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一款超紧凑型消费者低功耗三轴线性加速度计LIS344ALH

2020-9-9 16:38:12  96 加速度计
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特征
2.4 V至3.6 V单电源操作
±2 g/±6 g用户可选择满标度
低功耗
输出电压、偏移和灵敏度与电源电压成比例
工厂微调装置灵敏度和偏移
嵌入式自检
符合RoHS/ECOPACK®标准
高冲击生存能力(10000 g)
说明
LIS344ALH是一款超紧凑型消费者低功耗三轴线性加速度计包括传感元件和IC接口能够从感应中获取信息元素,并向外部世界。传感元件,能够检测加速度,使用专用ST公司开发的生产惯性的工艺硅传感器执行器。IC接口使用ST制造专利CMOS工艺整合。专用电路调整为更好地匹配传感元件特性。LIS344ALH有一个动态用户可选满标度为±2 g/±6 g能够测量加速度所有轴的最大带宽为1.8 kHz。这个设备带宽可以通过使用外部电容。自我测试能力允许用户检查系统。LIS344ALH可用于陆地栅格阵列包装(LGA)由ST。它保证在延长的温度范围为-40°C至+85°C。LIS344ALH属于产品系列适用于多种应用:
–移动终端
–游戏和虚拟现实输入设备
防盗系统和惯性导航
–设备和机器人
机械和电气规范
机械特性
表3。机械特性@Vdd=3.3 V,T=25°C,除非另有说明(1)

1.产品在工厂校准为3.3V。工作电源范围为2.4V至3.6V。Voff、So和Vt参数将随电源电压而变化。
2.不保证典型规格。
3.由晶片级测试和初始偏移和灵敏度测量保证。
4.零点电平和灵敏度基本上与校准电平±8%的电源电压成正比。
5.设计保证。
6.对沿任何垂直轴的倾角/加速度测量输出的贡献。
7.“自检输出电压变化”定义为Vout(Vst=Logic1)-Vout(Vst=Logic0)。
8.“自检输出电压变化”随电源电压的变化而变化。
9.当满标度设置为±6 g时,“自检输出电压变化”为±2 g时规定值的三分之一。
10.最小共振频率Fres=1.8 kHz。传感器带宽=1/(2*π*110kΩ*Cload),Cload>1 nF。
电气特性
表4。Vdd=3.3V,T=25°C时的电气特性,除非另有说明(1)

1.产品在工厂校准为3.3V。
2.不保证典型规格。
3.最小共振频率Fres=1.8 kHz。设备带宽=1/(2*π*110 kΩ*Cload),Cload>1 nF。
绝对最大额定值
高于“绝对最大额定值”的应力可能导致永久性损坏到设备。这只是一个应力额定值和设备在这些压力下的功能操作条件不是隐含的。长期暴露在最高评级条件下可能影响设备可靠性

这是一种机械冲击敏感装置,操作不当会造成永久性损伤零件损坏这是一种静电敏感装置,操作不当会对部分
术语
灵敏度描述了传感器的增益,可以通过应用1g来确定加速到它。由于传感器可以测量直流加速度,因此可以通过将感兴趣的轴指向地球中心,记下输出值,旋转传感器180度(指向天空)并再次记录输出值,从而应用±1g传感器加速度。从较小的输出值中减去较大的输出值,以及将结果除以2,即可得出传感器的实际灵敏度。这个值变化很大轻微的超温(见灵敏度随温度的变化)也很少随时间变化。敏感性耐受性描述了大量人群的敏感性范围传感器。0-g电平描述没有加速度时的实际输出信号。传感器在稳定状态下,水平表面的X轴和Y轴的测量值分别为0g和0gZ轴的测量值为1g。理想情况下,输出适用于3.3V供电的传感器Vdd/2=1650毫伏。与理想0-g电平(本例中为1650 mV)的偏差称为零-g偏移。偏移量精确的MEMS传感器在某种程度上是压力作用于传感器的结果,因此将传感器安装到印刷电路板上或暴露后,偏移量可能会略有变化它承受着广泛的机械应力。偏移量随温度变化很小-见“零-g水平变化与温度”-单个传感器的零-g电平在整个寿命期内非常稳定。零g级公差描述了一组传感器的零g级范围。自检允许测试传感器的机械和电气部分,允许地震通过静电试验力移动的质量。自检功能在以下情况下关闭ST引脚连接到GND。当ST销系在Vdd处时,将施加驱动力模拟一个确定的输入加速度。在这种情况下,传感器输出将其直流电平的电压变化与所选满标度和取决于通过设备灵敏度的电源电压。当ST激活时加速度是由装置产生的加速度电平的和通过静电测试力作用于传感器。如果输出信号在表3中规定的振幅,则传感器工作正常,并且接口芯片的参数在规定的规格范围内。输出阻抗描述每个通道输出级内的电阻。这个电阻器是由至少1nF的外部电容器和内部电容器组成的滤波器的一部分电阻器。由于电阻水平高,只有小型廉价的外部电容器需要产生低转角频率。与ADC接口时,重要的是使用高输入阻抗输入电路以避免测量误差。注意最小负载电容形成一个接近传感器。一般来说,特定应用程序的最小带宽应为选择获得最佳结果
功能
LIS344ALH是一款超小型低功耗模拟输出三轴线性电机加速计封装在LGA封装中。整个装置包括一个感应装置元件和IC接口,能够从传感元件获取信息并向外界提供模拟信号。
传感元件
专利工艺用于制造表面微机械加速度计。这个这项技术可以实现悬浮硅结构基板上的几个点称为锚定点,并可在感测方向上自由移动加速。为了与传统的包装技术兼容,一个盖子被放在上面传感元件顶部,以避免在塑料封装。当加速度施加到传感器上时,验证质量从其标称质量位移位置,导致电容半桥不平衡。这种不平衡是被测量出来的利用电荷积分来响应施加在感测电容器上的电压脉冲。在稳态下,电容器的标称值为小功率因数,当加速度为应用时,电容性负载的最大变化在fF范围内。
IC接口
整个信号处理采用全差分结构,而最后一级将差分信号转换为与外部信号兼容的单端信号世界。第一级是一个低噪声的电容放大器,实现了一个相关的双在其输出端采样(CDS),以消除偏移量和1/f噪声。产生的信号是然后发送到三个不同的S&H,每个频道一个,对外开放。所有模拟参数(输出偏移电压和灵敏度)与电压供应。增加或减少电压供应,灵敏度和偏移将线性增加或减少。此功能可取消与沿模数转换链的电压供应。
工厂校准
IC接口在工厂进行了灵敏度(So)和零g电平(Voff)校准。微调值通过非易失性结构存储在设备内部。任何时候装置开启后,微调参数被下载到寄存器中在正常运行期间使用。这允许用户在没有进一步校准。

电源去电容器(100 nF陶瓷或聚酯+10μF铝)应尽可能靠近设备放置(一般设计惯例)。LIS344ALH允许通过使用外部电容器。建议的频率范围从直流电到1.8千赫。特别地,在输出VoutX、VoutY、VoutZ引脚处添加电容器,实现低通滤波抗锯齿和降噪。截止频率(ft)的方程)外部的在这种情况下,过滤器是:

考虑到内部滤波电阻的标称值110 KΩ时,外部滤波器截止频率的方程可简化如下:

内部电阻器的公差通常在其标称值范围内变化±20%110 KΩ;因此截止频率将相应变化。最小电容为1nF需要Cload(x,y,z)。


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