这是ISSCC周,我看到了一些有趣的事情,其中一些不仅仅是有趣,而且可能是重要的。我的重点是MEMS、传感器和新兴技术。在接下来的几天里,我将继续关注这里的一些细节。
在MEMS/传感器领域,就像去年的情况一样(在那里我们做了整个系列), ISSCC的重点是传感器的调节电路,而不是传感器本身。他们所解决的问题是尽可能少地校准就能获得更好的分辨率或精度。
首先,第一篇论文讨论了加速度计中的漂移源(或极低频噪声,因为它是可逆的)。大多数这样的补偿处理传感器或调节电路本身的非理想状态。但这却引起了一些你可能认为完全不是问题的问题:由于机械应力和湿度,连接加速度计传感器和它的配套ASIC的键合线所产生的电容变化(考虑到它们大多不在同一个硅上)。
你可能不认为这是重要的原因是一个简单的事实,包装的部件通常有被塑料封装的键合线,限制了它们的移动。事实上,有人提出了这个问题(因为导致这篇论文的实验是用暴露的键合线完成的,可以手动偏转),而且,公平地说,这篇论文并没有说明实际可能存在多少偏转。然而,他们确实说过,1微米的偏转可以产生14毫克的偏移(这里的“G”是重力/加速度G,就是你“拉”的那种,在论文中显示为“mg”,在我看来太像毫克了)。13 μ m的偏转使偏移量一直达到100 mG的最大可容忍误差。
另一个问题是封装对水分的吸收,这会改变材料的介电常数,从而改变电容。
由于设计和生产而产生的大多数其他系统误差都可以在工厂校准。然而,这是不可能的。所以这篇论文提出了一种方法。
主要的挑战是隔离键合线的电容和由此产生的误差。他们采取的方法是将其调制到频谱的一个区域,该区域在低噪声部分内,但在工作信号波段之外。他们通过施加一个随时间变化的反馈力来做到这一点,通过测量,他们可以对误差进行修正。
经典的加速器有两个静电元件,一个用于强制,一个用于感应。但是为了节省空间,他们(或者,至少是这个)只有一个。因此,他们必须将校正与传感器的正常操作进行时间倍增,以提供持续的校正。
您可以在论文11.1中找到该方法的详细信息。