MEMS傳感器的靜止帶寬測試
發布時間:2012-09-10 來源:電子元件技術網 責任編輯:Hedyxing
導讀:對於采用MEMS加速度計和陀螺儀的工業係統而言,優化帶寬可能是關鍵考慮因素。這代表著精度(噪聲)與響應時間之間的一種經典權衡。雖然多數MEMS傳感器製造商都會給出典型帶寬指標,往往還需要驗證傳感器或整個係統的實際帶寬。本文以ADIS16080為例,講述如何測試MEMS傳感器的靜止帶寬。
對於采用MEMS加速度計和陀螺儀的工業係統而言,優化帶寬可能是關鍵考慮因素。這代表著精度(噪聲)與響應時間之間的一種經典權衡。雖然多數MEMS傳(chuan)感(gan)器(qi)製(zhi)造(zao)商(shang)都(dou)會(hui)給(gei)出(chu)典(dian)型(xing)帶(dai)寬(kuan)指(zhi)標(biao),往(wang)往(wang)還(hai)需(xu)要(yao)驗(yan)證(zheng)傳(chuan)感(gan)器(qi)或(huo)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)實(shi)際(ji)帶(dai)寬(kuan)。在(zai)確(que)定(ding)加(jia)速(su)度(du)計(ji)和(he)陀(tuo)螺(luo)儀(yi)的(de)帶(dai)寬(kuan)特(te)性(xing)時(shi),一(yi)般(ban)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)振(zhen)動(dong)台(tai)或(huo)其(qi)他(ta)機(ji)械(xie)激(ji)勵(li)源(yuan)。要(yao)精(jing)確(que)確(que)定(ding)特(te)性(xing),需(xu)要(yao)全(quan)麵(mian)了(le)解(jie)應(ying)用(yong)於(yu)受(shou)測(ce)器(qi)件(jian)(DUT)deyundong。zaiciguochengzhongxuyaoguanliduozhongqianzaiwuchayuan。zaijixiedaikuancedingzhong,yigechangjiandewuchayuanshixiezhen。daozhijixiexiezhendeyuanyinyouduozhong,baokuojiliyuanweihubudang、DUT與激勵源耦合不良以及基準傳感器放置等。這些誤差的隔離十分耗時,可能給至關重要的項目進度帶來風險。
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多數MEMSchuanganqiyouyigezicegongneng,keyizaibushuyuguanjianrenwuyingyongzhiqianduichuanganqijinxingceshi。gaigongnengliyongchuanganqidejixiejiegoulaimoniqixuyaoceliangdewaili。gaizhenduangongnengyekeyongyumonibujinshurugongneng。tongguozhezhongbujinshuruxiangying,keyihuodeyouguanchuanganqidaikuandeyouyongxinxi。liru,ADIS16080偏航角速度陀螺儀的頻率響應以其主低通濾波器(設定頻率為40 Hz)為主導。應用於自測引腳的步進輸入的預期響應如下所示(其中,f= 帶寬):

傳感器步進響應與帶寬之間的這種簡單關係可以提供對驗證過程有用的線索。指數響應的時間常數為當輸出值達到最終變化63.2%時的結果。對於一個40 Hz的單極係統,其發生在應用步進響應之後4 ms左右。
確定傳感器步進響應對於隔離在確定帶寬特性時觀察到的諧振條件很有用。圖1所示為一種采用ADIS16080的係統的頻率響應。圖中所示諧振頻率為100 Hz。開始時,該諧振到底是傳感器行為導致,還是係統中的機械諧振所導致,這並不清楚。幸運的是,步進響應(如自測功能所確定)可以區分這兩種效應。圖2顯示了兩種條件下的坐標曲線圖:測試設置導致的諧振和傳感器本身導致的諧振。

圖1. 帶100 Hz諧振的係統的頻率響應

圖2. 帶和不帶100 Hz諧振的傳感器的步進響應
qingzhuyi,zhezhongjishuyilaiyuzaibujinxiangyingyupinlvxiangyingzhijianjianliyizhongguanxi。suizhelvboqijiegoubiandeyuelaiyuefuza,quelizhezhongguanxiyebiandegengjiakunnan。liru,yigeshuangji56 Hz係統的時間常數與一個單極40 Hz係統相同。另外,步進輸入信號的上升時間必須超過DUT的de響xiang應ying時shi間jian。自zi測ce功gong能neng自zi身shen的de慢man速su響xiang應ying會hui影ying響xiang整zheng體ti響xiang應ying,使shi得de傳chuan感gan器qi中zhong的de帶dai寬kuan看kan起qi來lai較jiao低di。這zhe種zhong技ji術shu提ti供gong了le一yi種zhong獨du立li的de方fang法fa,可ke用yong來lai隔ge離liMEMS傳感
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