近幾代MEMS技術能夠為航空電子設備提供高度可靠的性能，并大幅改善尺寸、重量、功耗（SWAP）與成本。

　　在航空電子行業(yè)以及其它同樣具有高要求的應用中，基于上一代MEMS或其它慣性技術的傳統(tǒng)解決方案在滿足性能目標方面有目共睹。 然而，這些技術在降低成本和其它經濟實用性方面卻未取得重大突破。 新一代的航空電子系統(tǒng)承受著改善這些情況的壓力，使設備制造商面臨著需在無更優(yōu)技術可選的情況下完成開發(fā)目標的挑戰(zhàn)。 航空電子設備集成商目前所面對的是一個重大的兩難處境，即維持性能不變的同時改善SWAP/成本。

　　縱觀目前整個電子行業(yè)的慣性MEMS元件，可以看出，這項技術可分為三大不同的應用方向。 相應的解決方案都源于這些主要應用領域之一： 軍事、汽車或消費電子。 數(shù)十年來，面向軍事應用的技術一向極為可靠，但在SWAP和成本方面并不靈活。 面向消費電子的技術能夠滿足苛刻的成本要求，但在性能和耐用性方面作了可觀的讓步。 另一方面，面向汽車行業(yè)的技術針對苛刻的目標專門對所有關鍵參數(shù)進行了優(yōu)化：性能、耐用性、成本、尺寸、重量和功耗。 顯然，各行業(yè)進一步發(fā)展的路線圖/潛力都有極大的不同，參見圖1。

　　圖1： ADI MEMS技術最初面向汽車要求，獨有性能升級，同時改善SWAP和成本

　　新一代航空電子平臺滿足下文表1中的慣性檢測系統(tǒng)規(guī)格：

　　表1： 航空電子系統(tǒng)的關鍵慣性系統(tǒng)目標

　　ADI MEMS技術能夠滿足這些要求的一個重要因素，便是其高度可靠的四核陀螺儀檢測結構，如圖2所示。 此結構可抑制角度檢測機制的沖擊和振動影響，用于航空電子、汽車、醫(yī)療和智能彈藥項目中具有良好的口碑。 兩對反相諧振器的對稱特性為非旋轉輸入提供了高共模抑制性，同時依靠高諧振器和高解調頻率（約18 kHz）提供出色的帶外信號抑制性能。 內核傳感器可執(zhí)行包括高于諧振頻率掃描在內的可靠線性加速度/振動分析，展示了其抑制這類干擾的能力。

　　圖2：專利四核檢測，具有業(yè)界領先的沖擊和振動抑制性能

　　除了穩(wěn)定的傳感器內核設計，傳感器信號調理的良好匹配與優(yōu)化也同樣重要。 基本工作原理是：傳感器元件捕捉真實運動（即結構旋轉），并將其轉換為可測量的電氣信號（即電壓）。 若不適當注意帶寬、時序、相位、采樣速率、分辨率和其它漂移特性（比如溫度和電壓穩(wěn)定性），則該轉換操作和隨后的處理可能會不夠精確。 這些都有賴于高級、可靠的傳感器信號調理能力。 ADI將其專利的MEMS IP與業(yè)界領先的信號處理能力相結合，從而在高性能MEMS領域一枝獨秀。

　　ADI慣性測量單元（IMU）解決了復雜航空航天系統(tǒng)中慣性傳感器的部署難題，此種部署必須依靠尺寸各有不同的多種傳感器類型才能正確識別復雜的運動。iSensor IMU集成高達10自由度的檢測能力，提供全部必要的對齊、校準、一階傳感器融合、出廠集成和測試。

　　比如說，ADIS16485/8 IMU（圖3）是目前航空電子系統(tǒng)所采用的6/10自由度傳感器，滿足一切性能和可靠性目標（表2），SWAP優(yōu)勢高達一個數(shù)量級。

　　圖3：ADIS16485慣性測量單元

　　表2. 航空電子系統(tǒng)性能演示： 讓新一代產品更進一步，具有業(yè)界領先的SWAP/成本優(yōu)勢

　　經驗證，該MEMS技術優(yōu)于FOG慣性技術。 最近我們將一款ADI IMU與一款價值3萬美元的FOG IMU進行了橫向對比，結果表明高性能MEMS技術有顯著進步，并且能達到與傳統(tǒng)FOG系統(tǒng)相似的性能，在關鍵的SWAP/成本參數(shù)方面的優(yōu)勢要高出一個數(shù)量級。 表3總結了這項行業(yè)研究的結果，其中，關鍵的MEMS航向性能參數(shù)與價值3萬美元的FOG器件的性能差異不到5%。

　　表3：ADI MEMS技術縮短了其與FOG和其他傳統(tǒng)慣性技術的性能差距，且具有極大的經濟優(yōu)勢

　　在復雜和惡劣條件下保持關鍵性能

　　MEMS IMU設計中有三項關鍵因素，可確保抑制振動或其它外來信號輸入的相關錯誤運動偽像。 無論在內核傳感器元件、子系統(tǒng)設計或是信號處理中，設計要求在本質上都需要抑制一切干擾運動，從而保持復雜運動條件下的信號完整性。 為了進一步增強性能，iSensor MEMS子系統(tǒng)在部署時針對每一條測量軸均采用多個（四通道諧振器）傳感器，其中兩個傳感器根據(jù)第二對傳感器進行機械重定向，從而提供一階系統(tǒng)性普通非旋轉信號的消除能力和靈敏度（熱、電和殘留加速度靈敏度）。 為了保留內核傳感器元件和子系統(tǒng)設計所實現(xiàn)的高性能，該器件以較高的數(shù)據(jù)速率進行數(shù)據(jù)處理（充分過采樣）。

　　這些器件的特性開發(fā)借鑒了多年的傳感器、信號處理和應用經驗，可滿足器件在惡劣的航空電子、汽車和軍事環(huán)境下的耐用性與性能要求。 目前內核傳感器為第三代，產品出貨量已超過1000萬片，用于高度可靠的高性能終端應用。

　　ADIS16485 內核傳感器處理元件將獲得DO178/254 DAL-B認證。硬件與軟件均遵循嚴格的規(guī)范、設計、驗證和認證流程，這些均嚴格管理并處于配置控制之下。 ADI的內核慣性檢測技術量產已有三十年，而根據(jù)目前和未來的航空電子、國防以及工業(yè)應用等領域的設計需要，其ADIS1648X IMU系列預計產品生命周期將遠在2030年之后。 同時，ADI進一步完善其性能領先的SWAP和具有成本優(yōu)勢的MEMS技術，將應用范圍擴大到光纖和傳統(tǒng)軍事慣性檢測領域。