性能、精度和可靠性高的MEMS獲得ADI的“芳心”

業(yè)界對(duì)于ADI的印象，可能更多還是停留在“高性能模擬”這一層面。但其實(shí)除了模擬業(yè)務(wù)外，ADI還是業(yè)界最早投入MEMS研發(fā)的公司之一。從1987年發(fā)布第一顆High-G MEMS傳感器用于汽車安全氣囊碰撞監(jiān)測(cè)，到1996年發(fā)布第一顆Low-G傳感器用于人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)，再到2011年發(fā)布“能夠承受170度高溫的MEMS加速計(jì)傳感器”，這種堅(jiān)持，ADI傳承了30年。

“用于智能手機(jī)中的消費(fèi)級(jí)MEMS產(chǎn)品市場(chǎng)目前已是紅海一片，考慮到過(guò)于追求成本，顯然已經(jīng)不在ADI的戰(zhàn)略規(guī)劃中。而對(duì)性能、精度和可靠性要求更高的工業(yè)MEMS傳感器市場(chǎng)，盡管其他廠商認(rèn)為其技術(shù)門檻高，需求量小，投資回報(bào)率有限，但卻很對(duì)ADI的胃口?！盇DI亞太區(qū)微機(jī)電產(chǎn)品市場(chǎng)與應(yīng)用經(jīng)理趙延輝說(shuō)。

陀螺和慣性單元、超低噪聲、超低功耗和高溫，是ADI未來(lái)最為關(guān)注的四大類MEMS傳感器類型。在陀螺和慣性單元中，ADI的做法是在單一模塊里集成了加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)、氣壓計(jì)等多種傳感器，應(yīng)用目標(biāo)以高溫高壓（-40℃-125℃）領(lǐng)域?yàn)橹?；超低噪聲MEMS產(chǎn)品則瞄準(zhǔn)了工業(yè)IoT市場(chǎng)中對(duì)精度和產(chǎn)品良率有著極高要求的領(lǐng)域；超低功耗和高溫概念非常易于理解，一方面，隨著智慧城市、智能家居的發(fā)展，相關(guān)產(chǎn)品一般采用電池供電，體積越做越小，電池也越來(lái)越小，傳感器功耗也要求越來(lái)越低；而另一方面，很多極端環(huán)境（高溫）中的應(yīng)用需要確保傳感器可以穩(wěn)定運(yùn)行。

一起來(lái)看看ADI最新的MEMS傳感器產(chǎn)品進(jìn)展：

ADXL354/355超低噪聲三軸加速度計(jì)：具備20μg/Hz噪聲密度、最大0.15mg/C零點(diǎn)漂移、150uA低功耗等特性。相對(duì)于上一代ADXL103/203，噪聲密度改善5倍；提供模擬和數(shù)字輸出兩種型號(hào)，數(shù)字接口支持SPI和I2C，直接可以訪問(wèn)傳感器，不需要信號(hào)調(diào)理，也不需要ADC。預(yù)計(jì)10年內(nèi)的±3.5mg零點(diǎn)重復(fù)性是該系列的最大特點(diǎn)，這對(duì)于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感應(yīng)用來(lái)說(shuō)非常重要。

ADXL356/357 ±40g三軸加速度計(jì)：其噪聲密度可低至80μg/Hz，可選測(cè)量范圍從±10g到±40g，最大0.75mg/C零點(diǎn)漂移以及《 0.1g振動(dòng)整流誤差，只需極少量的校準(zhǔn)工作即可實(shí)現(xiàn)精密測(cè)量。趙延輝解釋說(shuō)，之所以要在小量程之后再推出大量程測(cè)量，主要是考慮到旋翼無(wú)人機(jī)、固定翼飛機(jī)在飛行時(shí)振動(dòng)強(qiáng)烈，要求量程足夠大且振動(dòng)整流誤差要小，這與樓宇橋梁等靜態(tài)傾角測(cè)量完全不同，所以ADXL356/357更適合這種大量程動(dòng)態(tài)傾角應(yīng)用。

ADXL1001/1002振動(dòng)傳感器：ADXL1001的典型噪聲密度為30μg/√Hz，靈敏度為20mV/g；ADXL1002的典型噪聲密度為25μg/√Hz，靈敏度為40mV/g，其滿量程范圍分別為±100g（ADXL1001）和±50g（ADXL1002）。

ADI此前推出過(guò)用于振動(dòng)分析的ADXL001傳感器，帶寬22KHz，性能和傳統(tǒng)壓電式傳感器相當(dāng)。但缺點(diǎn)是噪聲過(guò)大，幾乎是ADXL1001/1002的100倍，因此很難撼動(dòng)壓電式傳感器的市場(chǎng)地位。全新的ADXL1001/1002雖然精度還未明顯超越壓電式傳感器，但價(jià)格下降幅度高達(dá)90%，這對(duì)于工業(yè)機(jī)械健康監(jiān)測(cè)用戶而言是相當(dāng)大的福音。

ADXL372超低功耗200g大量程三軸加速度計(jì)：ADXL372具備±200g量程，有小加速度事件檢測(cè)能力，并且與ADXL362引腳兼容。其快速喚醒模式能夠在檢測(cè)到觸發(fā)事件后立即喚醒以獲取完整波形，從而大大減少待機(jī)功耗。典型的應(yīng)用場(chǎng)景例如珍貴物品運(yùn)輸時(shí)，可以通過(guò)安裝這樣的傳感器進(jìn)行全程運(yùn)輸記錄，從而判斷損毀時(shí)間；或者參加比賽的運(yùn)動(dòng)員通過(guò)佩戴內(nèi)置該傳感器的檢測(cè)設(shè)備，一旦比賽中發(fā)生嚴(yán)重碰撞，就可及時(shí)就醫(yī)，避免耽誤病情等。

盡管種類繁多，但趙延輝并不認(rèn)為傳感器融合的趨勢(shì)會(huì)在工業(yè)領(lǐng)域中大規(guī)模出現(xiàn)?！肮I(yè)領(lǐng)域中的很多應(yīng)用場(chǎng)景比較單一，比如山體滑坡、橋梁傾斜等，大多只需要一種傳感器就可以完成，多個(gè)傳感器融合反而是畫蛇添足；另外，在某些特定應(yīng)用中，如無(wú)人機(jī)的GPS定位，為了避免地磁干擾要單獨(dú)放到頂部，這種情況也不適合將多種傳感器放到一起?！?/p>