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飞思卡尔扩展MEMS1-2-3轴传感器满足消费电子市场

2008-06-23
作者:飞思卡尔半导体中国有限公司上海分

  目前,制造商正在不断完善手持式装置,提供体积更小而功能更多的产品。但是他们不得不面对相互矛盾的要求——在让产品功能超群的同时降低其成本。
  解决这一难题的方法之一是采用微型机电系统MEMS。MEMS可以使制造商将一件产品的所有功能集成到单个芯片上。MEMS对消费电子产品的终极影响有很多,例如可以降低成本、在不牺牲性能的情况下减小尺寸和重量的等。手持式设备制造商正在逐渐意识到MEMS的价值以及这种技术所带来的好处——大批量、低成本、小尺寸。根据市场的趋势来看,虽然MEMS行业传统上与汽车应用相关,但是随着微型传感器敏感度越来越高并且价格便宜,以及越来越多的人需要移动产品的市场需求,该行业也开始在消费市场中占据一席之地。预计消费电子市场" title="消费电子市场">消费电子市场对MEMS传感器的使用将从2005年的3.55亿美元增长到2010年的8亿美元。
1飞思卡尔" title="飞思卡尔">飞思卡尔基于MEMS传感器
  飞思卡尔半导体自1980年第一个传感器问世以来,销售的传感器数量数以亿计。飞思卡尔帮助客户开发产品,用以监控日常生活中出现的大量产品和技术。 飞思卡尔将非常小的电子和机械组件包含在一个封装中做成了MEMS传感器。该封装还整合了集成电路(IC),当MEMS感应、处理或控制周围环境时,它使系统的一部分能够进行信息处理。传感器适用于需要测量因倾斜、移动、定位、震动或摆动而产生的各种力,或者测量压力、高度、重量和水位的最终产品或嵌入式系统。
  飞思卡尔的MEMS传感器设备" title="传感器设备">传感器设备的应用相当广泛。在汽车领域,汽车设计人员和厂商在每辆汽车的不同地方都要应用飞思卡尔的MEMS传感器。在加强汽车安全的应用中,加速传感器提供碰撞检测功能并对前/侧气囊及其他汽车安全设备进行有效部署。在医疗领域和特殊的保健监控应用中,使用MEMS传感器,能使使用者拥有更准确的血压监控设备,功能更高的呼吸器,为病人提供重要诊断。在蜂窝电话中,MEMS产品能使自然的手部运动(而不是推动按钮的方法)用作激活各种功能,另外它能够检测加速度或减速度(例如在设备跌落时),从而防止手持设备受损,并将数据损失的风险降至最低。此外,它可用于更精确的气象站气象测量和反应更快、更强的游戏设备等。
2 飞思卡尔传感器技术不断创新
  飞思卡尔基于MEMS的压力传感器和加速传感器是汽车电子、保健监控设备、智能便携电子设备(如蜂窝电话、PDA和硬盘驱盘器;计算机外围设备和无线设备)等关键应用的关键组件。
  随着技术的飞速发展,飞思卡尔半导体近期又推出三款敏感度极高的传感器。这些传感器可以加快MEMS行业向消费市场的更高采用率转换。此次基于MEMS的MMA6270Q(XY-轴)、MMA6280Q(XZ-轴)和 MMA7261Q (XYZ-轴) 传感器(也称为加速计" title="加速计">加速计)的推出将飞思卡尔当前的产品系列从1.5g增加到10g。这三款针对低成本消费电子市场的低重力(low-g)传感器是电子系统的理想之选,它可以探测通过微小的力量变化就可导致的坠落、倾斜、移动、定位和振动。MMA7261Q和MMA62XXQ传感器分别如图1和图2所示。
  MMA6270Q(XY-轴)、MMA6280Q(XZ-轴)和MMA7261Q(XYZ-轴)传感器设备根据应用需要提供2或3个感应轴。MMA6280Q是业界第一个XZ轴加速计,可在横向和垂直平面上感应,无需子卡。因此在不需要三轴" title="三轴">三轴设备的情况下,它是一款经济、高效的解决方案。其应用包括高级步程计,可测量步行中人的脚步运动、距离和速度。三轴传感器设备允许根据多种不同应用和功能选择敏感度。


3 典型应用
  基于MEMS的传感器可用于消费产品、工业或保健监控产品或应用于具有传感功能的嵌入式系统。其应用实例如下:(1)GPS系统;(2)硬盘的自由落体保护;(3)像机的稳定性;(4)在游戏设备中的滚动界面;(5)坠落检测;(6)坠落日志;(7)HDD保护;(8)MP3播放器;(9)便携电子产品;(10)用于担保的记录;(11)电子罗盘;(12)人类环境学工具;(13)游戏;(14)图像稳定性。
  MMA6270Q、MMA6280Q和 MMA7261Q的功能如下:
  · 各个方向运动的双轴或三轴感应;
  · 客户可选择重力范围;
  · MMA62x0Q:1.5g/ 2g/ 4g/ 6g;
  · MMA7261Q:2.5g/ 3.3g/ 6.7g/ 10g;
  · 低电流消耗(500μA);
  · 睡眠模式只需3μA,可延长电池寿命;
  · 低电压操作(2.2~3.6V);
  · 快速电源响应时间(1ms);
  · 高敏感度、低噪音、更高的清晰度、更大的准确性;
  · 将信号条件、放大功能和温度与低通滤波器相结合;
  · 小尺寸的方型扁平无引脚(QFN)封装(6x6x1.45毫米);
  · 符合限制使用有害物质(RoHS)的指令。
  开发工具包括MC9S08QG8 MCU。它结合了MMA7260Q XYZ轴加速计(可直接由MMA6270Q、MMA6280Q或MMA7261Q代替)和2.4GHz MC13191无线收发器,以及USB 2.0全速的MC68HC908JW32。
  评估工具包也可用于三款基于MEMS的传感器。小型电路板可用于评估设备,以快速开发原型产品。

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