摩托罗拉
飞思卡尔半导体公司
订单号： MMA2204D
第1版， 06/2004
半导体技术资料
表面贴装
微机械加速度计
在MMA系列硅电容的，微机械加速度计的功能
信号调理， 4极的低通滤波器和温度补偿。零重力
偏置满量程和滤波器的截止是出厂设置，无需外部设备。
一个完整的系统自检功能验证系统的功能。
特点
集成信号调理
线性输出
性能成比例
4阶贝塞尔滤波器保留脉冲波形完整性
校准自检
低电压检测，时钟监控和EPROM奇偶校验状态
传感器完全密封在晶圆级的卓越的可靠性
强大的设计，高冲击生存能力
典型应用
振动监测和记录
- 家电控制
机械轴承监测
计算机硬盘驱动器保护
- 电脑鼠标和游戏杆
- 虚拟现实输入设备
体育的诊断设备和系统
订购信息
设备
MMA2204D
MMA2204DR2
温度
范围
- 40至+ 125°C
- 40至+ 125°C
包
SOIC-16
SOIC -16 ，带卷&
MMA2204D
MMA2204D ：X轴灵敏度
微机械
加速度计
±100g
飞思卡尔半导体公司...
16引脚SOIC
CASE 475-01
引脚分配
N / C
N / C
N / C
ST
V
OUT
状态
V
SS
V
DD
1
2
3
4
5
6
7
8
16
15
14
13
12
11
10
9
N / C
N / C
N / C
N / C
N / C
N / C
N / C
N / C
V
DD
G-细胞
传感器
积分
收益
滤波器
温度
COMP
V
OUT
V
ST
自检
控制逻辑&
EPROM
修剪电路
振荡器
时钟
将军
V
SS
状态
图1.简化加速度计功能框图
REV 1
摩托罗拉公司2004年
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飞思卡尔半导体公司
最大额定值
（最大额定值的限制，以使设备可以在不造成永久损坏被暴露）。
等级
动力加速（所有轴）
无动力加速（所有轴）
电源电压
跌落测试
(1)
存储温度范围
注意事项：
1.跌落到混凝土表面，从任何轴。
符号
G
pd
G
UPD
V
DD
D
降
T
英镑
价值
1500
2000
-0.3到+7.0
1.2
-40到+125
单位
g
g
V
m
°C
飞思卡尔半导体公司...
静电放电（ ESD ）
警告：本装置是对静电敏感
放电。
虽然摩托罗拉加速度计包含内部2kV的
ESD保护电路，额外的预防措施，必须要采取的
用户以防止ESD芯片。一次充电超过2000伏
堆积在人体或相关联的测试
设备。一次充电这种规模的可改变
该芯片的性能或导致故障。当处理
加速度计，适当的ESD防范措施，应遵循以
避免把器械暴露于放电可以是
损害其性能。
MMA2204D
2
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摩托罗拉传感器设备数据
飞思卡尔半导体公司
工作特性
（除非另有说明： -40°C
≤
T
A
≤
+105°C, 4.75
≤
V
DD
≤
5.25 ，加速度= 0克，负载输出。
(1)
)
特征
工作范围
(2)
电源电压
(3)
电源电流
工作温度范围
加速范围
输出信号
零克（T
A
= 25 ° C，V
DD
= 5.0 V)
(4)
零加速度
灵敏度（T
A
= 25 ° C，V
DD
= 5.0 V)
(5)
灵敏度
带宽响应
非线性
噪音
RMS （ 0.01赫兹 - 1千赫）
功率谱密度
时钟噪声（无输出RC负载）
(6)
自检
输出响应
输入低
输入高
输入加载
(7)
响应时间
(8)
状态
(12)(13)
输出低（我
负载
= 100
A)
高输出（I
负载
= 100
A)
最小电源电压（ LVD旅行）
时钟监视器故障检测频率
输出级性能
电气饱和恢复时间
(9)
满量程输出范围（I
OUT
= 200
A)
容性负载驱动
(10)
输出阻抗
机械特性
横向灵敏度
(11)
套餐共振
注意事项：
1.对于加载输出测量后的RC滤波器由一个1 kΩ电阻和一个0.01观察
F
电容到地。
2.这些界限决定动作的量，一部分将满足规范的范围内。
3.在4.75和5.25伏的电源电压范围，该器件作为一个完全校准的线性加速度计。超出这些供给限制了装置可
作为一个非线性器件，但并不保证在校准。
4.该设备可同时测量+和 - 的加速度。没有输入加速度的输出处于中间电源。为正加速度，输出将增加
上述V
DD
/ 2和为负加速度的输出将减小低于V
DD
/2.
