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  • 什麼是MEMS?MEMS壓力傳感器是什麼?

    什麼是MEMS?MEMS壓力傳感器是什麼?

    MEMS,也即微電子機械系統,是現代常用器件之一。對於MEMS,小編在前兩篇文章中有所闡述。為增進大家對MEMS的認識,本文將基於兩點介紹MEMS:1.什麼是MEMS,2.MEMS壓力傳感器介紹。在本文中,你將對MEMS的定義、MEMS壓力傳感器相關知識具備初步的瞭解。如果你對MEMS及其相關內容具有興趣,不妨繼續往下閲讀哦。 一、何為MEMS MEMS是英文Micro Electro Mechanical systems的縮寫,即微電子機械系統。微電子機械系統(MEMS)技術是建立在微米/納米技術(micro/nanotechnology)基礎上的21世紀前沿技術,是指對微米/納米材料進行設計、加工、製造、測量和控制的技術。它可將機械構件、光學系統、驅動部件、電控系統集成為一個整體單元的微型系統。這種微電子機械系統不僅能夠採集、處理與發送信息或指令,還能夠按照所獲取的信息自主地或根據外部的指令採取行動。它用微電子技術和微加工技術(包括硅體微加工、硅表面微加工、LIGA和晶片鍵合等技術)相結合的製造工藝,製造出各種性能優異、價格低廉、微型化的傳感器、執行器、驅動器和微系統。 微電子機械系統(MEMS)是近年來發展起來的一種新型多學科交叉的技術,該技術將對未來人類生活產生革命性的影響。它涉及機械、電子、化學、物理、光學、生物、材料等多學科。 二、MEMS壓力傳感器 MEMS壓力傳感器是具有電源、接口電路、執行器、微型傳感器和信號處理的微型的機電系統。它可以使用在製作工藝和電路設計上,低成本而高精度地進行大量的生產。其實傳統的壓力傳感器是在當金屬彈性體受到外力的作用而導致變形的時候,經過機械量的彈性的變形,然後待電量轉換之後再輸出,因此,MEMS壓力傳感器的優越性有很多,尺寸很小,性價比很高。它主要分為兩種:硅電容式和硅壓阻式。 根據MEMS的有關技術,製造出電容式傳感器的形狀為橫隔柵狀的,上面跟下面的兩根橫隔柵就可以組成一組傳感器。當上橫隔柵受到壓力作用的時候,就會向下移動,接着,就會使上面跟下面的兩根橫隔柵之間的距離發生改變,換句話説,板之間的電容量就會發生變化。硅壓阻式壓力傳感器使用了精密度很高的半導體電阻應變片來形成惠更斯電橋,這樣就可以利用它來作為力電變換來測量有關的電路。它的成本較低、功耗較低、測量的精密度較高。這種傳感器,如果壓力沒有發生變化,那麼它的輸出就為零,所以幾乎是不需要耗電的。 而MEMS硅壓阻式壓力傳感器就是應用了四周的固定、形狀為圓形的應力杯硅薄膜的內壁,同時應用MEMS的有關技術,可以直接地把四個精密度高的半導體應變片直接地刻制到它的表層應力最大的地方,這樣就可以形成惠更斯電橋,因此可以作為力電變換來測量電路了,這是直接地把壓力轉換成為電量而測量的。 MEMS壓力傳感器的應用非常廣泛,工業電子:工業配料稱重、數字流量表以及數字壓力錶等等。消費電子:太陽能熱水器用液位控制壓力傳感器、洗碗機、飲水機、洗衣機、空調壓力傳感器,微波爐、健康秤以及血壓計等等。汽車電子:柴油機的共軌壓力傳感器、汽車發動機的進氣歧管壓力傳感器、汽車剎車系統的空氣壓力傳感器以及發動機的機油壓力傳感器等等。 現在很多集成電路之中的四寸圓形的晶片的很多工藝都是MENS生產出來所用的。但一定要加上三個MEMS工藝的特有設備:鍵合機、雙面光刻機以及濕法腐蝕台。對於壓力傳感器生產商來説,一定要加上價格很昂貴的標準的壓力檢測的設備。而MEMS生產商,他們很需要開拓消費電子和汽車電子的範疇的渠道以及銷售的經驗。尤其是汽車電子,它對於MEMS壓力傳感器來説,是越加的重要,在最近幾年的時間裏,它的需求量增加得很快。例如:捷伸電子每一年對它的需求量已經達到二百到三百萬個了。隨着科技的進步,MEMS壓力傳感器在市場上的需求量會越來越大的,而且它的發展前景無比廣闊。 以上便是此次小編帶來的“MEMS”相關內容,通過本文,希望大家對MEMS的定義以及MEMS壓力傳感器具備一定的瞭解。如果你喜歡本文,不妨持續關注我們網站哦,小編將於後期帶來更多精彩內容。最後,十分感謝大家的閲讀,have a nice day!

    時間:2020-11-09 關鍵詞: mems 指數 mems壓力傳感器

  • 如何進行MEMS設計?如何降低MEMS設計難度?

    如何進行MEMS設計?如何降低MEMS設計難度?

    目前,MEMS屬於常用器件,很多工廠專注於MEMS生產。通常,高質量MEMS產品的產生,往往離不開優秀的MEMS設計。本文中,為增進大家對MEMS的認識,將為大家介紹MEMS設計方法。如果你對MEMS具有興趣,抑或正在尋求MEMS設計方法,不妨繼續往下閲讀哦。 鑑於MEMS工藝源自光刻微電子工藝,所以人們很自然會考慮用IC設計工具來創建MEMS器件的掩膜。然而,IC設計與MEMS設計之間存在着根本的區別,從版圖特性、驗證或仿真類型,到最重要的構造問題。 在MEMS設計中,對象尺寸在數量級上的差異會導致一個常犯的錯誤。兩個對象在顯示屏上看起來可能是連接在一起的,但實際上它們可能是由柵格點隔開的。這種錯誤若在出帶時沒有發現,將會造成慘重損失。能夠處理曲線和多邊形的DRC則可以避免這些錯誤。 當MEMS設計包含大量的曲線對象(curved object)時,使用IC CAD工具會引發一些有趣的問題。 曲線對象必須分個構建,並被放置在比IC製造工藝更精細的柵格上,以確保機械的“平滑性”。此外,IC版圖工具現在必須能處理具有數千個點的多邊形(它們是因分立的曲線對象而產生的)。 像電磁激勵器這樣的器件需要能繪製精確曲線的版圖工具。管理這類數據可能會降低繪圖操作的速度。處理曲線和多邊形需要合適的繪圖指令以及精確的幾何定位工具,以準確捕捉中點、半徑和角。在IC領域,精確定位一箇中心點或到某一邏輯門的特定距離可能不像在MEMS設計中那麼重要。例如,出於機械或慣性的目的,MEMS設計者可能需要把一個電阻精確地放置在某個曲梁單元(curved beam element)的中心。 此外,IC工具可能無法按參數化方法構造複雜的曲線或對象,從而迫使設計師輸入詳細的x、y座標以繪製出相同器件的近似版本。 低成本的IC工具通常不提供算法到版圖生成(Algorithm-to-layout generaTIon)功能,所以設計師可能要使用Matlab或Excel這類的程序來創建x、y座標點,然後再進入CAD工具。因此,這些對象是“靜態”的,並且不能被無縫編輯。 不同於成熟的IC製造領域,MEMS設計師從非常早的階段起就必須考慮工藝以及器件的機械物理學問題。例如,在MEMS電磁激勵器中,三維(3-D)線圈通常很難製造。事實上,MEMS製造工藝的二維(2-D)特性經常限制了機電設計的最佳優化。因此,設計師不得不利用新穎的分層技術和固定的工藝折衷來實現恰當的磁場。 與製造緊密聯繫的是工藝特徵和工件(arTIfact)。設計師可以直接在CAD工具中對它們做一些修正補償。MEMS是在版圖設計階段預備掩膜數據的。在L-Edit版圖編輯器裏,所有關於複雜多邊形(如弧、園及類似圖形)的運算都能在一個簡單的步驟中完成。在一些CAD工具中,這避免了很耗時的對各個對象逐一拷貝、粘貼和縮放的操作。 MEMS設計師應特別注意那些大型的多邊形,因為在為了滿足GDSII要求對曲線對象進行多邊形化時,最終產生的多邊形往往具有大量的點。掩膜公司一般只允許一個多邊形有200個點。L-Edit能檢測這些多邊形,並在GDSII 輸出流上自動把它們分解成更小的多邊形。 對一家公司而言,MEMS工藝往往是其專有的知識產權,而且在材料選擇、層次順序等方面是獨特的。實際上,現在只有很少的標準工藝。因此,這使得版圖驗證很困難,而那些初創的MEMS公司又很少有能力進行自動化的版圖與原理圖對比(LVS)檢查。 不過,定製的設計規則檢查(DRC)工具可以用來發現MEMS設計中突然出現的簡單版圖和設計錯誤。以往,低成本IC工具中的DRC功能只能處理45度和直角對象。目前,在一些更好的工具中,DRC已能跨越不同的層檢查任何多邊形對象之間的最小間距。 以上便是此次小編帶來的“MEMS”相關內容,通過本文,希望大家對如何降低MEMS設計難度的方法具備一定的瞭解。如果你喜歡本文,不妨持續關注我們網站哦,小編將於後期帶來更多精彩內容。最後,十分感謝大家的閲讀,have a nice day!

