實現(xiàn)最優(yōu)的傳感器：ASIC與MEMS協(xié)同設(shè)計方法

MEMS單元的剛度（k）是一個重要的系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)，因為它可以在MEMS單元中得到很好的控制，不像X0，其最小值受MEMS技術(shù)的限制。假設(shè)ASIC噪聲主導(dǎo)傳感器噪聲，那么可實現(xiàn)的最大動態(tài)范圍（VACT設(shè)為吸合之前的最大允許值）將獨立于一階k值。這是因為增加k不僅會降低MEMS靈敏度，增加以傳感器輸入為參考的ASIC噪聲，而且也會使反饋力增加同樣的數(shù)量，因為這種方法允許在更高的VACT時工作。在MEMS噪聲主導(dǎo)傳感器性能的情況下，應(yīng)增加k值，以便支持更大的動態(tài)范圍。而在工作不受吸合限制的情況下，最好是減小k值，從而提高MEMS靈敏度，減小ASIC噪聲對傳感器噪聲的影響。需要注意的是，k值會改變MEMS單元的諧振頻率。在開環(huán)傳感器中，諧振頻率設(shè)定了傳感器帶寬的上限，而對閉環(huán)系統(tǒng)來說不是這樣。因此k值可以根據(jù)動態(tài)范圍和噪聲要求進行設(shè)置。

傳感器性能對MEMS和ASIC參數(shù)的高度依賴性表明，閉環(huán)傳感器的系統(tǒng)級設(shè)計需要做大量的折衷考慮，其中的ASIC噪聲預(yù)算、激勵電壓、功耗和技術(shù)都高度依賴于MEMS參數(shù)。因此為了實現(xiàn)最優(yōu)的傳感器，強烈推薦基于傳感器總體目標規(guī)格的ASIC與MEMS協(xié)同設(shè)計方法，而不是針對已經(jīng)設(shè)計好的MEM再進行ASIC設(shè)計。