MEMS

本ADI视频展示了当前最新MEMS技术应用，它解决了许多新兴精确农业中的关键问题---在具有挑战性的环境中实现可靠、准确的方向跟踪。

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本视频介绍三轴、高g MEMS加速度计ADXL372的三种常用工作模式。该器件针对撞击和冲击检测而设计；具有超低功耗特性，100Hz输出数据速率时的功耗低于2 µA。

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今天，我们谈谈新型RF MEMS开关技术的基本知识，您用到了“突破”这个词，我非常喜欢，我们觉得，新推出的RF开关型MEMS技术绝对用得上这个词，人们早就谈到过MEMS开关，当然，我们从事相关研究已经很多年了，但这次，我们发布了面向大众市场的首款MEMS开关，很荣幸能在这里向大家详细介绍这种技术及其对RF仪器仪表的作用。它能解决哪些难题，为什么需要这么长时间？我今天向大家详细介绍。

<strong>摘要</strong>

MEMS陀螺仪提供了一种简单的旋转角速率测量方法，其所在的封装很容易安装到印刷电路板上。因此，在许多不同类型的运动控制系统中，它们都是反馈检测元件的常见选择。在此类应用中，角速率信号（MEMS陀螺仪输出）中的噪声会直接影响系统的关键特性（如平台稳定性），且常常是控制系统能够支持的精度水平的决定性因素。所以，当系统架构师和开发者定义和开发新的运动控制系统时，低噪声是一个很自然的价值导向。更进一步，把关键的系统级标准（如指向精度）转化为噪声指标（MEMS陀螺仪数据手册常常会提 供这些指标），是早期概念和架构设计工作的一个极重要的部分。了解系统对陀螺仪噪声特性的依赖性会产生多方面好 处，例如能够确定反馈检测元件的相关要求，或者相反，分析系统对特定陀螺仪中噪声的响应。一旦系统设计者充分了 解这种关系，它们便能从两个重要方面来掌控角速率反馈环路中的噪声影响：1. 制定最合适的MEMS陀螺仪选择标准；2. 在传感器的集成过程中保持其噪声性能不变。

<strong>运动控制基础</strong>

解决大问题需要开创性的技术。机电继电器早在电报问世之初就已存在，但没有其他替代的开关技术可满足所有市场需求——特别是对于测试和测量、通信、防务、医疗保健和消费类市场中智能性和互联性更强的应用需求。

作为不断增长的市场需求的一个例子，测试和测量终端用户要求多标准测试解决方案的尺寸尽可能最小，在0 Hz/dc至数百GHz的频率范围内需要实现最高并行测试。机电继电器的带宽窄、动作寿命有限、通道数有限以及封装尺寸较大，因此对系统设计人员的限制日益增大。

微机电系统 (MEMS) 开关具有创新性，可以替代继电器并将行业推向更高水平。凭借内部最先进的MEMS开关制造设备，ADI公司目前可以批量生产高性能的快速小型MEMS开关，此类开关的特点是机械耐用、功耗低且具有静电放电 (ESD) 保护功能。

<strong>MEMS开关技术</strong>

ADI MEMS开关技术的关键是静电驱动的微机械加工黄金悬臂梁开关元件概念。可以将MEMS开关视作微米尺度的机械继电器，其金属对金属触点通过高压直流静电驱动。

<strong>作者：Eric Carty、Padraig Fitzgerald和Padraig McDaid ADI公司</strong>

<strong>简介</strong>

过去30年来，MEMS开关一直被标榜为性能有限的机电继电器的出色替代器件，因为它易于使用，尺寸很小，能够以极小的损耗可靠地传送0 Hz/dc至数百GHz信号，有望彻底改变电子系统的实现方式。这种性能优势会对大量不同的设备和应用产生重要影响。在MEMS开关技术的帮助下，很多领域都将达到前所未有的性能水准和尺寸规格，包括电气测试与测量系统、防务系统应用、医疗保健设备。

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<center>图1. ADI MEMS开关技术</center>