    時間:2020-11-09 關鍵詞: mems設計 mems 指數

  • 多方面瞭解MEMS,MEMS芯片+MEMS分類+物聯網MEMS芯片要求

    多方面瞭解MEMS,MEMS芯片+MEMS分類+物聯網MEMS芯片要求

    MEMS是電子行業常用器件,大家對於MEMS也通常較為熟悉。為增進大家對MEMS的認識程度,本文將基於3點介紹MEMS:1. 何為MEMS芯片和傳感器,2.MEMS芯片類別,3.物聯網對MEMS芯片有何要求。如果你對MEMS相關內容具有興趣,不妨繼續往下閲讀哦。 一、什麼是MEMS芯片、MEMS傳感器 MEMS是Micro-Electro-Mechanical System的縮寫,中文名稱是微機電系統。MEMS芯片簡而言之,就是用半導體技術在硅片上製造電子機械系統,再形象一點説就是做一個微米納米級的機械系統,這個機械系統可以把外界的物理、化學信號轉換成電信號。這類芯片做出來可以幹嘛?最常用的是承擔傳感功能。在整個大的信息系統裏有點類似於人的感官系統,例如MEMS麥克風芯片相當於人的耳朵,可以感知聲音;MEMS揚聲器芯片相當於人的嘴巴,可以發出聲音;MEMS加速度計、陀螺儀、磁傳感器芯片相當於人的小腦,可以感知方向和速度;MEMS壓力芯片相當於人的皮膚,可以感知壓力;MEMS化學傳感器相當於人的鼻腔,可以感知味道和温濕度。沒有MEMS芯片的人工智能和萬物互聯,就相當於沒有感官器官的人。 那MEMS傳感器又是什麼?MEMS傳感器就是把一顆MEMS芯片和一顆專用集成電路芯片(ASIC芯片)封裝在一塊後形成的器件。左圖是一張典型的MEMS麥克風內部構造的放大圖,圖內右邊的芯片是MEMS芯片,左邊的芯片是ASIC芯片。右圖是封裝後的MEMS麥克風。 MEMS傳感器裏最重要的就是MEMS芯片。MEMS芯片可以把外界的物理、化學信號轉換成電信號,而ASIC是把MEMS芯片產生的電信號進一步處理和傳輸到下一級電路。沒有MEMS芯片,MEMS傳感器就是一個沒有靈魂的空殼。 二、MEMS產品類別 在電氣工程領域,MEMS技術已被分為四個產品類別: 音訊:在音頻領域,我們有MEMS麥克風和MEMS揚聲器。下圖傳達了MEMS麥克風的基本特性。 感測器:傳感器是MEMS技術的主要應用。有MEMS陀螺儀,傾角儀,加速度計,流量傳感器,氣體傳感器,壓力傳感器和磁場傳感器。 開關:在我看來,電控開關是MEMS技術特別有趣的應用。我在本文中介紹過的ADGM1004易於控制,可在0Hz至10GHz以上的信號頻率下工作,在關斷狀態下的泄漏電流小於1nA,提供的驅動壽命至少為一個十億個週期。 震盪器:將微機械諧振器與激勵電路和維持電路相結合會產生MEMS振盪器。如果您想研究實際的MEMS組件,可以查閲2017年的一篇新聞文章,其中我討論了SiTime的SiT2024BMEMS振盪器。 三、物聯網中,MEMS設備要求 1、小型 用户通常希望IoT設備在辦公室和家庭環境中體積小且不引人注目。根據定義,MEMS是不引人注目的。但是,除了用户需求以外,在某些物聯網應用中,可能需要將該設備添加到現有機器(例如汽車)中,該機器的硬件空間有限。在可穿戴設備和生物醫學應用等其他情況下,小尺寸是必須滿足的關鍵要求。由於其較小的性質,MEMS滿足並超過了這些要求。 2、成本效益 在部署物聯網解決方案時,規模通常是一個主要問題。例如,當在農田上放置傳感器以監測天氣和濕度時,每英畝將需要播種許多設備。或考慮一種資產跟蹤解決方案,其中可能需要跟蹤非常大量(且可變)的資產。在諸如運輸的其他應用中,設備可能只是一次性使用。MEMS是通過稱為光刻的工藝製成的,這使得批量生產變得容易且具有成本效益。 3、低功耗 物聯網傳感器和網關通常需要無線和電池供電。由於單位成本較低,因此更換整個單位通常比重新安裝新電池便宜。因此,功耗的任何減少都會延長設備的使用壽命。某些MEMS與較大的MEMS面臨相同的功率要求。其他人則利用電磁力或流體動力學中的不同力來降低功率消耗而又不犧牲功能性(例如,考慮通過小管道輸送水的表面張力情況)。 以上便是此次小編帶來的“MEMS”相關內容,通過本文,希望大家對什麼是MEMS芯片、MEMS芯片的分類以及物聯網對MEMS芯片的要求具備一定的瞭解。如果你喜歡本文,不妨持續關注我們網站哦,小編將於後期帶來更多精彩內容。最後,十分感謝大家的閲讀,have a nice day!

    時間:2020-11-09 關鍵詞: mems芯片 mems 指數

  • 意法半導體與A*STAR和ULVAC攜手合作,在新加坡成立世界首個“Lab-in-Fab”實驗室,推進壓電式MEMS技術應用

    · 與A*STAR的微電子研究所(IME)和日本製造工具供應商ULVAC(愛發科株式會社)合作,以壓電式MEMS技術為重點研發方向 · 首創概念,旨在加快概念驗證到量產的轉化,並推動壓電式MEMS在AR/VR、醫療和3D打印等新產品中的應用 · 預計2021年第二季度產出第一批晶圓,2022年底開始量產 中國,2020年10月30日——橫跨多重電子應用領域的全球領先的半導體供應商、MEMS(微機電系統)技術的世界領導者意法半導體(STMicroelectronics,簡稱ST) 於日前宣佈,與新加坡A * STAR IME研究所和日本領先的製造工具供應商ULVAC合作,在意法半導體新加坡晶圓廠內聯合創辦一條以壓電式MEMS技術為重點研究方向的8英寸(200mm)晶圓研發生產線。這個全球首創的“Lab-in-Fab”研發生產線整合三個合作方在壓電材料、壓電式MEMS技術和晶圓製造工具領域的領先技術和優勢互補的研發能力,促進新材料和工藝技術創新發展,最終加快企業客户的產品開發。 Lab-in-Fab實驗室包括意法半導體在宏茂橋工業園區內的一個新建潔淨室區,將配備三個合作方提供的工具設備和專用資源,為MEMS研發製程科學家和工程師提供工作場所。IME微電子在壓電式MEMS器件設計、工藝集成和系統集成方面的知識庫和產業驅動力將為研發生產線的發展提供積極的增值作用。IME還將提供最先進的工具設備,確保科技創新成果順利轉化為產品,全部過程都在同一地點完成。新研發生產線還將利用意法半導體現有資源,發揮在同一園區內的ST晶圓廠的規模經濟優勢。預計“Lab-in-Fab”設施將在2021年第二季度建成啓用併產出首批晶圓,在2022年底實現量產。 意法半導體模擬器件、MEMS和傳感器(AMS)產品部總裁Benedetto Vigna表示: “我們與IME和ULVAC此前已有過較長的合作經驗,這次新合作旨在共同創辦世界領先的壓電式MEMS材料、技術和產品研發中心。這個全球首創實驗室將設在意法半導體的戰略要地新加坡工廠。Lab-in-Fab將讓我們的客户能夠輕鬆完成從概念可行性研究到產品量產的轉化過程。” 此次合作可增強意法半導體新加坡公司現有的製造工藝組合,並加快前景廣闊的新應用領域採用壓電式MEMS執行器,新興應用包括智能眼鏡、AR頭戴設備和激光雷達系統使用的MEMS微鏡;新興醫療設備使用的壓電微機械超聲波換能器(PMUT),以及商用和工業用3D打印機的壓電式打印頭。 IME執行院長Dim-Lee Kwong教授表示: “IME、ST和ULVAC之間的公私合作項目構建了一個獨特的研發生產線,這個生產線將採用壓電材料開發創新產品,增強合作伙伴的競爭力。這些努力將會讓高價值的研發活動繼續紮根於新加坡,並證明新加坡仍是行業龍頭開展技術創新和發展業務的首選地區。A * STAR將致力於幫助本地中小企業開發、利用我們的技術。我們歡迎企業與IME合作,並利用我們的Lab-in -Fab實驗室設施做概念驗證。” ULVAC執行官、高級研究員Koukou SUU博士表示:“我們很高興成為ST和IME的“Lab-in-Fab”合作伙伴,為眾多前景廣闊的未來應用開發先進的壓電式MEMS產品,這也充分證明了ULVAC在壓電MEMS製造技術解決方案市場上的領先地位。我們期待與合作伙伴密切合作,使合作圓滿成功。” 編者注 壓電式元器件已被廣泛使用幾十年,用於製造壓電式執行器或傳感器。在過去的幾年中,工藝技術的創新使MEMS行業能夠使用壓電膜研製晶圓級產品,為持續的小型化、性能改進和成本降低奠定了基礎。 2019年,意法半導體慶祝新加坡工廠成立50週年,同時宣佈全新的8英寸(200mm) 晶圓生產線(SG8E)在新加坡落成開工;2020年,“Lab-in-Fab”研發生產線項目啓動。

    時間:2020-10-30 關鍵詞: 意法半導體 ulvac mems

  • 如何建立基於MEMS的解決方案,以在狀態監控期間實施振動檢測

    如何建立基於MEMS的解決方案,以在狀態監控期間實施振動檢測

    對於使用電機、發電機和齒輪等的機械設備和技術系統,狀態監控是當前的核心挑戰之一。在最大限度降低生產停機風險這一方面,計劃性維護的重要性日益凸顯,不僅是在工業領域,在任何使用機械系統的地方均是如此。除此以外,本文還分析了機器的振動模式。齒輪箱導致的振動在頻域體現為軸速的倍數。不同頻率點的磨損、不平衡或鬆脱的部件等異常。我們通常使用基於MEMS(微機電系統)的加速度計來測量頻率。與壓電式傳感器相比,它們具有更高的分辨率、出色的漂移特性和靈敏度,以及更高的信噪比(SNR),此外,還能檢測幾乎接近直流範圍的極低頻率振動。 本文介紹一種基於ADXL1002 MEMS加速度計的高線性、低噪聲、寬帶振動測量解決方案。這種解決方案可用於實施軸承分析或發動機監測,且適用於所有需要動態範圍高達±50 g、頻率響應範圍為從直流至11 kHz的應用。 圖1顯示的是一個示例電路。來自ADXL1002的模擬輸出信號通過2階RC濾波器饋送至逐次逼近寄存器(SAR)模數轉換器(ADC) AD4000,將模擬信號轉化為數字值,以進一步處理信號。 圖1.ADXL1002的示例電路 ADXL1002是ADI公司一款高頻率的單軸MEMS加速度計,提供遠超過傳感器諧振頻率範圍的輸出信號通頻帶。採用此器件之後,也可以監測3 dB帶寬以外的頻率。為了實施這種監測,ADXL1002的輸出放大器需要支持70 kHz小信號帶寬。使用ADXL1002的輸出放大器也可以直接驅動實現高達100 pF的容性負載。要實現高於100 pF的負載,需要使用不低於8 kΩ的串聯電阻。 ADXL1002的輸出端需要配備外部濾波器,以消除ADXL1002的輸出放大器和其他內部噪聲組件產生的混疊噪聲,例如,耦合內部200 kHz時鐘信號產生的噪聲。因此,需要相應採用濾波器帶寬。採用圖1所示的尺寸(R1 = 16 kΩ,C1 = 300 pF,R2 = 32 kΩ,C2 = 300 pF)時,在200 kHz時會實現約84 dB衰減。此外,選擇的ADC採樣速率應該高於放大器的帶寬(例如,32 kHz)。 對於ADC,選擇ADXL1002的電源電壓作為其基準電壓源,這是因為輸出放大器與電源電壓成比率關係。在本例中,電源電壓的容差和電壓温度係數(一般連接至外部穩壓器)介於加速度計和ADC之間,所以可以抵消與電源和基準電壓相關的隱含誤差。 頻率響應 加速度計的頻率響應是該系統最重要的特性,具體如圖2所示。在頻率高出約2 kHz至3 kHz時,增益增加。對於諧振頻率(11 kHz),在輸出電壓下產生約12 dB(因子為4)的最大增益值。 圖2.ADXL1002的頻率響應 為了顯示量程過沖(超量程),ADXL1002配備了一個對應的輸出(OR引腳)。發生明顯的超量程事件時,集成式監測器會發出警報。 機械安裝注意事項 應特別注意將加速度計放置在正確的位置。加速度計應安裝在靠近板的剛性安置點的位置,避免電路板本身產生任何振動,以及因為電路板振動未受抑制而導致的測量誤差。這種放置可以確保加速度計每次受到的電路板振動的頻率都高於機械傳感器的諧振頻率,因此實際上對加速度計是不可見的。多個安裝點時,接近傳感器和較厚的板也有助於降低系統諧振對傳感器性能的影響。 結論 採用圖1所示的電路時,可以相對容易地構建基於MEMS的解決方案,ADI公司該方案可以檢測直流範圍到11 kHz的振動(旋轉機器的狀態監控通常要求採用這一範圍)。

