ST 推出了新系列傳感器，可提供更高的每瓦性能比，從LSM6DSV16X開始，這是我們慣性 MEMS 系列的最新成員，具有機器學習內核。繼LSM6DSOX和LSM6DSRX之后，LSM6DSV16X比前者更準確，并且比后者使用更少的能量。此外，這是此類設備首次提供 Qvar 感應來測量準靜電電位。我們還宣布推出業界首款雙全量程壓力傳感器。LPS22DF和LPS28DFW具有僅為 1.7 μA 的低功耗和 0.5 hPa 的絕對精度。最后，LIS2DU12是一個僅消耗 0.45 μA 的三軸加速度計。

LSM6DSV16X

需要更高效的慣性傳感器

手機攝像頭的圖像質量不斷提高，但制造商仍然在圖像穩定方面苦苦掙扎。許多人使用軟件來提高整體清晰度。但是，物理圖像穩定器仍然可以產生最佳效果。在這種情況下，慣性 MEMS 感應相機的運動，圖像傳感器向相反方向移動以進行補償。問題在于智能手機的緊湊外殼和能源限制可能會限制慣性 MEMS 的功能。AR 和 VR 耳機也渴望更高效的傳感器。跟蹤頭部或手部運動時，準確性至關重要。事實上，準確快速的傳感器可以提供更真實的體驗，甚至可以減輕 VR 不適。然而，電池供電模型的興起伴隨著巨大的能源限制。

嘗試設計節能慣性傳感器時的問題是工程師遇到了物理困境。為了提高性能，設計人員經常嘗試使用濾波器和其他機制來降低信噪比，但這會自動增加功耗。因此，由于智能手機的每一瓦特都很重要，因此設計人員經常在更好的穩定器或更長的電池壽命之間掙扎。此外，MEMS 還必須使用小型封裝。設計人員無法以更大的占位面積為代價來提高準確性。

低功耗模式下為 0.65 mA

LSM6DSV16X 憑借其機械部分的新彈簧解決了這個問題。此外，ST 微調了放大器的增益以保持低功耗，盡管性能有所提高。因此，LSM6DSV16X 在高性能模式（陀螺儀和加速度計相結合）下使用 0.65 mA，而 LSM6DSRX 使用 1.2 mA，盡管這兩款器件在低功耗模式下具有相似的噪聲水平。為智能手機開發光學圖像穩定器的工程師不再需要在性能和功耗之間做出選擇。相比之下，競爭設備的低功耗通常是其兩倍，甚至更多。

快 2 倍的 MLC 和自適應自配置 （ASC）

另一個有助于節省能源的功能是機器學習核心 （MLC）。通過在決策樹中運行傳感器的信息，開發人員可以避免喚醒微控制器，從而顯著降低整體消耗。LSM6DSV16X 提供的 MLC 速度是其前代產品的兩倍，輸出數據速率 （ODR） 從 100 Hz 到 240 Hz。因此，工程師可以在給定時間段內處理更多數據，從而節省更多能源。

用戶還可以獲得 16 個有限狀態機 （FSM），它們有助于識別特定模式。此外，新器件使用自適應自配置，允許 FSM 重新配置自身而無需喚醒 MCU。因此，開發人員可以對觸發重新配置的各種條件和上下文進行編程，從而實現更大程度的靈活性。最后，MLC 和 FSM 還可以相互通知，以創建更智能的應用程序，能夠更準確地跟蹤身體活動或智能手機是否面朝下放置等。

Qvar

LSM6DSV16X 將 Qvar 引入了 LSM6 系列器件。簡而言之，工程師只需連接兩個電極即可測量準靜電電位的變化并更改兩個寄存器以啟用該功能。Qvar 打開了新應用程序的大門，例如人數統計。工程師可以不使用 LED 和光電二極管，而是將電極放置在墻上并測量是否有人靠近它們。我們甚至編寫了一份應用說明來幫助設計人員開發演示。此外，意法半導體將在今年年底推出新的用例。由于 Qvar 和測試引腳之間的引腳共享機制，LSM6DSV16X 與 LSM6DS 系列的其他成員保持引腳對引腳兼容。

LPS22DF 和 LPS28DFW

感知水體的問題

隨著活動跟蹤的出現，壓力傳感器必須適應更廣泛的物理設置。從登山到游泳，傳感器必須可靠地跟蹤用戶，以提供有關其身體活動的準確信息。問題是爬山或爬樓梯的規模與在游泳池里游泳完全不同，因為水體施加的壓力非常不同。例如，在 10 米水下潛水會產生 14.5 PSI 的壓力，與海平面的大氣壓相同。因此，壓力傳感器必須在不增加功耗的情況下考慮非常不同的條件。

9.1 μA 和 7 μA

LPS22DF 和 LPS28DFW 通過成為第一個具有兩個滿量程的壓力傳感器解決了這個問題。因此，該設備可以檢測用戶是在水上還是在水下，并切換到其兩個秤之一。LPS22DF 支持的最大壓力為 1，260 hPa，LPS28DFW 最高可達 4000 hPa，而兩者在高性能模式下的功耗分別為 9.1 μa 和 7 μA。相比之下，LPS22HB 需要 12 μA 才能達到最大 1260 hPa。考慮到這些傳感器很可能最終出現在可穿戴設備中，效率的提升就顯得尤為重要。

LIS2DU12

LIS2DU12 是性能和能耗之間的新折衷方案。由于其新的 LC 通濾波器和抗混疊濾波器，它比上一代更準確。前者將抑制電噪聲，而后者則防止采樣錯誤。因此，兩者都極大地提高了信號質量，但不會大幅增加功耗。上一代 LIS2DW12 在低功耗模式下僅需 380 nA，而更精確的新型 LIS2DU12 時鐘為 450 nA。相比之下，競爭產品往往徘徊在 1 μA。

審核編輯：郭婷