關(guān) 閉

新聞中心

EEPW首頁 > 工控自動化 > 設(shè)計應(yīng)用 > 如何降低傾斜傳感器ADIS16209的功耗

如何降低傾斜傳感器ADIS16209的功耗

作者: 時間:2010-11-01 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

建立時間是在規(guī)定精度AE范圍內(nèi)穩(wěn)定到最終值所需的時間。圖5顯示兩條瞬態(tài)響應(yīng)曲線,指示每條曲線達到0.1 g精度所需的建立時間。

圖 5. 上電瞬態(tài)響應(yīng)

本例中,誤差預(yù)算允許0.2°的建立精度。正弦公式提供一種將此目標(biāo)轉(zhuǎn)變成加速度衡量指標(biāo)的簡單方法。

使用諸如Excel或MATLAB之類的工具對此公式進行建模將非常簡單。如果使用Excel,輸出在N = 16時的第18次采樣和N=64 時的第65次采樣達到距0.5 g約3 mg內(nèi)的水平。將這些數(shù)值分別除以采樣速率(200 SPS),可針對21ms (N = 1)、 90ms (N = 16)和325ms (N = 64)這些設(shè)置提供建立時間估計值。假設(shè)熱建立的相關(guān)誤差可忽略不計(如合理的話)。因為所考量的器件提供了溫度校準(zhǔn)響應(yīng),所以這一假設(shè)應(yīng)該可以接受。驗證此假設(shè)為在最終表征過程中確認(rèn)精度提供了好機會。

此類系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集時間T3不需要超過一個采樣周期,因為所有必需的校正和濾波都在器件內(nèi)部實現(xiàn)。采集時間只會使總體測量時間增加5ms。

4. 使與周期時間相關(guān)
此分析的最后一部分與平均和周期時間有關(guān),周期時間實際上等于各測量事件之間的時間量。表2總結(jié)了重要的周期供電因素,包括數(shù)據(jù)手冊中規(guī)定或通過該簡單分析過程產(chǎn)生的因素,以及完全啟動(周期供電)和休眠模式恢復(fù)(周期休眠)的次數(shù)。

表 2.關(guān)鍵周期供電參數(shù)匯總

周期供電周期休眠
PON
46.2 mW
POFF3.3 µW1.15 mW
TM, N = 1190 + 21 + 5 = 216 ms2.5 + 21 + 5 = 28.5 ms
TM, N = 16190 + 90 + 5 = 285 ms2.5 + 90 + 5 = 97.5 ms
TM, N = 64190 + 325 + 5 = 520 ms2.5 + 325 + 5 = 332.5 ms

下面通過計算舉例說明,使用這些參數(shù)來分析和比較一個要求測量速率為1SPS的系統(tǒng)的周期供電和周期休眠。

周期供電:

周期休眠:

這里的周期休眠非常有利。但是,如果將周期時間增加至每分鐘采樣一次(TC = 60 s),周期供電方式的平均會是0.2mW,而周期休眠方式為1.2 mW。圖6所示為周期時間與平均功耗的關(guān)系。

圖 6.周期時間與平均功耗的關(guān)系

休眠模式保留全部初始化值,同時關(guān)閉系統(tǒng)其余部分。盡管保持這些設(shè)置需要一定功率,但恢復(fù)時間要比完全啟動更快。具有可編程休眠時間和自動喚醒功能。這種解決方案非常適用于那些具有數(shù)據(jù)就緒信號喚醒功能的主處理器,在讀取所需數(shù)據(jù)后命令再次在另一個固定的周期內(nèi)重新處于休眠模式。使用休眠模式的另一 MEMS產(chǎn)品實例是振動傳感器ADIS16223,該傳感器收集并儲存振動數(shù)據(jù),自動返回至休眠模式,然后啟動對另一測量事件的倒計時。這種傳感器非常適合需要進行周期性監(jiān)控的系統(tǒng),無需分配處理器資源來管理休眠模式和數(shù)據(jù)收集模式。

這里通過簡單分析提供了部分有用的深度信息。具體而言,在某些情況下,不管休眠模式需要多少功率,通過休眠模式管理仍然能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能。在上述示例中,需要以1 SPS速率進行測量的系統(tǒng)采用休眠模式,省電能力提高了4倍。此處,休眠模式針對最高6s的測量周期時間可實現(xiàn)節(jié)能。對于測量周期時間更長的系統(tǒng),與關(guān)斷性能相關(guān)的功率開銷更低,從而使得平均功率電平更低。

結(jié)論
無論是出于經(jīng)濟還是環(huán)保原因,功耗的要求都很普遍。功耗可以減小功率轉(zhuǎn)換器、電池和太陽能電池等電源的尺寸和成本。其他潛在好處還包括熱和機械設(shè)計要求,降低EMI輻射,有利于環(huán)境影響評級。

對于重視高集成度傳感器產(chǎn)品但又不得不考慮盡可能降低功耗的工程師而言,本文提到的概念和分析方法提供了一個很好的起點。更重要的是,因為每種系統(tǒng)設(shè)計都存在新的機會與風(fēng)險,所以確定并分析影響總體功率目標(biāo)特性的相關(guān)思考過程將更加重要。完成初始分析之后,或許一句俄羅斯諺語“Доверяй, но проверяй`”(“信任,但要確認(rèn)”)最能說明該確保最終成功實現(xiàn)。要跟蹤重要假設(shè),例如建立精度(3 mg)及熱建立因素是否會有影響。如果有合適的硬件,要在盡可能匹配其預(yù)期使用條件的情況下測試這些解決方案。最后,測試這些假設(shè)將增加自信,并可調(diào)整改善新假設(shè),以用于今后的電源管理方法分析。


上一頁 1 2 3 下一頁

關(guān)鍵詞: ADIS16209 功耗 傳感器 傾斜 降低 如何

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