dá)61dBA,頻率響應(yīng)為60Hz-15kHz。它的目標(biāo)市場:對PCB面積和成本等均有較高要求的標(biāo)準(zhǔn)音頻采集。
第三款是MEMS加速度計ADXL362,它是目前業(yè)界最低功耗的加速度計,1.8uA電流消耗@100Hz數(shù)據(jù)輸出速率,芯片待機(jī)功耗10nA。系統(tǒng)級低功耗設(shè)計,自主檢測運(yùn)動與靜止?fàn)顟B(tài),無需處理器參與,集成1024字節(jié)FIFO,延長處理器休眠時間并準(zhǔn)確記錄中斷前加速度變化。它的目標(biāo)市場:紐扣電池供電或密封產(chǎn)品等對系統(tǒng)功耗有較高要求的應(yīng)用。
第四款產(chǎn)品是MEMS陀螺儀ADXRS453,它采用四核差分傳感器結(jié)構(gòu),具有極高的振動抑制特性0.01°/sec/g, 出色的零偏穩(wěn)定性16°/hour,內(nèi)置全溫范圍溫度補(bǔ)償,支持3.3V和5V供電,支持SOIC和創(chuàng)新的垂直LCC封裝以方便搭建正交系統(tǒng)。目標(biāo)市場:在沖擊或振動等惡劣環(huán)境下的高性能平臺穩(wěn)定控制和導(dǎo)航。
10大常見問題與解答:(解答者:ADI MEMS FAE Neil Zhao)
Q: 加速度傳感器的測量范圍可達(dá)多少,如何針對不同的應(yīng)用來選擇?
A: 目前的加速度傳感器測量范圍可以分為high g和low g兩種,high g產(chǎn)品的測量范圍可達(dá)幾十甚至幾百g,比如ADXL377的測量范圍為200g,ADXL001的測量范圍可達(dá)500g。low g產(chǎn)品的測量范圍為幾個g或者十幾個g,比如ADXL362的測量范圍就是±2g/±4g/±8g可選的。對于靜態(tài)傾角檢測等應(yīng)用,1g-2g的測量范圍即可,比如量程為±1.2g的ADXL213或量程為±1.7g的ADXL203均廣泛應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境下的傾角檢測;對于人體的運(yùn)動監(jiān)測,像計步器等應(yīng)用,2g-4g的測量范圍即可;但如果要監(jiān)測沖擊或振動,像汽車的安全氣囊等應(yīng)用,則需要上百g的測量范圍。當(dāng)然,針對不同的產(chǎn)品設(shè)計和實(shí)際應(yīng)用場景,只有在實(shí)際測量后,才能確定準(zhǔn)確的量程需求。
Q: MEMS傳感器能承受多大的機(jī)械沖擊?
A: 一般MEMS傳感器都會在ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS中給出這個指標(biāo),通常都在幾千甚至上萬g,比如ADXRS453可耐2000g的加速度沖擊,ADXL362可耐5000g的加速度沖擊,ADMP441可耐10, 000g的加速度沖擊。
相關(guān)閱讀;
MEMS無線振動感測器,ADI使監(jiān)控更實(shí)時
MEMS麥克“瘋”來襲
MEMS非接觸式溫度傳感器:可檢測靜止人、物
性能測評:MEMS陀螺儀能否替代FOG技術(shù)?
手機(jī)和平板電腦MEMS動作傳感器Top 4供應(yīng)商排名出爐
[page]
Q: MEMS傳感器能否在高溫條件下應(yīng)用?
A: 目前,大部分MEMS傳感器最高只能支持到125°C,只有加速度計ADXL206可以做到高溫175°C,MEMS陀螺儀和麥克風(fēng)還沒有能達(dá)到這個溫度等級的器件,但隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展,會有越來越多的高溫高性能MEMS傳感器用于上天入地等高溫環(huán)境。
Q: 對于電壓輸出型的MEMS加速度計,其輸出電壓和加速度的對應(yīng)關(guān)系是什么?
A: 實(shí)際輸出電壓與加速度計的零偏和靈敏度有關(guān),假設(shè)加速度計的輸出為Vout (mV),零偏為V0g (mV),靈敏度為Sensitivity (mV/g),則實(shí)際加速度為Acceleration (g) = (Vout – V0g) / Sensitivity,一般加速度計的零偏為Vs/2。
以ADXL203為例,在5V供電時,零偏為2.5V,靈敏度為1000mV/g,當(dāng)X軸向上有+1g重力加速度時,X軸輸出電壓為2.5V + 1V = 3.5V,如果X軸上有-1g加速度,則對應(yīng)輸出為2.5V – 1V = 1.5V。
當(dāng)然在供電電源變化時,零偏和靈敏度都會發(fā)生變化,如ADXL203的供電電源為3V時,對應(yīng)的典型零偏為1.5V,典型靈敏度為560mV/g。
Q: 如何設(shè)定ADXRS6xx系列陀螺儀的帶寬?
A: ADXRS6xx系列陀螺儀的帶寬可以通過一個外接電容Cout來設(shè)定,截止頻率為。除此外,推薦再接一級RC低通濾波器,以衰減陀螺儀的十幾kHz高頻諧振頻率,第二級濾波器的截止頻率可設(shè)定為第一級濾波器的5倍以上。
Q: 加速度傳感器的失調(diào)誤差是否需要校正?如果需要,如何校正?
