最新MEMS传感器的新特性：不动带宽测试

对于使用MEMS加速度计和陀螺仪的工业系统，优化带宽可能是一个重要的考虑因素。这在精度（噪声）和响应时间之间进行了经典的权衡。虽然大多数MEMS传感器制造商都指定了典型带宽，但通常需要验证传感器或整个系统的实际带宽。表征加速度计和陀螺仪的带宽通常采用振动台或其他机械激励源。准确的表征需要彻底了解应用于被测器件（DUT）的运动。在此过程中必须管理几个潜在的错误源。机械带宽表征中的一个常见误差源是共振。机械共振可能源于维护源维护不良，DUT耦合到激发源，参考传感器放置和其他来源不良。隔离这些类型的错误可能非常耗时，并且会给关键项目进度表带来风险。

大多数MEMS传感器都具有自检功能，可以在部署任务关键型应用程序之前测试传感器。该功能可以锻炼传感器的机械结构，以模拟其设计用于测量的外力。此诊断也可用于模拟步进输入功能。对此步骤输入的响应可提供有关传感器带宽的有用见解。例如，ADIS16080偏航率陀螺仪的频率响应主要由其初级低通滤波器控制，该滤波器设置为40 Hz。对于在自测引脚上应用的步进输入，需要以下响应：

r （ t ）= 1 - e - t2pf

传感器的阶跃响应和带宽之间的这种简单关系可以提供有助于验证过程的线索。指数响应的时间常数是当输出达到其最终值变化的63.2％时。对于40 Hz单极系统，这将在施加阶跃响应后大约4 ms发生。

确定传感器的阶跃响应可用于隔离在带宽表征期间观察到的谐振条件。图1显示了使用ADIS16080的系统的频率响应。该图显示了100Hz的共振。乍一看，我们不知道这种共振是由于传感器的行为，还是由于系统中的机械共振引起的。幸运的是，由自测功能确定的阶跃响应可以区分这两种效应。图2提供了两种情况的图表：由测试设置或传感器本身产生的共振。

使用此技术时，请记住它依赖于建立之间的关系阶跃响应和频率响应。随着过滤器结构变得更加复杂，建立此链接变得更加困难。例如，2极56 Hz系统的时间常数与单极40 Hz系统的时间常数相同。此外，步进输入信号的上升时间必须超出DUT的响应时间。自测功能本身内的慢响应将影响整体响应，并在传感器中出现较低带宽。

该技术提供了一种独立的方法，用于隔离MEMS传感器频率响应中的意外行为。它还能够快速检查制造商的带宽声明，而无需任何机械激励。