    時間:2020-10-23 關鍵詞: adi 振動檢測 mems

  • MEMS激光雷達振鏡

    MEMS激光雷達振鏡

    一、激光雷達簡介 激光雷達,自1960年提出概念後,直到近年來才進入迅速發展時期。激光雷達可用於物體探測與規避,物體識別與跟蹤,即時定位與地圖構建等,隨着無人駕駛的快速發展,做為無人駕駛不可或缺的探測和傳感部件,激光雷達的需求日益增長。 調製激光可以用於距離探測和測量,但傳統的激光測距儀(laser rangefinder)僅能測量瞬時視場範圍內的距離。為了形成更大視場範圍內的3D形貌識別與模型構建,必須在既定的視場範圍內實現激光光束的偏轉和全局掃描。 二、MEMS激光雷達簡介 MEMS,微機電系統,尺寸在毫米級或者更小的傳感器、執行器或者微型系統。常見產品包括MEMS加速度計、MEMS麥克風、陀螺儀、微馬達、微泵、MEMS振鏡及其集成產品。 MEMS振鏡(MEMS mirror)屬於一種光學MEMS執行器芯片,可以在驅動作用下對激光光束進行偏轉、調製、開啓閉合及相位控制。目前廣泛應用於投影、顯示、光通信等場景中。 MEMS LiDAR,採用MEMS振鏡作為激光光束掃描元件,具有體積小、宏觀結構簡單、可靠性高、功耗低等優勢,是目前激光雷達實現落地應用的最合適的技術路徑。 三、MEMS振鏡及其選型參數 1. MEMS激光雷達振鏡技術指標及選型 單軸和雙軸MEMS振鏡均可根據工作模式劃分為諧振狀態、非諧振狀態和半諧振狀態。 按照 MEMS振鏡的驅動方式不同,可劃分為靜電驅動(ES),電磁驅動(EM),電熱驅動(ET)以及壓電驅動(PE)四種。 業內部分知名學者對於激光雷達的MEMS振鏡選型及參考指標做了指引性的討論,具體如下: (1)FoV視場角 激光雷達的掃描角度,包括水平和豎直方向,對於自動駕駛激光雷達,更大的掃描角度意味着更大的視場角。 (2)Optical Aperture光學孔徑: MEMS振鏡的光學特性與激光雷達的空間分辨率、探測距離等參數息息相關。 其中空間分辨率與激光波長、激光光束質量正相關,與激光光斑大小負相關,市場期望激光雷達的角分辨率儘可能小於1mrad,因此有着較好的激光光束質量時,MEMS振鏡的直徑應不小於1mm。 探測距離則與發射激光功率、透射效率、障礙物發射率、接收端半徑等參數相關。 (3)Scanning speed and Frequency掃描速度及諧振頻率: 對於自動駕駛應用的雙軸MEMS激光雷達,MEMS振鏡的橫軸(水平方向,快軸)掃描頻率應在0.5-2KHz之間,縱軸(垂直方向,慢軸)掃描頻率應在10-30Hz之間。 此外,若選用的MEMS振鏡的諧振頻率較高,激光雷達的分辨率、幀率及魯棒性均更佳。 (4)Mirror Size and Weight振鏡尺寸及重量 MEMS激光雷達得到產業界青睞的原因之一便是體積小、便於集成。因此在滿足OpticalAperture和諧振頻率的前提下,MEMS的尺寸應儘可能優化。 (5)FoM (Figure of Merit)品質因數: 以上參數均為MEMS振鏡的本徵參數。FoM(figure of merit)則是將以上重要參數融合後形成的描述激光雷達性能的綜合指標。根據行業經驗,激光雷達為獲得良好性能,所選用的MEMS振鏡的FoM值應更高,針對自動駕駛的激光雷達,FoM值至少為0.7。FoM值來源具體如下: FoM=θe·de·fe 其中,θe是激光雷達視場方向的有效光學掃描角,單位為rad; de是MEMS振鏡有效尺寸,單位為mm; fe是MEMS振鏡的有效諧振頻率,單位為kHz; 2. 多種用途激光雷達的MEMS振鏡參考 總體而言,MEMS振鏡的FoM值越大,越利於激光雷達性能提升。相較而言,單軸MEMS振鏡因整體結構更為簡便,所以更容易得到更大的掃描角度,更大的光學孔徑和更高的諧振頻率。 美國佛羅里達大學的謝會開教授團隊針對多用途的激光雷達的MEMS振鏡選型給出基礎要求,如表-1所示。 表-1 不同應用的激光雷達對於MEMS振鏡技術參數的最低要求 四、基於雙軸MEMS振鏡的激光雷達 圖1 雙軸MEMS振鏡的激光雷達以“點”掃“面” 雙軸MEMS振鏡因其具有兩個轉動軸,因此有三種掃描模式:雙軸諧振、單軸諧振/單軸非諧振、雙軸均非諧振。 因雙軸MEMS振鏡結構及工藝較為繁雜,其掃描角度一般較小,圖中所示的雙軸振鏡其掃描角度約為15°×11°,一般需要配合外圍光學器件才可將FoV擴展到45°×11°。 美國佛羅里達大學的謝會開教授領導的研究團隊對市面上34款不同規格的雙軸MEMS振鏡的本徵參數和FoM值進行了深入的研究和計算,其中僅有6款MEMS振鏡的FoM值大於0.7,其餘28款MEMS振鏡的FoM均小於0.7。 五、基於單軸MEMS振鏡的激光雷達 圖2 單軸MEMS振鏡的激光雷達以“線”掃“面” 基於單軸振鏡的MEMS激光雷達中,單軸MEMS振鏡配合配合激光擴束透鏡,可以使得一維MEMS振鏡實現激光光束在水平方向和豎直方向的同步掃描。上圖為Infineon開發的基於單軸振鏡的MEMS激光雷達的原理圖。單軸MEMS振鏡的激光雷達工作狀態分為諧振式和非諧振式兩種。 另外,也有部分四方a集運倉電話將單軸MEMS振鏡放置在旋轉電機上,以實現二維掃描。 圖3放置於旋轉電機上單軸MEMS振鏡 同樣,美國佛羅里達大學的謝會開教授領導的研究團隊也對市面上二十餘款不同規格的單軸MEMS振鏡的本徵參數和FoM值進行了深入的研究和計算,其中FoM值大於1的MEMS振鏡超過50%,FoM大於0.7的超過14款,且單軸MEMS振鏡的激光雷達以“線”掃“面”,天然上擁有更高的幀率。

