Un nuovo chip per i giroscopi miniaturizzati
I giroscopi basati sulla tecnologia MEMS, la cui compattazione è analoga a quella di altri circuiti integrati, presentano uscite sia analogiche sia digitali, sebbene contengano tipicamente più di un circuito integrato. Nell’ambito dell’iniziativa GYROWING (Highly integrated ultra-low-noise gyrometer solution for smart fixed-wing aircraft), i ricercatori hanno inserito tutti i componenti necessari in un unico circuito integrato compatto. Diversamente dall’equivalente multi-chip, un System-on-Chip (SoC) offre numerosi vantaggi, tra cui prestazioni più elevate, un basso consumo energetico e una drastica riduzione in termini di peso e di volume. Il gruppo di lavoro ha sviluppato un circuito integrato per un’applicazione specifica (Application-Specific Integrated Circuit, ASIC) destinata a un giroscopio MEMS commerciale, vale a dire una soluzione a elevate prestazioni basata su un front-end analogico a bassissimo rumore dotato di tutte le periferiche necessarie. Poiché una delle principali componenti di qualsiasi modello di convertitore analogico è rappresentata dalla tensione di riferimento, l’integrazione di questo sistema su un SoC offriva un buon livello di compensazione degli errori introdotti nell’intero processo di conversione. Dal momento che la gestione di alimentazione risulta particolarmente complessa in caso di sistemi di navigazione inerziale ad alta precisione che richiedono alimentatori ad alta tensione, i ricercatori hanno deciso di integrare il circuito di gestione di alimentazione sul SoC, facilitando, in tal modo, la conversione di energia ad alto rendimento. Inoltre, l’integrazione di percorsi di compensazione parallela ha condotto a una minore distorsione (fenomeni non lineari) dei segnali ad alta frequenza. Diminuendo il numero di chip è possibile garantire uno sviluppo decisamente più economico dei sistemi di navigazione inerziale degli aeromobili che utilizzano una tecnologia System-on-a-Chip. Questi sistemi si rivelano estremamente efficaci in termini di riduzione della resistenza, che rappresenta uno dei principali obiettivi perseguiti dal programma Smart Fixed Wing Aircraft (SFWA).
Parole chiave
Giroscopi MEMS, system-on-chip, ASIC, sistemi di navigazione inerziale
