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目前的趋势是将MCU与三个或更多MEMS传感器组合在一个封装中。其中一个例子是意法半导体的LIS331EB,它将三轴数字加速度计与微控制器结合在一个3 x 3 x 1 mm封装中。该微控制器是一款超低功耗ARM Cortex-M0,具有64 KB闪存,128 KB RAM,嵌入式定时器,2xI2C(主/从)和SPI(主/从)。LIS331EB还可以内部处理外部传感器(总共9个)检测到的数据,例如陀螺仪,磁力计和压力传感器。作为传感器集线器,它将所有输入与iNEMO Engine软件融合在一起。STMicroelectronics的iNEMO发动机传感器融合软件套件采用一套自适应预测和滤波算法来感知(或融合)来自多个传感器的复杂信息。
CCD传感器是一种新型光电转换器件,它能存储由光产生的信号电荷。当对它施加特定时序的脉冲时,其存储的信号电荷便可在CCD内作定向传输而实现自扫描。它主要由光敏单元、输入结构和输出结构等组成。它具有光电转换、信息存贮和等功能,而且集成度高、功耗小,已经在摄像、信号处理和存贮3大领域中得到广泛的应用,尤其是在图像传感器应用方面取得令人瞩目的发展。CCD有面阵和线阵之分,面阵是把CCD像素排成1个平面的器件;而线阵是把CCD像素排成1直线的器件。由于在*领域主要用的是面阵CCD,因此这里主要介绍面阵CCD。
CCD是由许多个光敏像元按一定规律排列组成的。每个像元就是一个MOS电容器(大多为光敏二极管),它是在P 型Si衬底表面上用氧化的办法生成1层厚度约为1000A~1500A的SiO2,再在SiO2表面蒸镀一金属层(多晶硅),在衬底和金属电极间加上1个偏置电压,就构成1个MOS电容器。当有1束光线投射到MOS电容器上时,光子穿过透明电极及氧化层,进入P型Si衬底,衬底中处于价带的电子将吸收光子的能量而跃入导带。光子进入衬底时产生的电子跃迁形成电子-空穴对,电子-空穴对在外加电场的作用下,分别向电极的两端移动,这就是信号电荷。这些信号电荷储存在由电极形成的“势阱”中。
CMOS传感器的每个像素都有一个将电荷转化为电子信号的放大器。因此,CMOS传感器可以在每个像素基础上进行信号放大,采用这种方法可节省任何无效的传输操作,所以只需少量能量消耗就可以进行快速数据扫描,同时噪音也有所降低。这就是佳能的像素内电荷完全转送技术。CCD与CMOS传感器是被普遍采用的两种图像传感器,两者都是利用感光二极管(photodiode)进行光电转换,将图像转换为数字数据,而其主要差异是数字数据传送的方式不同。
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