    時間:2020-10-22 關鍵詞: 激光雷達 執行器芯片 mems

  • 柔性MEMS傳感器誕生目的

    柔性MEMS傳感器誕生目的

    MEMS(Microelectromechanical Systems)微機電系統,將微電子技術與機械工程融合到一起的一種工業技術,它的操作範圍在微米範圍內,能夠把力轉化成電信號。MEMS器件應用在手機,健身手環、打印機、汽車、無人機以及VR/AR頭戴式設備等日常電子產品中,MEMS在我們的生產生活可謂無處不在。 一般MEMS的生產方式是在基質上堆積物質層,然後使用平板印刷和蝕刻的方法來讓它形成各種需要的結構,使用的材料主要是硅,採用類似於集成電路批處理式的微製造技術。這樣製造出來的MEMS就是我們常見的剛性MEMS,一般與對應的IC封裝在一起,但你知道什麼是柔性MEMS嗎? 一、柔性MEMS誕生的目的 力的交互,和電的交互或聲的交互不一樣,它需要有一個作用表面。為了把表面的信息準確地傳達到傳感器裏面,傳感器本身一定要是柔性的,才能檢測用户觸摸操作時所產生的微小形變。 “紐迪瑞是真正全球首家將柔性MEMS概念商業化的公司,”紐迪瑞公司創始人兼CEO 李灝博士介紹到,“其實我們也是做了好多年之後才發現,原來這就是柔性MEMS。” 人和機器進行交流,首先機器要理解人的意願。從按鍵到觸摸屏,是人對機器輸入更簡單流暢的演進過程,李灝認為,這個交互過程要用傳感器真正地把人的意圖翻譯進去,一定要用到壓力這個維度,柔性MEMS技術就是為了解決目前交互面臨的兩大問題: 傳感器必須是柔性的。雖然現在很多交互的作用表面已經是柔性的,但傳感器本身為了配合任何種類的作用面,也必須讓表面是柔性的; 即貼即用。可穿戴設備最大的成本是組裝成本,力的交互和傳導與結構強相關,需要把傳感器做得像創可貼一樣,撕掉背膠貼上就可以使用,降低組裝難度,提高良率。 二、完備了TWS耳機的交互語言 據悉,紐迪瑞的產品主要應用在三大方向,分別是手機(Mobile),可穿戴(Wearable),以及可測量(Measurable)。 近些年來的標誌性客户及產品有:2015年配合中興發佈第一款3D Touch手機 Axon Mini;2017年配合谷歌發佈第一款Edge Sense邊緣觸控手機Pixel 2;2019年配合vivo發佈第一款無按鍵手機NEX 3;2020年配合華為發佈第一款國內/安卓系統壓感TWS耳機FreeBuds Pro。 拿可穿戴產品來説,使用時都是緊貼人體的,但由於人體都是導電的,所以交互往往非常困難的。例如耳朵導電,手指也一樣導電,手指去觸碰TWS耳機,和耳朵接觸的信號是會互相混淆的,所以壓力是解決交互問題的關鍵。 但是此前壓力交互技術一直不理想,比如戴着TWS耳機想要調音量,就一定要把手機拿出來調;交互也只有一種交互語言——敲兩下,因為敲一下會很多誤觸,敲三下對於用户的要求太高,所以只能實現聽歌、接電話等簡單的操作。直到AirPods Pro採用壓感技術加入了捏一下、捏兩下、長捏和短捏等,才基本完備了交互語言。 華為最新的FreeBuds Pro則實現了在耳機上壓力加電容滑動調節音量。“我們把這叫傳感器融合,把電容交互和壓感交互全部放到了一個非常小的傳感器裏面,“李灝説到,”捏一下就可以聽歌、降噪,上下滑動就可以調節音量,也實現了完備的交互語言和更好的用户體驗。“ 三、在手機中重新崛起 紐迪瑞公司市場銷售副總裁任璐佳表示,柔性MEMS並不單單是一種材料,還要告訴客户怎麼做才能商業化。“從材料、算法、模組到一體化的實現和量產工具,都是紐迪瑞自己開發的。目前累積出貨量已經超過5000萬,品牌滲透率方面11家中有9家已經量產,在很多手機上已經實現了傳感器陣列。“ 2015年,蘋果iPhone 6S曾經最早將壓力傳感3D TOUCH功能用在了手機屏幕下,但隨後幾代產品卻默默地取消了這一功能,李灝認為這主要是基於向下兼容和成本的考量。現在手機越來越薄、無孔化和全面屏的同時,四方a集運倉電話還在不斷追求遊戲體驗,但是現在手機既有的一些交互方式已經不能滿足了。比如遊戲按鍵,屏幕方向變化的話會誤觸,所以一些手機四方a集運倉電話會在屏下加壓力傳感器;5G需要更多的天線,留給實體按鍵的位置越來越少了,壓力觸控交互或許可以重新在智能手機上崛起,成為一個大家都需要的功能。 在筆記本行業中,蘋果MacBook的觸控板沒有實體按鍵,但按下去會有馬達反饋。相比蘋果筆記本的交互設計,微軟系的筆記本交互曾經做得比較差——觸控板小,還有兩個實體按鍵。雖然沒有微軟的支持,但現在聯想和華為已經開始用壓力去替代實體的左右鍵。“紐迪瑞可以做到線性輸出、滿足多維度輸入需求(輕按、重按、短按、長按)。“任璐佳説到,”現在windows的筆記本上出現的方案還不具備這些功能。“ 可測量產品除了觸控板,還有很多應用場景,比如蘋果、微軟、華為、三星等頭部企業都推出的壓力筆,在數字繪畫的應用上需要4096、8192這樣的壓力分級,據悉紐迪瑞已經實現了這項技術的落地。 四、用標準化提升性價比,滿足不同用户 消費類市場是最有挑戰性的市場,因為光做得好不夠,還要讓別人用得起,不能期待蘋果用的東西別人都用得起。所以紐迪瑞這類供應商,一定要用標準化去把模組的性價比做高,任璐佳表示,“性價比分為成本和性能,成本目前我們已經做到了接近於實體按鍵,而性能主要看輸出和輸入。輸入方面紐迪瑞已經實現壓力數據、算法實現和大規模量產的一致性。“ 在TWS耳機領域,紐迪瑞的客户大致分成三類:一是手機的品牌做耳機,二是傳統的音頻品牌,三是高仿,這些耳機有不同的價位區間。目前TWS耳機的主芯片趨勢是高度集成,任璐佳認為壓感功能一定會在有“主動降噪 “級別的TWS耳機中成為標配,這類產品的價格基本上是399元到1299元。目前紐迪瑞有Micro LoadCell、貼合式電容+壓感、PCB Sensor+彈片三種專用於TWS交互的壓感觸控解決方案,主要就是在性價比上滿足不同用户。 與紐迪瑞的方案不同,目前市面上有一些採用電容做壓力觸控的方案,但這類的技術有一些硬傷。電容壓力感應的原理是基於兩層面板,上面一層面板被壓的時候產生形變,這時候它到底下這一層的距離就改變了,通過改變的數值可以計算出受力大小。“這個變量是基於底層面板不動的假設下,但在實際應用中,底層面板一定是會動的。” 李灝解釋到,“曾經一家抽油煙機四方a集運倉電話做了電容觸控的壓力操控板,位置在金屬面板的後面,在實驗室裏面測得很好,但貨送到用户家用螺絲一擰,電容之間的距離就發生變化了,整個都不好用了。由此可見在要求抗跌落能力比較強,或者抗安裝比較強的,電容方案非常受限制。” 五、未來願景 而與其他同類壓感傳感器四方a集運倉電話相比,紐迪瑞優勢首先體現在份額上面。據李灝介紹,在除蘋果之外的方案中,紐迪瑞佔所有剩餘方案的98%。“這也是即貼即用方案經過市場檢驗之後的結果,紐迪瑞解決最大的問題就是易組裝。“ 展望未來,紐迪瑞希望在現有產品方案上持續迭代升級,逐步開發新產品線,以不斷豐富應用領域和場景,實現更低成本、更高性能以及功能電路的整合。 未來有望籍由消費電子的人機交互,再把壓力交互引入到所謂物機應用中,實現多功能複合傳感器,例如温度、體徵傳感以及在汽車和軌道上的應用。 以後的萬物互聯不僅包括聲光電,壓力一定也是互聯的一部分。比如機器人拿東西,機器對於物體的感知是一定需要有壓力反饋的,雖然現在還處在非常早期,但這是未來的大趨勢。

    時間:2020-10-14 關鍵詞: 傳感器 壓力交互 mems

  • MEMS代工工廠的四個類型

    MEMS代工工廠的四個類型

    MEMS加工的MEMS產業早在發展初期,就呈現波浪式的發展狀態。早期一些半導體公司就把MEMS加入到其能生產的器件範圍,同樣的一些晶圓廠也逐漸成為MEMS器件加工公司。 但是每家MEMS代工公司都有自己特有的優勢,不同的MEMS代工,不同的起跑線。總的來説,都是為了吸引符合各自特點的客户而採取不同的策略。 MEMS代工工廠大致可分為四個類型: 1.向硅晶圓代工廠提供MEMS代工服務 2.OEM供應商的MEMS代工廠 3. IDM的MEMS代工廠 4.純MEMS代工廠。 從1和2代工類型來看,MEMS代工選擇IDM或者OEM是各有利弊的。IDM的發展已經有二三十年了,但是客户關心的知識產權安全問題一直沒能得到很好的解決。 所以,對於晶圓代工來説,他們則是把重點放在工藝和客户上。純MEMS代工公司是可以同時處理多種工藝和多個客户的,是最具變通的模式。 不同類型MEMS代工,在技術上也是各有差異。 大多情況,MEMS芯片和ASIC芯片分別製造,然後通過系統級封裝或鍵合工藝集成在一起。對於設計者來説,封裝集成的靈活性更大。 而一些MEMS代工提供MEMS-CMOS工藝,可將兩個芯片集成為單芯片,它的好處是:降低功耗、高速和低寄生效應。需要權衡的是製造複雜性的增加和熱預算的減少。 為了適應市場的快速發展,MEMS代工公司還能提供多種堆疊技術,比如3DTSV、2.5D中介層等。 隨着電子市場的火爆,MEMS代工的需求也日益提升,也促使MEMS代工的產品在體積上、成本上都變得越來越小。

    時間:2020-10-14 關鍵詞: 芯片 mems

  • 愛普科斯抗電磁干擾MEMS麥克風解決方案

      3月12日消息,受日本東北地區地震影響,中國電信部分海纜發生故障;中國聯通部分國際電路中斷,受損情況不斷加大;中國移動租用海纜部分中斷。   3月11日13時46分,日本東北地區發生地震。受此影響,中國電信經由日本至北美的日美海纜、PC1海纜在日本北茨城附近海域發生故障。11日晚間,中國電信至北美方向105G的互聯網出口電路及7G的專線電路中斷,但話音業務電路運行正常。據悉,中斷的互聯網電路佔到中國電信總出口帶寬的13%,佔北美方向出口帶寬的22%,對用户訪問北美方向互聯網站速度造成一定影響。   與此同時,在中國聯通國際業務電路中,部分通達美加方向語音業務電路受到影響,共計40E1中斷,中國聯通11日晚完成路由調整,語音業務未受影響;至美國方向24*2.5G互聯網電路中斷,對互聯網出口有一定影響;至日本方向電路未中斷,但由於話務量激增導致接通率下降。   另外,中國移動互聯網上海國際出口至北美方向租用的兩條國際海纜中的一條因地震中斷,導致國際業務有部分擁塞,但話音業務基本正常。據悉,11日下午2-3時,中國移動至日本的國際去話話務量較平時增長207%,去話試呼次數超過20萬次,增長945%;由於日本本地網絡原因,系統接通率下降50%。去話話務量增長排名前五的省份為上海、廣東、江蘇、遼寧和浙江。   目前,中國電信已啓動應急預案,將在確定故障海纜的具體斷點之後進行搶修;中國聯通正在制訂方案,組織力量恢復電路;中國移動已啓動應急預案,緊急調度電路並疏導國際業務。

