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ICM-20948芯片详解(4)

时间:2025/7/14 4:58:00来源:https://blog.csdn.net/phmatthaus/article/details/140896662 浏览次数: 0次

接前一篇文章:ICM-20948芯片详解(3)

五、组件概览及详述

再次给出ICM-20948芯片的内部结构框图:

1. 概览

ICM-20948由以下关键块和功能组成:

  • 带16位ADC和信号调节的三轴MEMS速率陀螺仪传感器
  • 带16位ADC和信号调节的三轴MEMS加速度计传感器
  • 带16位ADC和信号调节的三轴MEMS磁强计传感器
  • 数字运动处理器(DMP)引擎
  • 主I2C和SPI串行通信接口
  • 辅助I2C串行接口
  • 陀螺仪、加速计和磁强计自检
  • CLOCKING
  • 传感器数据寄存器
  • FIFO
  • FSYNC
  • 中断
  • 数字输出温度传感器
  • Bias and LDOs
  • 电荷泵
  • 电源模式

2. 组件详述

(1)带16位ADC和信号调节的三轴MEMS速率陀螺仪传感器

ICM-20948由三个独立的振动MEMS速率陀螺仪组成,用于检测围绕X、Y和Z轴的旋转。

当陀螺仪围绕任何感测轴旋转时,科里奥利效应会引起由电容式拾取器检测到的振动。产生的信号被放大、解调和滤波,以产生与角速率成比例的电压。该电压被数字化,通过单独的片上16位模数转换器(ADC)对每个轴进行采样。

陀螺仪传感器的满标度范围可以数字编程为±250、±500、±1000或±2000度每秒(dps)。

(2)带16位ADC和信号调节的三轴MEMS加速度计传感器

ICM-20948的3轴加速计为每个轴使用单独的检测质量块。沿特定轴的加速度在相应的检测质量块上引起位移,电容式传感器对位移进行差分检测。ICM-20948的体系结构降低了加速度计对制造变化和热漂移的敏感性。

当设备放置在平面上时,它将在X轴和Y轴上测量0g,在Z轴上测量+1g。加速度计的比例因子在工厂校准,名义上与电源电压无关。

每个传感器都有一个专用的sigma-delta ADC,用于提供数字输出。数字输出的满标度范围可以调整为±2g、±4g、±8g或±16g。

(3)带16位ADC和信号调节的三轴MEMS磁强计传感器

三轴磁力计采用高灵敏度霍尔传感器技术。IC的磁力计部分包含用于检测X、Y和Z轴地磁的磁传感器、传感器驱动电路、信号放大器链和用于处理来自每个传感器的信号的算术电路。

每个ADC具有16位分辨率和±4900µT的满标度范围。

(4)数字运动处理器

ICM-20948内的嵌入式数字运动处理器(DMP)从主处理器卸载运动处理算法的计算。DMP从加速计、陀螺仪和附加的第三方传感器(如磁力计)获取数据,并对数据进行处理。结果数据可以从FIFO读取。DMP可以访问外部引脚,这些引脚可用于生成中断。

DMP的目的是减轻主机处理器的时序要求和处理功耗。通常,运动处理算法应该以高速率运行,通常在200Hz左右,以便以低延迟提供准确的结果。即使应用程序以更低的速率更新,这也是必需的;例如,低功耗用户界面的更新速度可能低至5Hz,但运动处理仍应以200Hz运行。DMP可用于最小化功耗、简化时序、简化软件架构,并在主机处理器上节省宝贵的MIPS(以便于主机分配更多算力给应用程序)。

更多组件详述请看下回。

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