A: 在系統(tǒng)應(yīng)用中,失調(diào)誤差由加速度計本身的零偏誤差、焊接誤差和裝配誤差造成,如果應(yīng)用關(guān)心加速度的絕對值,比如傾角測量,則需要對系統(tǒng)的失調(diào)誤差進(jìn)行校正。如果應(yīng)用只關(guān)心加速度的相對值,比如沖擊監(jiān)測,則無需對系統(tǒng)的失調(diào)誤差進(jìn)行校正。在校正失調(diào)時,可以將待校正軸分別置于+1g和-1g方向,則失調(diào)Aoffset (g) = 0.5 x (A+1g + A-1g)。
Q: 為什么說陀螺儀的抗振動抑制特性在系統(tǒng)應(yīng)用中是最重要的?
A: 在談到陀螺儀時,常用的一個衡量指標(biāo)是零偏穩(wěn)定性: °/hr,但在實(shí)際應(yīng)用場景中,系統(tǒng)都會受到加速度的影響,即使沒有機(jī)械振動,也有重力加速度的影響,所以工業(yè)用陀螺儀都會給出其受加速度影響的輸出: °/sec/g,以ADXRS453為例,該指標(biāo)為0.01°/sec/g,其零偏穩(wěn)定性為16 °/hr。將其與其他高成本高零偏穩(wěn)定性的陀螺儀進(jìn)行對比,假設(shè)某個器件X零偏穩(wěn)定性為5°/hr(戰(zhàn)術(shù)級陀螺儀),加速度響應(yīng)輸出為0.1°/sec/g,假設(shè)重力加速度對該軸的影響只有10°的分量,也就是說重力加速度對該軸的影響為1g * sin10° = 0.17g,則ADXRS453與X的響應(yīng)分別是0.0017°/sec和0.017°/sec,轉(zhuǎn)換成°/hr,就是6.12°/hr Vs. 61.2°/hr。由于零偏穩(wěn)定性和線性加速度的影響兩者不相關(guān),所以可得在兩者影響下的平方根和誤差為17.13°/hr (ADXRS453) Vs. 61.4°/hr (X)。由此可見,陀螺儀抗振動抑制指標(biāo)的重要性。
Q: ADXL345和ADXL350的主要區(qū)別是什么?
A: ADXL345是市場上非常流行的三軸數(shù)字輸出加速度計,ADXL350是其下一代產(chǎn)品。與ADXL345相比,ADXL350可以提供極好的溫漂特性,以滿足在戶外等寬溫度范圍的應(yīng)用場景,不用花費(fèi)大量的時間去做溫補(bǔ)校正,依然有穩(wěn)定的零偏輸出,且ADXL350的噪聲特性也優(yōu)于ADXL345。
Q: 為什么MEMS麥克風(fēng)的信噪比非常重要?
A: 較高的信噪比可以允許麥克風(fēng)檢測到更小的聲壓水平,或者說可以檢測到更遠(yuǎn)的聲音。因?yàn)辂溈孙L(fēng)在音頻信號鏈的最前端,所以麥克風(fēng)自身的噪聲會影響整個系統(tǒng),一個低噪聲的麥克風(fēng)可以使后續(xù)的信號鏈處理更加靈活,并提高整個系統(tǒng)的信噪比。
Q: MEMS產(chǎn)品是否提供評估板及相應(yīng)的評估軟件?
A: ADI的所有MEMS產(chǎn)品均提供相應(yīng)的評估板,可以在ADI網(wǎng)站www.analog.com上輸入您關(guān)心的產(chǎn)品型號,而后查看評估板套件部分,即可知道有什么評估方式可供選擇。以ADXL362為例,ADI提供三種評估板,分別是EVAL-ADXL362Z,EVAL-ADXL362Z-MLP和EVAL-ADXL362Z-DB。EVAL-ADXL362Z是將ADXL362焊接在一個小板子上,而后將其引腳引出,方便用戶直接連接自己系統(tǒng)中的處理器,進(jìn)行評估使用;EVAL-ADXL362Z-MLP是由一個母板和一個子板(EVAL-ADXL362Z-S)組成,可以用來觀測和記錄ADXL362的實(shí)時輸出,各種工作模式下的功耗等,且子板上提供一個ADXL362的插座,這樣方便用一套評估系統(tǒng)來評估多顆器件的性能;EVAL-ADXL362Z-DB是帶SD卡存儲器和eink顯示器的低功耗評估開發(fā)系統(tǒng),方便用戶在各種脫離PC的條件下,實(shí)時記錄數(shù)據(jù)以作算法分析,在算法完成后,可以通過評估板上的顯示器實(shí)時檢驗(yàn)算法效果。
相關(guān)閱讀;
MEMS無線振動感測器,ADI使監(jiān)控更實(shí)時
MEMS麥克“瘋”來襲
MEMS非接觸式溫度傳感器:可檢測靜止人、物
性能測評:MEMS陀螺儀能否替代FOG技術(shù)?
手機(jī)和平板電腦MEMS動作傳感器Top 4供應(yīng)商排名出爐