    時間:2020-09-09 關鍵詞: 麥克風 愛普科斯 電磁干擾 mems

  • MEMS光開關性能與發展

    MEMS光開關性能與發展

      一、前言   光纖通信技術的問世和發展給通信業帶來了革命性的變革,目前世界大約85%的通信業務經光纖傳輸,長途幹線網和本地中繼網也已廣泛使用光纖。一種智能化網絡體系結構—自動交換光網絡(ASON:automaTIc switched opTIcal networks)成為當今系統研究的熱點,它的核心節點由光交叉連接(OXC:opTIcal cross connect)設備構成,通過OXC,可實現動態波長選路和對光網絡靈活、有效的管理。光交叉互連(OXC)技術在日益複雜的DWDM網中是關鍵技術之一,而光開關作為切換光路的功能器件,則是OXC中的關鍵部分。光開關矩陣是OXC的核心部分,它可實現動態光路徑管理、光網絡的故障保護、波長動態分配等功能,對解決目前複雜網絡中的波長爭用,提高波長重用率,進行網絡靈活配置均有重要的意義。   光開關不僅是OXC中的核心器件,它還廣泛應用於以下領域。   (1)光網絡的保護倒換系統,實際的光纜傳輸系統中都留有備用光纖,當工作通道傳輸中斷或性能劣化到一定程度,光開關將主信號自動轉至備用光纖系統傳輸,從而使接收端能接收到正常信號而感覺不到網路已出了故障,其會將網絡節點連成環形以進一步改善網絡的生存性。   (2)網絡性能的實時監控系統,在遠端光纖測試點,通過1&TImes;N多路光開關把多根光纖接到光時域反射儀上,進行實時網絡監控,通過計算機控制光開關倒換順序和時間,實現對所有光纖的檢測,並將檢測結果傳回網絡控制中心,一旦發現某一路出現問題,可在網管中心直接進行處理。   (3)光開關還應用在光纖通信器件測試系統以及城域網、接入網的差/分複用和交換設備中。光開關的引入使未來全光網絡更具靈活性、智能性、生存性。光開關技術已經成為未來光聯網、光交換的關鍵技術,在通信、自動控制等領域發揮着越來越重要的作用。   在眾多種類的光開關中,微機械(MEMS)光開關被認為最有可能成為光開關的主流器件。本文在概述多種光開關原理特點的基礎上,重點分析了幾種主要的MEMS光開關,並闡述了各自的結構與性能特點。   二、光開關的原理及種類   光開關性能參數有多種,如:快切換速度、高隔離度、小插入損耗、對偏振不敏感及可靠性,不同領域對它的要求也各不相同。其種類有保護、切換系統中常用的傳統光機械開關,也有這幾年飛速發展的新型光開關,如:熱光開關、液晶開關、電光開關、聲光開關、微光機電系統光開關(MOEMS,micro optic electro mechanical systems)、氣泡開關等。在超高速光通信領域,還有馬赫-曾德爾(Maeh-Zehnder)干涉型光開關、非線性環路鏡(NOLM,nonlinear optical fiber loop mirror)光開關等光控開關。   1、機械光開關   傳統機械光開關的工作原理:通過熱、靜電等動力,旋轉微反射鏡,將光直接送到或反射到輸出端。特點是開關速度比較慢、性價比好,在很多領域有市場前景,但體積大、不易規模集成的缺點限制了其在未來光通信領域的應用。在此基礎上,近幾年發展很快的是MOEMS光開關,它是微機電系統和傳統光技術相結合的新型開關,特別是具有光信號的數據格式透明、與偏振無關、差損小、可靠性好、速度快、容易集成的優點。   2、電光效應開關   電光效應光開關多由光電晶體材料(如LiNbO3或其他半導體材料)波導材料製成,兩條波導通路連接成M-Z干涉結構,外加電壓可改變波導材料的折射率,從而控制兩臂的相位差,利用干涉效應實現了光的通斷。它的特點是速度快,但與偏振有關,成本較高。工作原理如圖1所示。        圖1 基於Mach-Zehnder結構的電光效應光開關   對於3dB耦合器,兩光波滿足模耦合方程,令兩個光波導的傳播常數相等,B0=0,在3dB耦合器2的輸出端得到:   |A3|2=|A0|2sin2(Ф/2)   |B32=|A0|2cos2(Ф/2)   式中:A0、B0——輸入的光波振幅;A3、B3——輸出的光波振幅;Ф——光波相位。   從上式看出,Ф和施加電壓有關,改變電壓,則Ф改變,從而使光強得到調諧。其開關速度取決於兩路光之間產生相位差的時間,即光波導中折射率變化時間。   在現代通信系統向高速率、智能化發展的階段,為解決電子交換機響應時間慢、無法和超高速傳輸數據相匹配的矛盾,實現更快的開關速度和更低的插入損耗,還可以利用石英光纖和半導體光放大器的自相位調製或交叉相位調製效應改變折射率的方法,即光控光開關技術。   3、光控開關   現在比較成熟的型號有:基於NOLM原理和SOA非線性效應(如XPM:cross phase modulation)製作的全光開關。它們不僅用於超快開關交換,而且還可用於全光信號再生與超快波長轉換,是目前很有前途的全光交換技術。一般,各種超快全光開關歸根結底都離不開光的非線性效應,這裏以SOA-XPM為例加以説明,實驗原理如圖2所示。        圖2 利用SOA-XPM實現光開光的實驗裝置   將SOA分別置在M-Z干涉儀的兩臂,開關控制脈衝注入一臂,脈衝的變化會引起SOA折射率的改變,從而引起兩臂相位差△Ф的改變,即:   △Ф=-(2π/l)(dn/dN)(τe/[1+(wτe)2]1/2L×Vg×g×△S×cos(wτ-q)   其中,l——信號波長;dn/dN—折射率隨載流子密度的變化量;L—SOA的腔長;τe—載流子壽命;Vg—羣速度;g—增益係數;△S—載流子密度變化幅值;q—載流子密度變化和調製信號之間的相位延遲。   △Ф=0,π時,兩臂的輸出端產生通斷。由於SOA的開關速度能達到皮秒量級,可用於超高速光纖通信系統。除SOA之外, M-Z干涉儀的兩條支路若由非線性光波導材料如GaAs/AlGaAs組成,也可達到開關的目的。

    時間:2020-09-08 關鍵詞: 光開關 mems

  • 淺談麥克風的靈敏度

    淺談麥克風的靈敏度

      靈敏度, 即模擬輸出電壓或數字輸出值與輸入壓力之比,對任何麥克風來説都是一項關鍵指標。在輸入已知的情況下,從聲域單元到電域單元的映射決定了麥克風輸出信號的幅度。   本文將探討模擬麥克風與數字麥克風在靈敏度規格方面的差異,如何根據具體應用選擇靈敏度最佳的麥克風,同時還會討論為什麼增加一位(或更多)數字增益可以增強麥克風信號。   模擬與數字   麥克風靈敏度一般在94 dB的聲壓級(SPL)(或者1帕(Pa)壓力)下,用1 kHz正弦波進行測量。麥克風在該輸入激勵下的模擬或數字輸出信號幅度即是衡量麥克風靈敏度。該基準點只是麥克風的特性之一,並不代表麥克風性能的全部。   模擬麥克風的靈敏度很簡單,不難理解。該指標一般表示為對數單位dBV(相對於1 V的分貝數),代表着給定SPL下輸出信號的伏特數。對於模擬麥克風,靈敏度(表示為線性單位mV/Pa)可以用對數表示為分貝:      其中OutputAREF 為 1000 mV/Pa (1 V/Pa)參考輸出比。   有了該信息和正確的前置放大器增益,則可輕鬆將麥克風信號電平匹配至電路或系統其他部分的目標輸入電平。圖1顯示瞭如何設置麥克風的峯值輸出電壓 (VMAX) 以匹配ADC的滿量程輸入電壓 (VIN) 其增益為 VIN/VMAX。 例如,以4 (12 dB)的增益,可將一個最大輸出電壓為0。25 V的 ADMP504 匹配至一個滿量程峯值輸入電壓為1。0 V的ADC。      圖1. 模擬麥克風輸入信號鏈,以前置放大器使麥克風輸出電平與ADC輸入電平相匹配   數字麥克風的靈敏度(單位為dBFS,相對於數字滿量程的分貝數)則並非如此簡單。單位的差異表明,數字麥克風與模擬麥克風的靈敏度在定義上存在細微差異。對於提供電壓輸出的模擬麥克風,輸出信號大小的唯一限制實際上是系統電源電壓的限制。雖然對多數設計來説並不實用,但從物理本質上講,模擬麥克風完全可以擁有20 dBV的靈敏度,其中用於基準電平輸入信號的輸出信號為10 V。只要放大器、轉換器和其他電路能支持所需的信號電平,完全可以實現這一水平的靈敏度。   數字麥克風的靈敏度沒有這樣靈活,而只取決於一個設計參數,即, 最大聲學輸入。只要將滿量程數字字映射到麥克風的最大聲學輸入(實際上,這是唯一有用的映射),則靈敏度一定是該最大聲學信號與94 dB SPL參考信號之差。因此,如果數字麥克風的最大SPL為120 dB,則其靈敏度為–26 dBFS (94 dB – 120 dB)。除非將最大聲學輸入降低相同的量,否則無法通過調整設計使給定聲學輸入的數字輸出信號變得更高。   對於數字麥克風,靈敏度表示為94 dB SPL輸入所產生的輸出佔滿量程輸出的百分比。數字麥克風的換算公式為      其中 OutputDREF 為滿量程數字輸出電平。   現在來比較最後一個非常難懂的地方,數字和模擬麥克風在峯值電平和均方根電平的使用上並不一致。麥克風的聲學輸入電平(單位為dB SPL)始終為均方根測量值,與麥克風的類型無關。模擬麥克風的輸出以1 V rms為參考,因為均方根測量值更常用於比較模擬音頻信號電平。然而,數字麥克風的靈敏度和輸出電平卻表示為峯值電平,因為它們是以滿量程數字字(即峯值)為參考的。一般來説,在配置可能依賴於精確信號電平的下游信號處理時,必須記住用峯值電平指定數字麥克風輸出的慣例。例如,動態範圍處理器(壓縮器、限幅器和噪聲門)通常基於均方根信號電平來設置閾值,因此,必須通過降低dBFS值從峯值到均方根值按比例調整數字麥克風的輸出。對於正弦輸入,其均方根電平比峯值電平低3 dB(即(FS√2)的對數測量);對於更加複雜的信號來説,均方根電平與峯值電平之間的差值可能與此不同。例如, ADMP421, 提供 脈衝密度調製 (PDM)數字輸出的MEMS麥克風 的靈敏度為–26 一個 94 dB SPL 正弦輸入信號將產生–26 dBFS的 峯值輸出電平,或–29 dBFS的均方根 電平。   由於數字麥克風和模擬麥克風的輸出採用不同的單位,因此,對兩類麥克風進行比較時可能會使人難以理解;但二者在聲域中卻有一個共同的測量單位,SPL。一種麥克風可能為模擬電壓輸出,另一種為調製PDM輸出,還一種為I2S輸出,但它們的最大聲學輸入與信噪比(SNR,即94 dB SPL參考電平與噪聲電平之差)卻是可以直接比較的。以聲域而非輸出格式為參考,這兩個規格為比較不同麥克風提供了一種便利的方式。圖2顯示了給定靈敏度下,模擬麥克風和數字麥克風的聲學輸入信號與輸出電平之間的關係。圖2(a)所示為ADMP504模擬麥克風,其靈敏度為–38 dBV,信噪比為65 dB。相對於左側的94 dB SPL基準點改變靈敏度時,結果會導致以下情況:向上滑動dBV輸出條將降低靈敏度,向下滑動輸出條則會提高靈敏度。      圖2. (a)將聲學輸入電平映射到電壓輸出電平(模擬麥克風)   (b)將聲學輸入電平映射到數字輸出電平(數字麥克風)   圖2(b)所示為 ADMP521 digital 數字麥克風,其靈敏度為-26 dBFS,信噪比為65 dB。該數字麥克風輸入到輸出電平映射示意圖表明,調整該麥克風的靈敏度會破壞最大聲學輸入與滿量程數字字之間的映射。與靈敏度相比,SNR、動態範圍、電源抑制比、THD等規格能更好地顯示麥克風的性能。   選擇靈敏度和設置增益   高靈敏度麥克風並非始終優於低靈敏度麥克風。雖然靈敏度可以顯示麥克風的部分特性,但不一定能體現麥克風的性能。麥克風噪聲電平、削波點、失真和靈敏度之間的平衡決定了麥克風是否適用於特定應用。高靈敏度麥克風在模數轉換之前需要的前置放大器增益可能較少,但其在削波前的裕量可能少於低靈敏度麥克風。   在手機等近場應用中,麥克風接近聲源,靈敏度較高的麥克風更可能達到最大聲學輸入,產生削波現象,最後導致失真。另一方面,較高的靈敏度可能適合遠場應用(如會議電話和安保攝像頭),因為在這類應用中,隨着麥克風與聲源之間距離的增加,聲音會被衰減。圖3顯示了麥克風與聲源之間的距離會對SPL產生什麼影響。與聲源的距離每增加一倍,聲學信號電平將下降6 dB(一半)。      圖3. 隨着與聲源距離的增加,麥克風聲壓電平將下降   作為參考,圖4顯示了各種聲源的典型SPL,從安靜的錄音棚(10 dB SPL以下)到痛閾(130 dB SPL以下),痛閾指聲音給正常人帶來痛苦的點。麥克風很少能整個覆蓋——甚至大致覆蓋——該範圍,因此,針對所需的SPL範圍選擇正確的麥克風是一個重要的設計決定。應利用靈敏度規格,使麥克風在整個目標動態範圍內的輸出信號電平與音頻信號鏈的常見信號電平相匹配。      圖4. 各種聲源的聲壓電平   模擬麥克風的靈敏度範圍較寬。有些動態麥克風的靈敏度可能低至–70 dBV。有些電容麥克風模塊集成前置放大器,因而具有極高的靈敏度,達到–18 dBV。多數模擬駐極體麥克風和MEMS麥克風的靈敏度在–46 dBV至–35 dBV(5。0 mV/Pa至17。8 mV/Pa)之間。這種水平代表着本底噪聲(ADMP504和ADMP521 MEMS麥克風可能低至29 dB SPL)與最大聲學輸入(典型值約為120 dB SPL)之間的良好折衷。模擬麥克風的靈敏度可以在前置放大器電路中調節,該電路通常與傳感器元件一起集成在封裝中。   儘管數字麥克風的靈敏度似乎缺乏靈活性,但可通過數字處理器中的增益輕鬆調節麥克風信號的電平。對於數字增益,只要處理器的位數足以完全表示原始麥克風信號的動態範圍,就不會導致信號的噪聲電平降低。在模擬設計中,每個增益級都會向信號中引入一些噪聲;需要系統設計師來保證每個增益級的噪聲足夠低,以避免其注入噪聲而降低音頻信號。例如,我們可以看看 ADMP441, 這是一款數字(I2S )輸出麥克風,最大SPL為120 dB(靈敏度為–26 dBFS),等效輸入噪聲為33 dB SPL(61 dB SNR)。該麥克風的動態範圍為其能可靠重現的最大信號(最大SPL)與最小信號(本底噪聲)之間的差值(ADMP441為:120 dB – 33 dB = 87 dB)。該動態範圍可用一個15位數據字再現。當數字字中的數據發生1位移位時,信號電平會出現6 dB移位。因此,即便是動態範圍為98 dB的16位音頻處理器也可使用11 dB的增益或衰減,而不會影響原始動態範圍。請注意,在許多處理器中,數字麥克風的最大聲學輸入被映射到DSP的內部滿量程電平。在這種情況下,增加任意增益都會使動態範圍等量下降,進而降低系統的削波點。以ADMP441為例,在一個滿量程以上無裕量的處理器中,增加4 dB的增益會導致系統對116 dB SPL的信號削波。   圖5所示為一個數字麥克風,其提供I2S或PDM輸出並直接與一個DSP相連。在該信號鏈中,不需要使用中間增益級,因為麥克風的峯值輸出電平已經與DSP的滿量程輸入字相匹配。      圖5. 直接與一個DSP相連的數字麥克風輸入信號鏈   結束語   本文説明了如何理解麥克風的靈敏度規格,如何將其應用到系統的增益級中去,同時解釋了靈敏度雖然與SNR相關,但並不像SNR一樣可以體現麥克風的質量的原因所在。無論是用模擬麥克風還是用數字MEMS麥克風進行設計,本文都有助於設計師選擇最適合具體應用的麥克風,從而發揮麥克風的最大潛能。

