ADI纳瓦级功耗MEMS加速度计，成为“边缘监测”节能利器
2022-09-01 16:49:43 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
ADI在MEMS传感器性能方面不断超越自我，今年发布的ADXL367颠覆了上一代产品（ADXL362）的部分性能指标，具有更低的功耗、更小的噪声、更小的体积，应用场景也更加丰富。ADXL367的纳瓦级功耗可以为终端用户带来非常好的体验，提供更长的现场使用时间。
据麦姆斯咨询报道，2022年8月29日下午，全球卓越的半导体公司亚德诺半导体（Analog Devices, Inc.，ADI）在北京举行“ADI MEMS 2022新品媒体交流会”，ADI亚太区微机电（MEMS）产品线总监赵延辉首先分享了五种运动传感与日常生活和行业应用的关系，然后回顾了公司在MEMS领域的产品发展历程，并重点介绍了三款最新发布的三轴MEMS加速度计产品：（1）ADXL367：自我超越，节能利器；（2）ADXL314：服务新兴市场；（3）ADXL359：以客户为导向，具有高性价比。
赵延辉表示：“ADI在MEMS传感器性能方面不断超越自我，今年发布的ADXL367颠覆了上一代产品（ADXL362）的部分性能指标，具有更低的功耗、更小的噪声、更小的体积，应用场景也更加丰富。ADXL367的纳瓦级功耗可以为终端用户带来非常好的体验，提供更长的现场使用时间，最大限度地延长了电池寿命，并降低了维护频率和成本。”从下图展示的ADI两代超低功耗三轴MEMS加速度计性能可以看出：ADXL367功耗改善了两倍（超低功耗模式@100Hz时的电流为0.88μA，而唤醒模式时的电流仅为180nA），噪声性能提高了30%以上，面积下降47%，高度下降20%，同时在数字分辨率（14bit）、供电电压（1.1V~3.6V）、数字接口（SPI和I²C）等方面都有改进。
ADI超低功耗三轴MEMS加速度计对比（ADXL367 vs. ADXL362）
赵延辉谈及超低功耗时说道：“如今，很多边缘设备需要实现‘24小时/7天’始终在线监测，因此必须保证足够低的功耗。我们的ADXL367处于监测模式时，一颗钮扣电池可以让其持续工作143年，也就是说传感器本身电流的消耗甚至比电池本身的自放电（电池每年基本上自放电大概是1%）电流还要低。ADXL367处于低功耗模式时，传感器整体功耗约为970nW，一颗钮扣电池可以让其持续工作29年。即便没有电池，拿个蔬菜或水果也可以让ADXL367检测运动——ADI制作了一个利用土豆供能并使得ADXL367正常工作的演示（demo）。”
ADXL367的超低功耗能力展示
“ADXL367供电电压可以低至1.1V，很多人会产生疑惑——为何将电压做到这么低。其实，原因是ADI考虑到电池性能差异或电量不足时，电池供电电压在一定范围内变化，尤其是像助听器这类采用锌空电池供电的设备要求在1.1V的情况下还能正常工作。”赵延辉选取部分性能指标分析说，“ADXL367在噪声密度方面也有了较大的改观，在超低功耗模式下，X、Y、Z三轴都做到了375µg/√Hz的水平，而上一代产品的Z轴性能会比X和Y轴要差一些。此外，ADXL367的超低噪声模式（170µg/√Hz）为心脏起搏器等微小运动信号捕获应用开启了大门。”
赵延辉继续说道：“ADXL367还集成了一些智能检测功能，例如单击和双击检测。这可以帮助TWS耳机、助听器等体积小巧的可穿戴设备实现便捷的用户操作界面——通过ADXL367内部集成的单击和双击检测功能即可实现开启、暂停，以及音量调节等，无需终端设备厂商再做算法分析，这样能够充分解放设备处理器的负担。”
由于ADXL367具有上述优异的性能指标，因此它可以广泛用于消费类/可穿戴设备、医疗健康、工业及汽车领域，赵延辉在会议中介绍了生命体征监测、助听器、心脏起搏器、自动体外除颤仪、畜牧业监测、智能车钥匙、事件数据记录仪、燃气表、“物联网”井盖等方面的生动应用案例。
ADXL367超低功耗的应用场景
ADI为了服务新兴市场（例如汽车胎压监测、电动车电池监测），推出了一款±200g量程范围、13位分辨率、三轴MEMS加速度计：ADXL314。该产品通过了车规级AEC-Q100认证，拓展了温度范围（-40至125℃），具有低功耗特性——低/高数据速率时的工作电流为50μA/170μA，并可实现高达3200Hz输出数据速率。ADXL314还具有一些附加特性：（1）集成相对/绝对的运动/静止检测中断；（2）集成32级FIFO缓冲器；（3）可耐10,000g加速度冲击。
车规级低功耗大量程MEMS加速度计ADXL314
ADI以客户为导向，推出一款具有高性价比的三轴MEMS加速度计：ADXL359，在上一代产品（ADXL356和ADXL357）的“低噪声、低漂移”基础上，进行成本和性能优化。ADXL359具有“±10g、±20g、±40g”可选的量程范围，20bit分辨率及1000Hz带宽，其在宽温度范围（-40℃至125℃）内提供低噪声（80μg/√Hz噪声密度）、小失调漂移和长期稳定性，可实现校准工作量极小的精密应用。ADXL359还具有一些附加功能：（1）可编程的高通滤波器；（2）支持外同步；（3）内置FIFO缓冲器。
具有高性价比的中等量程MEMS加速度计ADXL359
赵延辉在会议最后还抛出了一个“彩蛋”：ADI近期将完成MEMS陀螺仪的内核升级，预计今年底或明年初将发布一系列6自由度MEMS IMU产品——集成最新的MEMS加速度计和陀螺仪内核。
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