Third generation mems sensors

第三代 MEMS 技术提高了运动精度和能源效率,延长运行时间

MEMS sensors

ST的第三代MEMS传感器具备高性能和先进功能,驱动智能手机和可穿戴设备的直观的上下文感知功能

ST 的第三代 MEMS 传感器为消费和工业应用的性能和功能的下一次飞跃奠定了基础。 最新一代的 MEMS 传感器将性能提升到一个新的水平,超越了对输出精度和功耗的既定技术限制。 借助可选的机器学习核心 (MLC) 和静电感应,这些先进的 MEMS 传感器推动了当今智能手机和可穿戴设备的直观上下文感知功能。

 

第三代传感器的主要特性

  • 提高准确性和能源效率
  • 边缘人工智能的更快机器学习核心
  • QVAR 静电场感应
  • 增强的高度计和气压计功能,用于便携式设备中的紧急定位服务
  • 借助双满量程压力传感器,可进行准确的水下检测和深度估计
  • TWS、OIS、EIS 专用设备 
 

应用示例

Phone
智能手机和手持设备
Smartwatch 物联网和连接设备
Augmented reality 增强现实(AR)/虚拟现实(VR)眼镜
Wearables 可穿戴设备
camera 用于相机应用的 EIS 和 OIS
webinar mems pressure sensors

在本次1 小时的网络研讨会中,您将了解我们的 MEMS 压力传感器特性、性能和用例,让您能够为您的下一个应用选择最兼容的设备。

  • 绝对压力传感器的 MEMS 压阻技术概述
  • 压力传感器选型的相关参数
  • 防尘或防水封装选项适合您的最终应用
  • ST 压力传感器产品组合概览及应用示例
  • 使用压力传感器的系统级功耗效率

探索第三代 MEMS 传感器

随着活动跟踪的出现,压力传感器必须适应更广泛的物理场景。从爬山到游泳,传感器必须能够可靠地跟踪用户,以提供有关其物理活动的准确信息。其中的问题在于,爬山或爬楼梯与在泳池中游泳完全不同,因为水体会带来不同的压力。例如,潜入10米深的水中时会施加14.5 PSI的压力,与海平面的大气压力相同。因此,压力传感器必须考虑截然不同的条件,而不产生过大的功耗。


首款支持双满量程的压力传感器LPS22DF和LPS28DFW帮助解决此问题。此类器件可以检测用户是位于水上还是水下,并切换到相应的量程。LPS22DF最大支持1,260 hPa的压力,而LPS28DFW则支持高达4000 hPa的压力,两者在高性能模式下的消耗分别为9.1 µA和7 µA。相比之下,LPS22HB在1260 hPa的最大压力下消耗12 µA。考虑到此类传感器很有可能用于可穿戴设备,因而提高能效才是重中之重。

 

LPS28DFW

带防水封装的双全量程气压传感器

LPS28DFW 是一款双全量程防水压力传感器具有 I2C、SPI 和 I3CSM 接口,适用于几乎所有数字通信接口。 其不锈钢压力端口可轻松连接管道或垫圈,并且功耗最低,使其成为物联网、运动和可穿戴设备应用的理想选择。

低功耗、高精度MEMS纳米压力传感器

LPS22DF 是一款具有 I2C、SPI 和 I3CSM 接口的双全量程防尘压力传感器。 尽管功耗极低,但它的准确性使其自然适合便携式设备中的紧急定位应用,但也使其在可穿戴设备和运动手表中表现出色。

LPS22DF

手机摄像头的图像质量在不断提升,但制造商在图像稳定方面仍困难重重。许多人使用软件来提高整体清晰度,可产生最佳结果的仍然是物理图像稳定器。在该场景中,由惯性MEMS感应摄像头的移动,同时图像传感器沿相反方向移动以进行补偿。其中的问题在于,智能手机的紧密外壳和能耗限制会限制惯性MEMS的使用,而AR和VR头戴式设备也需要效率更高的传感器。在追踪头部或手部运动时,精度至关重要。事实上,精确且快速的传感器可提供更真实的体验,甚至能够缓解VR晕动症。但是,随着电池供电模式的逐渐丰富,相关的能耗限制也日益严格。 在尝试设计高能效惯性传感器时,工程师遇到了实际的困难。为提高性能,设计人员通常尝试使用滤波器和其他机制来降低信噪比,但这也随之增加了功耗。因此,由于智能手机的能耗控制十分重要,设计师经常需要在更好的稳定性和更长的电池寿命之间做出取舍。此外,MEMS也必须采用小封装。设计人员不能以更大的体积来提高精度。


LSM6DSV16X 借助其机械结构中的新型弹簧设计解决了此问题。此外,意法半导体调整了放大器的增益,可在提高性能的同时保持低功耗。

 

LSM6DSV16X

始终在线的 iNEMO 3D 加速度计和 3D 陀螺仪,带有嵌入式机器学习核心和 Qvar 静电传感器

LSM6DSV16X 是ST的第三代设备的通用IMU。它嵌入了所有MEMS技术和电子设计的进步,将一流的功耗和顶级的精度结合在一起。

这款旗舰IMU可以在顶级的OIS/EIS应用中执行,也可以在VR/AR中执行,通过在生成数据的地方执行AI分类任务,可以帮助降低系统功耗,这得益于其机器学习核心和可编程有限状态机。

丰富的数字功能和通信接口(包括MIPI I3C)完成了这个新的全球参考设备的功能。



具有小尺寸和高级功能的高性能 3 轴加速度计

LIS2DU12 是一款嵌入高级数字功能的超低功耗三轴线性加速度计,具有用户可选的 ±2g/±4g/±8g/±16g 满量程,能够测量输出数据速率为 1.6 Hz 至 800 赫兹。 其集成的 128 级 FIFO 缓冲器允许存储范围广泛的数据,从而降低系统功耗。

嵌入式自检功能允许用户检查传感器在最终应用中是否正常工作。

LIS2DU12 三轴加速度计

  • 具有主动抗混叠功能的超低功耗架构,可实现市场上最低的电流消耗
  • 第一个具有 I3C 接口的现成加速度计
  • 占用空间小,非常适合必须进行系统优化的可穿戴设备

LIS2DU12 在性能与能耗之间实现了新的平衡。得益于其新型LC滤波器和抗混叠滤波器,该款产品比前代更加精确。LC滤波器可以过滤电气噪声,抗混叠滤波器可以防止采样误差。因此,两者均可以大幅提高信号质量,而不会显著增加功耗。上一代的LIS2DW12在低功耗模式下仅消耗380 nA,而更精确的新型LIS2DU12只消耗450 nA。相比之下,竞争对手的产品往往在1µA左右徘徊。

LIS2DU12