5.该设备校准在20克。
6.在时钟频率
70
千赫。
7.数字输入引脚具有内部下拉电流源，以防止意外的自检开始，由于外部电路板级泄漏。
8.时间的输出达到90％最终值的启动自检之后。
9.时间为放大器的加速度信号后的恢复，使它们达到饱和。
10.果脯相位裕度（60° ），以保证输出放大器的稳定性。
的设备的拒绝的加速能力11.测量施加90°灵敏度的真实轴。
12.状态管脚的输出是无效的通电后，直到至少有1个上升沿已被施加到自测试引脚。 STATUS引脚为高电平时
自检输入是高的，作为一个装置，以检查在该应用程序的自测试和状态引脚的连接。
13. STATUS引脚输出锁存器高，如果低电压检测和时钟频率发生故障，或EPROM校验更改为奇。 STATUS引脚可以
进行复位，如果自检销被脉冲具有高输入为至少100个
s,
除非故障状况仍然存在。
符号
V
DD
I
DD
T
A
g
FS
V
关闭
V
OFF ，V
S
S
V
f
–3dB
NL
OUT
n
RMS
n
PSD
n
CLK
g
ST
V
IL
V
IH
I
IN
t
ST
V
OL
V
OH
V
LVD
f
民
t
延迟
V
FSO
C
L
Z
O
V
XZ ， YZ
f
PKG
民
4.75
4.0
40
—
2.35
0.46 V
DD
19
3.72
360
–1.0
—
—
—
10
V
SS
0.7
×
V
DD
–30
—
—
V
DD
–0.8
2.7
150
—
0.25
—
—
—
—
典型值
5.00
5.0
—
112.5
2.5
0.50 V
DD
20
4
400
—
—
110
2.0
12
—
—
–110
2.0
—
—
3.25
—
0.2
—
—
300
—
10
最大
5.25
6.0
+125
—
2.65
0.54 V
DD
21
4.28
440
+1.0
2.8
—
—
14
0.3
×
V
DD
V
DD
–300
10
0.4
—
4.0
400
—
V
DD
– 0.25
100
—
5.0
—
单位
V
mA
°
C
g
V
V
毫伏/克
毫伏/ G / V
Hz
％ FSO
毫伏有效值
μV / （ Hz的
1/2
)
mVpk
g
V
V
A
ms
V
V
V
千赫
ms
V
pF
W
％ FSO
千赫
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摩托罗拉传感器设备数据
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MMA2204D
3
飞思卡尔半导体公司
工作原理
摩托罗拉加速度计是表面微机械加工的
集成电路的加速度计。
该装置由一个表面微机械加工的电容的
感测单元（克细胞）和CMOS信号调节ASIC
包含在单个集成电路封装中。传感
使用体元件被密封在晶圆级
微机械加工的“上限” “晶圆。
是一个机械结构，从所形成的克细胞
（多晶硅）采用半导体半导体材料
过程（掩模和蚀刻） 。它可以建模为一组
梁连接到该间移动可移动质量中心
固定豆。可移动的光束可以从他们的偏转
通过使系统的加速度休息位置
（图2） 。
自检
该传感器提供了一个自检功能，可以让
验证的机械和电气完整性
加速度传感器在安装之前或之后的任何时间。这
特征是在应用，如汽车安全气囊临界
其中，系统的完整性必须得到保证过的生活系统
该车辆。第四个“板” '被用在克细胞作为自测试
板。当用户施加一个逻辑高输入到自检
销，一个标定电位跨越自检板施加
和所述可移动板。将所得的静电力
（ FE =
1
/
2
AV
2
/d
2
）使中心板偏斜。该
所得的偏转是由加速度计的测量控制
ASIC和比例的输出电压的结果。此过程
保证，无论是机械的（克细胞）和电子
加速度计的部分是否正常。
比例调节
比例调节简单地意味着输出失调电压
和灵敏度会呈线性比例随外加电压。
也就是说，当增加的电源电压的灵敏度和偏移
线性增加;由于电源电压降低时，偏移量和
灵敏度降低线性。这是一个关键的特征时
与微控制器或一个A / D转换器，因为它
提供电源引起的误差的系统级的取消
模拟到数字转换处理。
状态
摩托罗拉加速计包括故障检测电路和
故障锁存器。 STATUS引脚从故障锁存输出，
或运算的结果与自检，并且被设置为高，每当一个（或多个）的
发生以下事件：
电源电压低于低电压检测（LVD ）
电压阈值
时钟振荡器落在时钟监视器低于最低
频率
的EPROM位奇偶变成单数。
故障锁存器可以通过自检的下降沿来复位
输入引脚，除非一项所述的故障条件（或多个）继续
存在。
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当梁连接至质心移动，所述
在一侧上的距离从它们的固定波束将增加
按相同的量，为在所述固定波束的距离
另一边降低。距离的变化是衡量
加速。
在G-细胞束形成两个背到背电容器
（图2） 。为中心板加速运动时，
光束的变化和各个电容的之间的距离
值会发生变化， （C = NAε / D ） 。其中A是的领域
面对光束的侧
ε
是介电常数，以及D是
n中的光束之间的距离，并且是波束的数量。
该CMOS ASIC采用开关电容技术
测量的g单元电容器和提取加速度数据
由两个电容器之间的差。该ASIC也
信号条件和过滤器（开关电容器）的信号，
提供一个高层次的输出电压，比例和
与加速度成比例。
促进
图2.简化的传感器物理模型
特殊功能
筛选
摩托罗拉加速度计包含一个板载4针
开关电容滤波器。贝塞尔实现使用
因为它提供了最平坦的响应延迟（线性
相）从而保持脉冲形状的完整性。因为该过滤器
利用开关电容技术来实现的，没有
对于外部无源元件的要求（电阻器和
电容器）来设置截止频率。
MMA2204D
4
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