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MEMS加速计陀螺仪和地磁感应计推动创新型消费电子应用发展新日

发布时间:2020-01-15 16:37:48 阅读: 来源:收纳桶厂家

MEMS加速计、陀螺仪和地磁感应计推动创新型消费电子应用发展

2012-02-03 00:03:42来源:评论:0 点击:尽管2009年全球经历了空前的经济危机,但是MEMS市场并没有受到影响,市场总值几乎与2008持平,出货量比2008年同期增长大约10%

尽管2009年全球经历了空前的经济危机,但是MEMS市场并没有受到影响,市场总值几乎与2008持平,出货量比2008年同期增长大约10%,这些数据表明,MEMS在消费电子市场的渗透率正在不断提高。据市调机构iSuppli的最近一份市场研究报告显示,2010年以及以后的MEMS市场前景光明,预计2010年MEMS市场重新回到的两位数增幅,2009-2013期间的总年复合增长率达到12.2%。

事实上,MEMS传感器是消费电子实现创新应用不可或缺的关键元器件。近年来,从游戏机到手机,从笔记本电脑到白色家电,很多消费电子产品利用低g加速计,实现了运动控制的用户界面和增强型保护系统。现在该轮到MEMS陀螺仪和地磁感应计发挥作用,推动新一波令人兴奋的创新应用高速增长。

有关能够测量线性加速度的MEMS加速计的技术文章已经很多,因此,本文基本上不涉及加速传感器,把更多的笔墨留给陀螺仪、地磁感应计等具有多个自由度检测功能的元器件。

MEMS陀螺仪

陀螺仪能够测量沿一个轴或几个轴运动的角速度,是补充MEMS加速计功能的理想技术。事实上,如果组合使用加速计和陀螺仪这两种传感器,系统设计人员可以跟踪并捕捉三维空间的完整运动,为最终用户提供现场感更强的用户使用体验、精确的导航系统以及其它功能。

ST在MEMS市场的份额正在快速增长。作为全球公认的消费电子和手机市场最大的MEMS传感器供应商,ST最近推出了30款以低功耗和小封装为特色的高性能陀螺仪。

ST陀螺仪的核心元件是一个微加工机械单元,在设计上按照一个音叉机制运转,利用科里奥利原理把角速率转换成一个特定感应结构的位移。

我们以一个单轴偏航陀螺仪为例,探讨最简单的工作原理(图1)。两个正在运动的质点向相反方向做连续运动,如蓝色箭头所示。只要从外部施加一个角速率,就会出现一个科里奥利力,力的方向垂直于质点运动方向,如黄色箭头所示。产生的科里奥利力使感应质点发生位移,位移大小与所施加的角速率大小成正比。因为传感器感应部分的运动电极(转子)位于固定电极(定子)的侧边,上面的位移将会在定子和转子之间引起电容变化,因此,在陀螺仪输入部分施加的角速率被转化成一个专用电路可以检测的电参数。

ASIC电路放在同一个封装内。

智能设计方法结合先进的封装解决方案使得该系列产品的封装尺寸大幅缩减,多轴陀螺仪的系统封装面积仅为3x5 mm2 ,最大厚度仅为1mm (图3),同时在最终产品的生命周期内确保传感器的稳定性和高性能。

图 3:采用超小LGA封装的ST多轴陀螺仪

意法半导体为客户提供1轴-3轴、30dps-6000dps的各种陀螺仪

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