    時間:2020-09-08 關鍵詞: 麥克風 靈敏度 mems

  • mems器件在汽車上有哪些應用

    mems (微機電系統)傳感器;有三項MEMS技術產品:紅外傳感器、磁性傳感器、測角傳感器;在高檔汽車中,大約採用25至40只MEMS傳感器; 1)MEMS傳感器的大批量高精度生產和高可靠性及單價廉價,特別適宜在汽車電控系統中應用; 2)安全氣囊中的汽車安全氣囊感應器; 3)MEMS汽車微加速度計正替代以往的機電式加速度傳感器 4)MEMS陀螺儀在高端汽車中的應用包括:懸架控制、翻滾 5)汽車MEMS壓力傳感器和輪胎氣壓自動監測系統,MEMS壓力傳感器適合於任何類型的輪胎,在輪胎胎壁埋設一小塊感壓力敏芯片,自動測量輪胎氣壓、温度、轉速和其它一些數據,並用特定的代碼發送出來。 6)發動機管理系統中的MEMS應用 7)微機械陀螺是一種振動式角速率傳感器,在汽車領域的應用開發倍受關注,主要用於汽車導航的GPS信號補償和汽車底盤控制系統; 8)汽車電控燃油噴射系統EFI要使用多重壓力MAP傳感器,監測發動機進氣歧絕對壓力,提高其動力性能,降低油耗,減少廢氣排放。 9)微型硅壓阻式MEMS壓力傳感器可用於發動機廢氣循環系統,替代陶瓷電容式壓力傳感器; 10)汽車空調壓縮機中的壓力測量也是MEMS的一個很大市場。 11)氣缸內氣壓測量,爆缸控制; 12)燃油噴射系統,柴油共軌系統; 13)傳動油壓,變速自動控制; 14)制動油道油壓,制動系統; 15)懸掛液壓,懸掛系統;

    時間:2020-09-07 關鍵詞: 汽車電子 mems

  • MEMS慣性傳感器為醫療導航設計帶來新變革

      LED全綵顯示屏燈殼散熱依據功率大小及使用場所,會有不同的考量。   1、空氣流體力學,利用燈殼外形,製造出對流空氣,這是最低成本的加強散熱方式。   2、導熱塑料殼,在塑料外殼注塑時填充導熱材料,增加塑料外殼導熱、散熱能力。   3、鋁散熱鰭片,這是最常見的散熱方式,用鋁散熱鰭片做為外殼的一部分來增加散熱面積。   4、表面輻射散熱處理,燈殼表面做輻射散熱處理,簡單的就是塗抹輻射散熱漆,可以將熱量用輻射方式帶離燈殼表面。   5、導熱管散熱,利用導熱管技術,將熱量由LED全綵顯示屏芯片導到外殼散熱鰭片。在大型燈具,如路燈等是常見的設計。   6、風扇散熱,燈殼內部用長壽高效風扇加強散熱,這種方法造價低、效果好。但是,要換風扇就是麻煩而且也不適用於户外,這種設計較為少見。   7、液態球泡,利用液態球泡封裝技術,將導熱率較高的透明液體填充到燈體球泡內。這是目前除了反光原理外,唯一利用LED芯片出光面導熱、散熱的技術。   8、導熱散熱一體化--高導熱陶瓷的運用,燈殼散熱的目的是降低LED全綵顯示屏芯片的工作温度,由於LED芯片膨脹係數和我們常的金屬導熱、散熱材料膨脹係數差距很大,不能將LED芯片直接焊接,以免高、低温熱應力破壞LED全綵顯示屏的芯片。最新的高導熱陶瓷材料,導熱率接近鋁,膨脹系可調整到與LED全綵顯示屏芯片同步。這樣就可以將導熱、散熱一體化,減少熱傳導中間過程。

    時間:2020-09-07 關鍵詞: GPS 傳感器 慣性傳感器 醫療設備 mems

  • MEMS加速度傳感器在胎兒心率檢測儀中的應用

    MEMS加速度傳感器在胎兒心率檢測儀中的應用

      一、概述   目前國際上已把婦幼保健指標作為衡量社會生產、經濟發展的敏感指標。我國規定的體現小康水平的健康指標、人均期望壽命、嬰兒死亡率、孕產婦死亡率等指標都大部分需要通過婦幼保健來實現。現在醫院常規的產前檢查包括測胎心、胎位、量血壓、稱體重、測腹圍和宮底高度等。其中檢測胎兒心率是一項技術性很強的工作,由於胎兒心率很快,在每分鐘l20~160次之間,用傳統的聽診器甚至只有放大作用的超聲多普勒儀,用人工計數很難測量準確。而具有數字顯示功能的超聲多普勒胎心監護儀,價格昂貴,僅為少數大醫院使用,在中、小型醫院及廣大的農村地區無法普及。此外,超聲振動波作用於胎兒,會對胎兒產生很大的不利作用 儘管檢測劑量很低,也屬於有損探測範疇,不適於經常性、重複性的檢查及家庭使用。   本項目基於VTI公司的SCA600C13H1G型MEMS加速度傳感器,提出一種無創胎心檢測方法,研製出一種簡單易學、直觀準確的介於胎心聽診器和多普勒胎兒監護儀之間的臨牀診斷和孕婦自檢的醫療輔助儀器。   二、 SCA600C13H1G   SCA600C13H1G硅電容式加速度傳感器是由單晶硅和玻璃製成。這種設計能夠保證,隨着時問和温度的變化,產品具有很好的可靠性、準確性和穩定性。它的電容檢測原理簡單而且可靠,是基於兩個平行板間距的變化來測量的。一對平行板間的電容和電荷存儲量取決於平行板間的間距和板面積。 產品的密封結構降低了封裝要求。微粒或化學物質不能進入傳感器內,從而保證了產品的可靠性。 產品的雙電容器結構和對稱性設計改善了產品的零點穩定性、線性度和橫向靈敏度。通常,温度係數小於0.05FS/~C,橫向靈敏度小於3%。這種新型傳感器有如下特點;緊湊的結構,低功耗,可靠性好,性能優異。   VTI的加速度傳感器是基於已經得到證明的3D MEMS技術製作的。三維微電子機械系統(3D-MEMS ),是各種技術的創新性組合,可以將硅加工成三維結構,其封裝和觸點便於安裝和裝配,用這種技術製作的傳感器具有極好的精度、極小的尺寸和極低的功耗。一個高級的傳感器僅由一小片硅就能製作出來,並能測量三個互相垂直方向的加速度。   三、系統工作原理與組成   本傳感器系統的工作原理如圖1所示 通過加速度傳感器將胎兒心率轉換成模擬電壓信號,經前置放大用的儀器放大器實現差值放大。然後進行濾波等一系列中間信號處理,用A/D轉換器將模擬電壓信號轉換成數字信號。通過光隔離器件輸入到8051單片機進行分析處理,最後輸出處理結果。      1、前置放大電路   前置放大器主要考慮噪聲、輸入阻抗和共模抑制比這三項的影響。

    時間:2020-09-07 關鍵詞: 加速度傳感器 檢測儀 心率檢測儀 mems

  • 汽車MEMS市場營收預測,發展前景如何?

    汽車MEMS市場營收預測,發展前景如何?

