經(jīng)過對MEMS加速度計(jì)的調(diào)查發(fā)現(xiàn),目前一個產(chǎn)品確實(shí)不能同時提供最低噪聲和最低功耗。將ADXL355等低噪聲加速度計(jì)與一款受歡迎的低功耗加速度計(jì)相比較時,ADXL355具備如下表現(xiàn):
噪聲密度為20μg/Hz1/2,低9倍
功耗為338 μW,高大約13倍
當(dāng)傳感器未在使用時,如果應(yīng)用對傳感器周期供電以節(jié)省電能,噪聲與功耗的關(guān)系會大不相同。這種差異來源于建立時間,這可能讓有些人大吃一驚。在需要對一組連續(xù)數(shù)組的傳感器數(shù)據(jù)求均值以達(dá)到關(guān)鍵不確定性條件的應(yīng)用中,填充該數(shù)組所需的時間會直接影響總建立時間。
例如,ADXL355數(shù)據(jù)手冊中的艾倫方差曲線表明,0.01秒的均值時間會將其不確定性降至100 μg以下。要在低功耗傳感器中實(shí)現(xiàn)類似水平的不確定性,所需均值時間將比ADXL355長81倍,因?yàn)榫?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/濾波器/" target="_blank">濾波器的降噪幅度與均值時間的平方根成比例。
等式1和2用各傳感器/濾波器組合支持單一數(shù)據(jù)記錄達(dá)到這種精度水平所需的能量來量化上述取舍關(guān)系。估算結(jié)果相當(dāng)有意思,短得多的均值時間(tLP = 81 × tADXL355) 導(dǎo)致ADXL355的能量要求 (EADXL355) 要比低功耗器件的能量要求(ELP)低6倍。
等式3反映的是功耗,即上述能量水平除以每次測量的間隔時間(T)。
圖1. 功耗與測量周期時間的關(guān)系
觀察這種關(guān)系對應(yīng)的圖形(圖1),可得出幾個有意義的結(jié)果。第一,測量周期時間(T)小于0.81秒時,低功耗器件支持連續(xù)工作。第二,測量周期時間大于約0.13秒時,ADXL355解決方案的功耗更低。
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原文標(biāo)題:低噪聲和低功耗不可兼得?這可不一定
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