技術(shù)在不斷的演進(jìn)，上述老一代MEMS傳感器變得越來越過時(shí)，新一代的傳感器設(shè)計(jì)面臨很多新的挑戰(zhàn)，比如：

　　1. 數(shù)據(jù)輸出的接口有標(biāo)準(zhǔn)的要求（模擬接口向數(shù)字接口轉(zhuǎn)變）；數(shù)據(jù)安全性標(biāo)準(zhǔn)問題；

　　2. 測(cè)量范圍的擴(kuò)大（即同樣的一個(gè)傳感器單元要能夠?qū)崿F(xiàn)低量程到高量程的自適應(yīng)）；

　　3. 輸出信號(hào)頻帶可選性（即位移發(fā)生時(shí)候的信號(hào)是很多頻率信號(hào)混雜在一起的，有高頻的，有低頻的，因?yàn)榕鲎彩且粋€(gè)綜合事件。而安全氣囊要不要彈開？這就需要去判斷特定頻帶下的一個(gè)信號(hào)）；

　　4. 自測(cè)機(jī)制（傳感器是整個(gè)判斷機(jī)制的主要信息來源，根據(jù)傳感器的數(shù)據(jù)來決定氣囊是不是要彈開？那么這個(gè)決策如果錯(cuò)了，不彈開，那后果可想而知，但是不該彈開的時(shí)候彈開了后果也可想而知。所以傳感器的數(shù)據(jù)必須可靠，所以必須有自測(cè)的功能）；

　　5. 溫度的補(bǔ)償；零點(diǎn)的補(bǔ)償?shù)纫捕挤浅Ｖ匾?。這些要求如果純粹用純模擬的器件完成，雖然可以把精度做的很高，例如使用非常高性能的運(yùn)放、調(diào)理電路，但是沒法做出靈活性和可重復(fù)性。

　　而新一代MEMS傳感器集成Σ-Δ型ADC后，由于Σ-Δ架構(gòu)輸出的是數(shù)字信號(hào)，所以可以非常方便的對(duì)其進(jìn)行零點(diǎn)校正、溫度補(bǔ)償?shù)龋羞@些任務(wù)都可以在Σ-Δ型ADC內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。

　　ADXRS800：集成16位Σ-Δ型ADC的汽車級(jí)角速度傳感器

　　ADXRS800是一款極其穩(wěn)定、振動(dòng)抑制性能極高的創(chuàng)新型汽車級(jí)陀螺儀，適合汽車電子穩(wěn)定性控制、側(cè)翻檢測(cè)和俯仰檢測(cè)等應(yīng)用。它集成了16位Σ-Δ型ADC，對(duì)線性加速度的抵御度為0.03°/s/g，振動(dòng)校正特性為0.0002°/s/g2，+105°C時(shí)的噪聲密度為0.02°/s/√Hz，整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)和產(chǎn)品壽命期間的零點(diǎn)失調(diào)偏差最大值僅為3°/s。

　　圖4. ADXRS800：第一顆汽車用數(shù)字型角速度傳感器。

　　ADXRS800的連續(xù)自測(cè)架構(gòu)簡化了故障檢測(cè)算法，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師可以將故障檢測(cè)快速集成到設(shè)計(jì)中。其機(jī)電系統(tǒng)的完整性通過以下方法來檢查：對(duì)傳感結(jié)構(gòu)施加一個(gè)高頻靜電力，以便與基帶中的實(shí)際速率信號(hào)區(qū)分開來，然后濾除實(shí)際速率信號(hào)，使傳感器輸出不受干擾。

　　由于動(dòng)態(tài)范圍非常寬，ADXRS800能夠檢測(cè)高達(dá)±300°/s的角速率，同時(shí)在低端提供80 LSB/°/s的高分辨率。采用80 Hz濾波器時(shí)，噪聲低至0.16°/s rms。角速率數(shù)據(jù)以16位字形式提供，作為32位串行外設(shè)接口（SPI）消息的一部分。

　　汽車電池監(jiān)控系統(tǒng)中的用武之地

　　ADI公司集成了16位Σ-Δ型ADC、PGA、和處理器內(nèi)核的精密傳感器SoC ADuC703x為用戶提供了一個(gè)經(jīng)濟(jì)、高效的電池測(cè)量方案，可實(shí)現(xiàn)超高動(dòng)態(tài)范圍和精度的電流測(cè)量、電壓測(cè)量、和溫度測(cè)量。ADuC703x不僅可配合監(jiān)控器IC來進(jìn)行新能源汽車電池的監(jiān)控，還在傳統(tǒng)汽車的電池監(jiān)控中有極高的市場占有率。

　　Start-Stop系統(tǒng)在汽車等紅燈的時(shí)候，將發(fā)動(dòng)機(jī)熄滅，而當(dāng)綠燈亮的時(shí)候再點(diǎn)著，這樣做的目的是不讓發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)，還能省下很多油。這個(gè)應(yīng)用目前在歐洲的使用率很高。而這個(gè)系統(tǒng)的大功臣就是電池傳感器，有了它就能夠知道電池的狀態(tài)，從而為駕駛者下一步的動(dòng)作提供依據(jù)。

　　圖5. Σ-Δ型ADC用于汽車電池監(jiān)控系統(tǒng)。

　　該電池監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一些非?？量痰囊螅枰獙⒁粋€(gè)傳感器安裝在電池部位去精確的檢測(cè)電池的電壓、電流和溫度，根據(jù)這些計(jì)算電池的電量狀態(tài)。極寬的電流范圍是很大的挑戰(zhàn)，汽車啟動(dòng)時(shí)的電流達(dá)到幾百安培的水平，而熄火的時(shí)候又只有幾十毫安，從幾百安到幾十毫安幾萬倍的動(dòng)態(tài)范圍都得測(cè)。

　　一般是將檢流電阻安裝在電池充放電的回路里，電流流過產(chǎn)生非常小的電壓，幾毫安的時(shí)候電壓才是微伏級(jí)。這么小的信號(hào)很難檢測(cè)，所以需要將信號(hào)放大很多倍；而當(dāng)汽車正常行駛的時(shí)候電流又很大，這時(shí)檢流電阻上的電壓很大，所以電池傳感器要求有非常大的放大倍數(shù)和非常高的分辨率，并且因?yàn)閯?dòng)態(tài)范圍很大，16位的ADC不夠測(cè)量，還必須加上PGA，ADC與PGA兩者相結(jié)合，調(diào)整放大倍數(shù)，才能測(cè)量從毫安級(jí)到百安級(jí)的動(dòng)態(tài)范圍。

　　如前所述，ADuC703x中加入了許多其他功能，如PGA、16位Σ-Δ型ADC、零點(diǎn)消除、零點(diǎn)斬波等。業(yè)內(nèi)人士知道，一般單獨(dú)的PGA、Σ-Δ型ADC性能優(yōu)良較容易做到，它們整合起來真正做到高分辨率和高精度，是需要相當(dāng)?shù)募夹g(shù)實(shí)力的，尤其在如上述這么大動(dòng)態(tài)范圍情況下。ADuC703x用16位ADC就能檢測(cè)到20mA的精度，這是目前業(yè)界最高水平。