      據IHS iSuppli公司的汽車MEMS市場追蹤報告,由於新車出貨增長降温,汽車MEMS市場增長勢頭將有所減弱,但由於安全設備裝配率不斷上升以及面臨降低排放的壓力,隨後將迎來擴張階段。   預計今年汽車MEMS營業收入將從2011年的22.5億美元上升到24.0億美元,增長6.6%。預計2013年增長率下降到5.8%,隨後在2014年回升到13.4%,屆時營業收入將增至28.8億美元,如圖1所示。    圖1:全球汽車MEMS營業收入預測 (以10億美元計)   到2016年,汽車MEMS營業收入將達到32.0億美元,增長4.4%。屆時,由於對電子穩定控制(ESC)以及輪胎壓力監測系統(TPMS)等汽車安全設備的需求減弱,汽車MEMS傳感器市場將趨於平穩。到那個時候,這些系統的安裝率將達到法規要求的水平,從而導致汽車MEMS增長變得更加温和。   ESC利用多個傳感器來探測和抑制打滑,在美國、歐洲、澳大利亞、韓國和日本得到越來越普遍的採用。TPMS用於監測充氣輪胎內部的氣壓,美國、加拿大、中國、韓國和歐洲都要求汽車配備這種系統。   雖然歐洲和中國等地的新車出貨量增長速度將會放慢,但MEMS傳感器的總體市場將繼續非常強勁地增長,汽車MEMS領域也將受益。   推動增長的新動力   2015年以後,有幾個因素將驅動汽車MEMS市場增長。   其中之一是中國TPMS市場的增長,預計銷售額將達到1.9億美元。TPMS強制安裝的截止期限較晚,要等到2015年年中。屆時在其它地區TPMS市場趨於成熟之際,中國TPMS市場將適時地站出來驅動整個產業的增長。   汽車翻滾探測將是另一個快速增長的應用領域。美國推出一項新的汽車安全規範措施,即汽車製造企業必須採取措施防止乘客在汽車翻滾事故中被彈出車外。這項規定將刺激面向該應用的陀螺儀與加速計市場在五年內增長18%。   第三個刺激因素將是汽油直噴(GDI)發動機。這種發動機具有較高的功率係數與效率,是幫助汽車滿足成熟汽車市場碳排放標準的關鍵技術。   歐洲在採用GDI燃油系統方面走在全球前列,戴姆勒Move、福特Sigma與Fox、標緻EB、雷諾/日產SIG與多種大眾車型中的EA111 /2111傳動系統,均採用了這種技術。但是,北美的GDI佔有率最終將超過全球其它地區,因該地區汽油發動機產量佔大多數。GDI在中國的佔有率較低,但將不斷增長。而日本則呈現小型化趨勢,重點放在較小的GDI渦輪增壓發動機上面。   推動汽車MEMS市場增長的另一個重要傳感器領域是真空剎車助力,在停啓應用出現後,真空剎車助力的發展也加快了速度。在這種應用中,壓力傳感器提供關於剎車系統中真空情況的參數:根據剎車過程中的壓力變化情況,一個泵被啓動併產生額外的真空,用於加大剎車力量。隨着停啓系統的市場配售率上升,2011-2016年真空剎車助力設備的出貨量將增長34.5%,達到1890萬套。   即將實施的要求安裝e-call(緊急呼叫)到遠程信息處理系統的規定,也將刺激傳感器銷售,尤其是歐洲市場中的汽車。專用加速計將獲得增長潛力。在安裝了e-call系統的汽車中,在汽車發生事故時該系統將自動呼叫距離最近的緊急事故處理中心,大幅縮短反應時間。該規定將於2015年第二季度末正式實施,預計將影響歐洲地區銷售的所有新車。   主要MEMS器件與應用   目前,四類器件合計佔汽車MEMS系統的99%。它們是壓力傳感器、加速計、陀螺儀與流量傳感器,其五年增長率均在3-12%。第五種器件是微型輻射熱測量儀,當2016年夜視系統開始快速增長的時候,這種器件的重要性也將隨之上升。   按銷售額計算,今年最大的五種汽車MEMS應用按降序排名是:ESC,安全氣囊,進氣歧管絕對壓力(MAP),TPMS與翻滾探測。

    時間:2020-09-07 關鍵詞: 汽車電子 傳感器 壓力傳感器 陀螺儀 mems

  • 便攜MEMS麥克風可以有效改善音質

    便攜MEMS麥克風可以有效改善音質

      越來越多的移動設備,如手機、耳機、相機和MP3,採用了先進的降噪技術,以消除背景音,提高聲音質量。要使這種先進技術付諸實施,所採用的多個麥克風不僅需具有抗射頻和電磁干擾的能力,還必須具有極小的尺寸。愛普科斯生產的MEMS麥克風是符合此要求的理想解決方案。作為目前市場上體積最小的麥克風,MEMS麥克風不僅提供極佳的音頻質量,而且具有優良的抗電磁干擾功能。   性能優良,佔用面積小   由於採用了Technitrol的MEMS(微電子機械系統)麥克風技術,一系列極具創新性的MEMS產品得以投放到在硅麥克風市場。首批上市的產品為愛普科斯T4000和T4010系列,在它們身上,匯聚了先進的MEMS和ASIC技術的設計能力、對用途的深入瞭解以及各種專利。   現在,產品系列中增加了數字輸出的麥克風,即T4030。新產品體積小,靈敏度為-26dB FS(全量程),信噪比為60dBA。即使聲級為100dB,失真度也低於1%。其頻率響應特點是高帶寬、低振幅波動(見圖1)。由於採用了PDM(脈衝密度調製)輸出,T4030對電磁干擾基本無反應。電源噪音抑制為-82dB FS。可通過一根信號線進行雙聲道傳輸,這使得立體聲或多麥克風應用變得容易,比採用模擬技術簡便得多。電源電壓在1.64V至2.86V之間。電力消耗為650μA,在待機模式下則低於10μA。      圖1:頻率響應曲線。   產品結構緊湊   T4030性能優良,尺寸極小,它最適合在移動設備中作降噪用途,因為在這些設備中,空間佔用往往是首要考慮的問題。這方面很好的例證是大北歐(GN Netcom)公司研製的捷波朗STONE藍牙耳機。大北歐是一家丹麥耳機生產商,其產品用於手機、聯絡中心和辦公室(見圖2)。捷波朗STONE是一款結構極緊湊的耳機,其特點是在噪音清除和自然聲音之間找到最佳的平衡,提供完美的音質。而要達到這種效果,只有採用雙麥克風捕捉聲音,同時僅對背景噪音進行智能過濾。正是出於這一目的,廠家選擇了尺寸小、性能優的T4000系列產品。   大北歐認為捷波朗STONE是一款革命性的產品,必將顛覆消費者對藍牙耳機的固有看法。“它造型獨特,降噪技術先進,不需要橫臂,是一個全新的產品概念,”大北歐移動通信部的副總裁安娜-R-拉斯穆塞這樣説道。      圖2:大北歐生產的捷波朗STONE藍牙耳機。   先進的降噪技術   在中高端移動設備中,消除噪音正日益變成一項標準要求。在接收路徑和傳輸路徑中,兩種降噪功能可以合併(見圖3)。如下圖所示,在接收路徑(藍色)中,麥克風1位於喇叭的旁邊,接收噪音,此噪音信號反相後添加到傳入的聲音中。反相的噪音信號與周圍噪音信號相消。這樣,用户可以更清晰理解對方的話音,即便在嘈雜的環境裏亦如此。      圖3:在接收和傳輸路徑消除噪音。   在傳輸路徑(黃色)中,麥克風2背對着口部,接收周圍噪音。麥克風3正對着口部,它同時接收周圍噪音和説話者的話音。在此,通過添加反相噪音信號,噪音被消除。此時,通話對方受到的周圍噪音干擾將減小。   使用三個以上的麥克風,可以設計出功能更強大和更復雜的降噪系統。隨着更多的麥克風植入到小型移動設備內,產品的尺寸大小已變得越來越重要。圖4展示了兩款安裝在電路板上的小型T4000麥克風。與此同時,用户對聲音質量的期望更高。將來麥克風的信噪比(SNR)將達到62dB,高出今天的一般水平55-59dB。如今,愛普科斯的T4020 MEMS性能優良,信噪比已達到62dB,而且信噪比更高的產品正在研製之中。      圖4:STONE耳機的電路板,上面安裝了兩個MEMS麥克風。

    時間:2020-09-06 關鍵詞: 智能手機 mems

  • mHealth勢不可擋,BioMEMS市場產值攀升

      意法半導體(STMicroelectronics,ST)與Quantenna CommunicaTIons攜手發佈一款可大幅加速無線機頂盒開發速度的 Wi-Fi 機頂盒參考設計平台。當部署多機共享數位錄放影機(mulTI-room Digital Video Recorder;DVR)服務時,該參考設計可大幅提升靈活性、視訊品質以及成本效益。   這款最新推出的 Wi-Fi 參考設計以意法半導體的高性能 STIH207 系統單晶片和Quantenna的 QHS710 4x4 多輸入多輸出(MIMO)晶片組為基礎,便於市場主要電信營運業者部署 IPTV 和隨選視訊系統(VOD)服務。這兩大技術組合為客户提供先進的 Wi-Fi 參考設計,可實現具高穩定性的高畫質視訊用户體驗,並加速電信營運業者和服務供應商的產品上市時間。   意法半導體數位融合事業羣副總裁暨統一平台產品部總經理Laurent Remont表示,消費者無需重新連接纜線即可在家中靈活地增裝和移動電視機,這樣的要求對於目前的營運業者無疑是一個巨大的挑戰,透過整合Quantenna的 Wi-Fi 晶片組與意法半導體的 STIH207 機上盒客户端或 Orly STiH416 伺服器單晶片控制器,意法半導體的客户端與閘道參考設計可帶來最高性能,為消費者提供更高的靈活度和自由度。   Quantenna執行長Sam Heidari表示,涵蓋整個家庭的 Wi-Fi 網路及具有固定網路品質的視訊品質,讓Quantenna新的參考設計能夠達到營運業者要求的用户體驗水準。Quantenna具可靠性和靈活性的 4x4 MIMO 方案可協助電信營運業者節省大量的服務成本,同時也擴展Quantenna在成長型 IPTV 市場的地位。新參考設計能夠在不犧牲性能或品質的情況下,滿足電信營運業者對低營運成本的需求。

