超低功耗MEMS加速度計如何實現(xiàn)造福人類生活的應用
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判斷一個器件是否真的是低功耗，一定還要看它的休眠電流是否足夠低，休眠電流表示器件本身的設計是否能夠滿足漏電流足夠小。而ADXL362的漏電流僅為10nA，到目前為止，還沒有任何一個產品，包括ADI自己的產品也不能做到這么低的休眠電流。
輸出數(shù)據速率最高可達400Hz，采用2V的電源，在運動激活喚醒模式下，其功耗僅為300nA,采用2.5V電源時，競爭器件可使100Hz時的功耗降到了10μA(8bit分辨率)到20μA之間，使400Hz時的功耗降到了35μA(8bit分辨率)至80μA之間，而ADI把這兩種情況下的功耗分別降到了2μA和4μA(12bit分辨率)，如下圖2所示。
圖2. ADXL362與競爭器件的功耗指標比較圖
競爭器件在不進行測量時，即使在待機模式下，其功耗一般也有500nA，這比ADXL362在喚醒模式下以6Hz的有效速率檢測運動時的功耗要高60%。
更可實現(xiàn)系統(tǒng)級省電!
ADXL362器件不但擁有出色的功耗表現(xiàn)，同時還具備多種其他關鍵特性，可輕松實現(xiàn)系統(tǒng)級功效，ADXL362可以作為智能、連續(xù)運行運動開關的一部分，該器件有一個喚醒狀態(tài)引腳，可以自動觸發(fā)一個開關，該開關將打開系統(tǒng)功能，完全繞過處理器。
圖3所示為傳統(tǒng)的MEMS加速度計方案，當有運動時，系統(tǒng)將正常工作，沒有運動時，加速度計將給處理器發(fā)出非運動信號，處理器將使整個系統(tǒng)(包括它自己)進入待機狀態(tài)，待機電流仍然由系統(tǒng)消耗，在一個擁有多個元件的系統(tǒng)中，這點電流會變得很重要。
相反，ADXL362可以在處理器不干擾的情況下，自動驅動一個開關，控制是否向系統(tǒng)供電。圖4所示為采用ADXL362的低功耗加速度計解決方案。
圖4. 采用ADXL362的低功耗MEMS加速度計解決方案
當有運動時，系統(tǒng)將正常工作，當沒有運動時，系統(tǒng)絕對不消耗電流。ADXL362集成了一種增強型活動檢測功能，可以區(qū)分各種不同的運動，此功能可用來防止系統(tǒng)在不必要時打開，簡單而言，當系統(tǒng)應該關閉時，系統(tǒng)就是關閉的。
ADXL362 MEMS加速度計還嵌入了一個內部FIFO存儲器模塊，使系統(tǒng)設計人員可記錄數(shù)據并輸出長數(shù)據流，從而降低處理器負載并節(jié)省額外系統(tǒng)功率。ADXL362有最深的FIFO深度。它的好處在于，當CPU休眠的時候，功耗很低，但器件喚醒它需要時間，而在喚醒的過程中，系統(tǒng)也想知道這時候的加速度計發(fā)生了什么，具體的物體運動狀態(tài)發(fā)生了什么變化，但CPU喚醒需要時間，而這個時候如果數(shù)據丟了該怎么辦?
ADXL362可以解決這樣的問題，因為深FIFO可以存儲大量的數(shù)據，可以給系統(tǒng)的CPU足夠的喚醒時間。而且同時保證所有的數(shù)據采集都是實時的，不會有數(shù)據點的丟失。
ADI公司的實驗室電路由ADI工程師設計構建，每個電路的設計和構建都嚴格遵循標準工程規(guī)范，電路的功能和性能都在實驗室環(huán)境中以室溫條件進行了測試和驗證。這些實驗室電路解決了多種常見的模擬、RF/IF和混合信號設計挑戰(zhàn)并配有完備的文檔，易于學習、理解和集成。
ADI已開發(fā)出基于ADXL362和ADP195高端電源開關的超低功耗運動檢測開關實驗室電路 (CN0274)以及相應的評估板和軟件，其電路描述、評估與測試結果以及PCB布局布線考量等詳見：www.analog.com/zh/circuits-from-the-lab/CN0274/vc.html。
ADXL362的特性不再贅述。采用反向電流阻擋的邏輯控制型高端電源開關 ADP195采用1.1 V至3.6 V電源供電，可防止電流反向從輸出端流向輸入端。該負載開關可提供電源域隔離，有助于擴大電源域隔離范圍。它內置一個低導通電阻P溝道MOSFET，支持1.1A以上的連續(xù)負載電流，功率損耗極小。這兩種器件配套使用可提供業(yè)界領先的控制電源到負載的超低功耗獨立運動開關解決方案。
圖5：超低功耗獨立運動開關的簡化電氣原理圖
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