电路功能与优势：图 1 所示电路是一款高线性度、低噪声、宽带宽振动检测解决方案，适用于要求具有宽动态范围（±70g、±250g 或 ±500g）以及平坦频率响应（从直流到 22kHz）的应用。该电路提供适合进行轴承分析、引擎监控以及振动检测的低功耗解决方案。

享有 ADI 专利的第五代 iMEMS® 工艺让 ADXL001 加速度计拥有从 ±70g 扩展至 ±500g 的动态范围，且带宽为 22kHz。AD8606 是一款精密、低噪声、双通道运算放大器，用于创建模拟双二阶滤波器，可使加速度计的输出频率响应较为平坦。ADXL001 的输出电压经低功耗、单通道 12 位 SAR ADC AD7476 转换为数字字。

图 1　单轴振动分析系统（原理示意图：未显示去耦和所有连接）

电路描述

加速度计输出特性：ADXL001 经测试的额定电源电压为 3.3V 和 5V。虽然该器件可采用 3V 至 6V 范围内的任意电源电压工作，但采用 5V 电源可获得最优整体性能。输出电压灵敏度与电源电压成比例：采用 3.3V 电源时标称输出灵敏度为 16mV/g，采用 5V 电源时为 24.2mV/g；0g 输出电平亦为比例电平，标称值为 VDD/2。只要 1MHz 内部时钟频率上不存在噪声，ADXL001 就只需要一个 0.1μF 去耦电容；如果需要，可以包含较大的大容量电容（1μF 至 10μF）或铁氧体磁珠。

加速度计物理操作：ADXL001 采用绝缘硅片（SOI）MEMS 技术制造，具有机械耦合但电气隔离的差分检测单元。图 2 显示其中一个差分传感器单元模块的简化图：每个传感器模块均集成数个差分电容单元，每一单元由器件层上的固定板以及传感器框架上的活动板组成；传感器框架移位将改变差分电容，片内电路测量电容变化，并将其转换为输出电压。

图 2　传感器加速时的简化示意图

SOI 器件层的传感器经过微加工处理，沟道隔离用于对差分检测元件进行电气隔离但机械耦合处理；单晶硅弹簧悬挂于晶圆处理结构之上，提供对抗加速度的力阻。ADXL001 是一款 x 轴加速度和振动检测器件，向引脚 8 标记处振动时，产生趋正输出电压，如图 3 所示。

图 3　ADXL001 的 XOUT 电压随正 X 轴方向的加速度增加而增加