    時間:2020-09-05 關鍵詞: 醫療設備 移動醫療 醫療市場 mems

  • 2015年醫療用MEMS運動傳感器將增長至6080萬美元

    2015年醫療用MEMS運動傳感器將增長至6080萬美元

      作者Marwan Boustany是IHS公司MEMS與傳感器資深分析師。   從可以記錄心率的智能手錶,到可以追蹤身體活動的智能臂帶,可佩戴電子產品與健康監控設備正在日益吸引關注自身健康的消費者興趣,用於這些產品的MEMS傳感器的出貨量將在短短五年內增長三倍以上。   據IHS iSuppli公司,從2000萬美元左右的穩定基礎開始起步,預計可佩戴電子產品與健康監控設備中的MEMS運動傳感器營業收入今年將增至3100萬美元,2014年上升33%至4130萬美元。2015年將進一步增長47%至6080萬美元。   未來五年中,最大增幅將出現在2016年,屆時年度營業收入將跳增50%至9150萬美元。屆時該市場將是2011年2080萬美元規模的四倍以上。   有兩個趨勢暗示,可佩戴與移動健康技術市場將不斷增長,進而促進用於這些應用的MEMS運動傳感器市場的增長。第一個趨勢是,全球各地的平均期望壽命延長,同時心血管疾病與糖尿病等疾病高發。第二個趨勢是人們越來越重視健康保養問題。人們對於健康營養、膳食計劃、體育館會員資格和基於健康的移動應用的需求快速上升,反映出人們對於健康更加重視。   例如,由於僱主設法改善企業的健康策略,FitLinxx Pebble和Fitbug等活動監控器正在戴到越來越多的消費者手上。在美國,這在一定程度上緣於消費者指定的醫療保健計劃以及平價醫療法案 (Affordable Care Act),該法案激勵保險商採取疾病預防手段。這 些企業計劃為新型監控設備開闢了另一個推廣渠道。   市場驅動因素以及主要可佩戴電子產品   有幾個因素將幫助驅動該市場增長。首先,傳感器技術已經成熟,已通過智能手機而提供給消費者。智能手機採用加速計、陀螺儀以及電子羅盤等傳感器。迄今為止,智能手機使用了數以10億計的傳感器,幫助降低了傳感器的平均銷售價格並改善了其生產情況。   被診斷為存在與缺乏鍛鍊有關的健康問題的病人,也是推動該市場增長的一大因素。在醫生或者僱主的鼓勵下,這些人開始追蹤自己的活動情況並管理自己的身體狀況。   其它重要驅動因素包括藍牙低能量4.0通訊協議的普及與適用性,以及傳感器四方a集運倉電話努力促進傳感器的集成以及小型化。   從集成與小型化方面來看,傳感器融合技術以及小型二合一傳感器的出現,比如法國-意大利企業意法半導體、美國InvenSense及德國博世推出的9軸慣性測量單元,使得四方a集運倉電話更容易把運動傳感器整合到多種可佩戴產品之中。   InvenSense等傳感器供應商推出的開發工具,同樣激發了體育應用設計師的想像力。新產品不斷湧現,比如帶有運動傳感器監測跳躍高度以及運動速度的滑板與滑雪板,以及用於改進游泳技術的9軸動作追蹤臂帶。   在預測期末端的2016年,採用MEMS運動傳感器的主要可佩戴電子設備將是活動監控器。目前已有巨大需求,這種產品採用一個內置的加速計用於監控運動和提供反饋,比如熱量消耗情況。   計步器將是第二大應用,用於幫助確定所走的步數,現已成為流行的鍛鍊測量產品;其次是智能手錶與智能眼鏡,將成為下一個最大應用。在智能手錶領域,據傳蘋果不久將推出一款iWatch產品,谷歌與三星也在考慮進入這個領域。   雖然可佩戴技術與移動健康市場的繁榮發展已經萬事具備,但活動監控器與類似器件能否得到大規模採用將取決於四方a集運倉電話能否成功推出所謂的真正生活方式產品。這類產品將是可穿戴的、類似於珠寶首飾那樣佩戴而且不引人注意,使得佩戴者能夠把這些設備與普通的服裝和配飾搭配在一起。這類產品也應該容易使用、性能可靠和價格誘人,這樣才能最大限度地得到消費者的青睞。   可佩戴電子產品與健康監控市場的增長,將為MEMS運動傳感器製造商創造一個非常好的營業收入增長機會。

    時間:2020-09-04 關鍵詞: 傳感器 運動傳感器 監控設備 醫療市場 mems

  • VereFlu檢測系統能檢測檢測H7N9病毒並提供監測系統

    VereFlu檢測系統能檢測檢測H7N9病毒並提供監測系統

      Veredus實驗室宣佈現版VereFlu能夠檢測當前引起中國禽流感爆發的H7N9(禽流感)亞型病毒。H7N9是最新的禽流感基因變異,已經引起該地區社會的廣泛關注,中國政府已加強對禽流感的監控。VereFlu檢測系統於2008年發佈,基於意法半導體的片上實驗室平台,在Veredus實驗室的VerePLEXTM生物系統上運行,是市場首款在片上實驗室平台集成兩個強大的分子生物技術應用、聚合酶鏈反應(PCR)和基因芯片的流感檢測方法。      VereFlu是便攜式片上實驗室應用,可隨時隨地快速檢測出所有的主要流感類型。與現有的診斷方法不同,VereFlu是一個具有突破性的分子診斷檢測方法,可在兩個小時內精確、靈敏地檢測出傳染病病毒,並提供相關的基因信息,過去通常需要數天至幾周的時間。由於自動化程度非常高,醫務人員可在傳統實驗室外隨時隨地進行檢測。除當前的H7N9禽流感外,VereFlu被證實還可一次性檢測出並區分人類甲型流感病毒(H1, H3, H5, H7, H9)和乙型病毒,包括禽流感H5N1亞型和2009年流行的H1N1/2009亞型病毒。   Veredus 實驗室首席執行官Rosemary Tan表示:“在得知中國爆發禽流感後,我們通過in-silico[1]試驗確認,現版VereFlu流感檢測系統能夠檢測出引起這次禽流感爆發的 H7N9亞型病毒,以及人類甲型和乙型流感病毒。這證實了我們當初設計這項檢測時的願景,醫療業需要一個多重基因擴增分子檢測方法,不僅能夠檢測普通季節性流感亞型病毒,還可檢測新出現的亞型病毒,包括當前流行的能夠由動物傳染至人類的H7N9亞型禽流感病毒。VereFlu可幫助我們的客户檢測H7N9 病毒並即刻提供一個可被部署到現場監測疫情變化的快速可靠的監控系統。”   關於Veredus實驗室私人有限公司   Veredus 實驗室私人有限公司成立於2003年,於2005年推出首款產品。Veredus實驗室是意法半導體在新加坡擁有多數股權的子公司。意法半導體是橫跨多重電子應用領域、全球領先的半導體供應商(STMicroelectronics,簡稱ST;紐約證券交易所代碼:STM)。   Veredus專業研製和銷售創新的多路複用分子診斷解決方案,目標市場包括臨牀、特種和定製測試市場,其產品基於意法半導體獨有的片上實驗室平台。片上實驗室平台的商標是VerePLEXTM 生物系統,採用微機電系統(MEMS)與微射流技術,集成多路複用的DNA放大電路和基因芯片,能夠快速、經濟、準確地分析生物材料。

    時間:2020-09-04 關鍵詞: 監測系統 意法半導體 基因芯片 mems

  • 工業與醫療電子市場疲軟對高價值MEMS有何影響?

      2013年4月15 -- 中國訊 -- 艾默生網絡能源公司(Emerson Network Power)是艾默生集團(紐約證券交易所代號:EMR)的其中一個業務部門,專為世界各地的OEM四方a集運倉電話提供高度靈活的嵌入式計算技術和電源產品,這方面的技術更一直居世界前列。該公司宣佈推出一系列可支持深層封包檢測(DPI)功能並可實時實施投產的全新平台。艾默生網絡能源這系列稱為Centellis™ 的 40G ATCA® 系統已預載該公司新推出的 FlowPilotÔ 負載平衡軟件,網絡設備供應商只要利用這個平台,便可更快開發和推出可支持深層封包檢測功能的設備,其中包括採用線纜焊塊(bump in the wire)技術的系統,例如可提供政策執行、安全網關連接、防火牆、網絡監控和優化、以及合法監聽等功能的設備。   這套全新的FlowPilot軟件程序充分利用艾默生網絡能源領先同業的ATCA*平台技術,為網絡情報搜尋系統提供一個理想的平台,讓用户可以立即在符合成本效益和承受較少投資風險的前提下添置具備情境感知能力的網絡設備。首發版的FlowPilot軟件負責統一執行平台的所有封包分派工作,以便降低延遲時間,並確保能以最高線速操作。此外,FlowPilot軟件也同時通過具備情境感知能力的封包分派功能,確保所有數據處理刀片系統都能順利接收和發送封包。艾默生網絡能源一直與網絡情報搜尋軟件的專家Qosmos合作,可以充分利用該公司這方面的技術,讓客户可以直接進入個別的處理器、核心或虛擬機管理其中的數據流。   艾默生網絡能源嵌入式計算產品部市場營銷總監 Rob PetTIgrew 表示:「帶寬的需求量和多媒體數據的傳輸量一直急劇上升,此外,網絡也日趨整合,而網絡的保密要求也越趨嚴格,因此開發商研發具備傳輸線檢測、帶寬優化和網絡保密等功能的網絡設備時,必須為高速傳輸線的關鍵控制點提供一個理想的網關解決方案。這些供應商必須專注於應用方面的問題,不應多花時間研究相關應用背後的技術,例如,如何管理計算平台內的數據流,只有這樣他們才可推出具有獨特個性的產品。我們這個高度集成的全新深層封包檢測平台可以立即實施投產,因此是解決以上問題的理想方案。」   艾默生網絡能源最近加入了“網絡情報聯盟(Network Intelligence Alliance)”,這是一個由網絡技術開發商創立的業界組織,以加強四方a集運倉電話之間的合作為宗旨。艾默生為業界提供一系列型號繁多的ATCA產品,而“網絡情報聯盟 (Network Intelligence Alliance)”其他的成員公司則提供各種相關的增值產品和服務。該公司相信業界之間的合作可以簡化網絡設備供應商的產品開發流程,讓他們可以更快推出網絡情報方面的新產品。   關於艾默生網絡能源   艾默生網絡能源是艾默生集團(紐約證券交易所股票代號:EMR)旗下的子公司,轄下有嵌入式計算產品部和電源產品部兩大業務部門,一直為航天系統、國防設備、計算系統、健康護理產品、工業製品和電信設備等市場提供各種具有高度靈活性的嵌入式計算系統及電源產品,備受客户和合作夥伴的尊崇和信賴。艾默生網絡能源的嵌入式計算解決方案、交流/直流和直流/直流電源產品以及各種不同的技術支持服務可讓客户大幅節省設計時間,而且所有解決方案都具有高度的靈活性,能切合客户的特殊需要,即使是舊型號產品,只要仍然是系統的必要組件之一,都會獲得妥善的技術支持,確保有關產品在其壽命週期內發揮最高的成本效益。如欲進一步瞭解艾默生網絡能源的嵌入式計算和電源產品以及相關服務,可瀏覽網頁www.EmersonNetworkPower.com。   關於艾默生   總部位於美國密蘇里州聖路易斯市的艾默生(紐約證券交易所股票代號:EMR)是一家全球領先的公司,該公司將技術與工程相結合,為世界各地的工業、商業及消費者市場客户提供創新性的解決方案。集團業務分為過程管理、工業自動化、網絡能源、環境優化技術以及商業和住宅系統等五大領域。該公司2012財年的銷售額達244億美元。如欲瞭解進一步信息,歡迎訪問 www.Emerson.com。

    時間:2020-09-04 關鍵詞: 傳感器 醫療電子 mems

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