<strong>作者：Eric Carty和Padraig McDaid ADI公司</strong>

解决大问题需要开创性的技术。机电继电器早在电报问世之初就已存在，但没有其他替代的开关技术可满足所有市场需求——特别是对于测试和测量、通信、防务、医疗保健和消费类市场中智能性和互联性更强的应用需求。作为不断增长的市场需求的一个例子，测试和测量终端用户要求多标准测试解决方案的尺寸尽可能最小，在0 Hz/dc至数百GHz的频率范围内需要实现最高并行测试。机电继电器的带宽窄、动作寿命有限、通道数有限以及封装尺寸较大，因此对系统设计人员的限制日益增大。微机电系统 (MEMS) 开关具有创新性，可以替代继电器并将行业推向更高水平。凭借内部最先进的MEMS开关制造设备，ADI公司目前可以批量生产高性能的快速小型MEMS开关，此类开关的特点是机械耐用、功耗低且具有静电放电 (ESD) 保护功能。

<strong>MEMS开关技术</strong>

过去30年来，MEMS开关一直被认为是性能有限的机电继电器的出色替代器件，因为它易于使用，尺寸很小，能够以极小的损耗可靠地传送0 Hz/dc至数百GHz信号，有望彻底改变电子系统的实现方式。这种性能优势会对大量不同的设备和应用产生重要影响。在MEMS开关技术的帮助下，很多领域都将达到前所未有的性能水准和尺寸规格，包括电气测试与测量系统、防务系统应用、医疗保健设备。

与继电器相比，MEMS技术一直就有实现最高水平RF开关性能的潜力，其可靠性要高出好几个数量级，而且尺寸很小。但是，难以通过大规模生产来大批量提供可靠产品的挑战，让许多试图开发MEMS开关技术的公司停滞不前。Foxboro Company是最早开始MEMS开关研究的公司之一，其于1984年申请了世界最早的机电开关专利之一。

ADI自1990年开始通过一些学术项目涉足MEMS开关技术研究。到1998年，ADI终于开发出一种MEMS开关设计，并根据该设计制作了一些早期原型产品。2011年，ADI大幅增加了MEMS开关项目投入，从而推动了自有先进MEMS开关制造设施的建设。现在，ADI已能够满足业界一直以来的需求：量产、可靠、高性能、小尺寸的MEMS开关取代衰老的继电器技术。

<strong>作者：Chris Goodall、Sarah Carmichael (Trusted Positioning,Inc.)和Bob Scannell (Analog Devices, Inc.)</strong>

<strong>内容提要</strong>

光纤陀螺仪(FOG)以前曾经是环形激光陀螺仪(RLG)等其他技术的低成本替代品，现在该技术面临着新的竞争。微机电系统(MEMS)陀螺仪开始抢夺传统FOG应用的市场份额。具体来说，天线阵列稳定、农业机械控制、常规车辆导航成为MEMS和FOG对峙的战场。

为了确定用于导航应用的这两种技术之间的相似点，我们将对选定的高端MEMS陀螺仪与低端FOG陀螺仪进行比较。我们在分析中使用了导航软件和测试案例作为控制，以确定MEMS是否真正为在战术导航性能水平上使用做好了准备。

<strong>MEMS用于精确导航</strong>

<strong>作者：Bob Scannell ADI公司</strong>

无论是在制造业、农业、物流业、能源业、汽车业还是无人机行业，机械自动化都有望显著提高资源效率、设备精度和安全性。为实现这些效益，关键是找出合适的检测技术以增强对设备状况相关情境的了解，使得设备的地点或位置成为有价值的输入。对此，通过指出精确地点或维持精准定位，精密惯性传感器有望发挥巨大作用。在某些应用中，运动是一个重要因素，若将其位置信息和传感器情境信息相关联，将产生意义重大的价值。很多情况下，尤其是在复杂或恶劣环境下工作时，确定位置有着关键性作用。运动物联网(IoMT)在实现效率大幅提升的道路上还面临着许多挑战，高性能惯性传感器将对其发展起到重要的推动作用。

<strong>传感器推动机器自动化</strong>