2026-09-23

文章来源 Macnica Engineer

ADI 专为可穿戴设备设计的加速度传感器 ADXL366

在可穿戴设备的设计中，加速度传感器的选型直接关系到产品的电池续航时间和尺寸。另一方面，由于数据手册中列出了大量参数，想必有些设计师会感到困惑：“不知道哪些规格会影响产品的哪些方面”。此外，为了实现功耗更低、体积更小的可穿戴设备，可能也有许多人正在考虑重新评估加速度传感器。

本文将介绍 Analog Devices 公司 (以下简称 ADI) 专为可穿戴设备设计的加速度传感器——ADXL366。如果您想了解如何为可穿戴设备选择加速度传感器，请继续往下阅读。

一、ADXL366 产品概述

ADI 30 多年来一直致力于提供加速度传感器。过去，其主要面向车载安全气囊等需要检测大冲击的应用；而近年来，在可穿戴设备和物联网等检测人体“动作”的应用中，其采用率正不断增加。在这些由电池供电的应用中，加速度传感器不仅要求小型、低功耗，更关键的是，它能为整个系统效率的提升做出多大贡献。

本次介绍的 ADXL366 凭借业界顶级的超低功耗，可大幅延长电池寿命。此外，它还内置 FIFO 和运动激活开关功能，能够降低系统整体功耗。硬件集成了步数计数器和温度传感器等丰富功能，有助于简化设计。同时，还配备了支持 SPI/I2C 双接口等功能，为灵活设计提供了充分支持。凭借这些特点，该产品在系统层面带来了显著的应用优势。

图1 ADXL366 产品示意图

ADXL366：3 轴、±2g/±4g/±8g 数字输出 MEMS 加速度传感器

・电源电压范围

　　- 1.1V～3.6V，支持单节电池供电

　　- 高 PSRR 的内部电源稳压

・超低功耗

　　- 0.96µA (100Hz ODR、50Hz BW、2.0V 供电时)

　　- 唤醒模式功耗 191nA

　　- 待机模式功耗 47nA

・高分辨率：0.25mg/LSB

・用于系统级节能的内置功能

　　- 步数计数器

　　- 单击/双击检测功能

　　- 可设置阈值的运动检测

　　- 自主中断功能

　　- 可将处理器负载降至最低的 512 内置 FIFO

　　- 支持运动启动开关的唤醒状态输出

・内置温度传感器

・SPI 和 I2C 数字接口

・2.2mm×2.3mm×0.87mm，12 引脚 LGA 封装

下面将从三个角度介绍 ADXL366 的特点。

二、超低功耗设计，有助于延长电池寿命

在选择可穿戴设备的加速度传感器时，首先需要确认的是功耗相关参数。如下所示，ADXL366 的功耗已被控制在最低水平。与其他厂商的加速度传感器相比，其性能也处于顶尖水平。

测量模式：0.96μA (100Hz　ODR)
唤醒模式：191nA
待机模式：47nA

通过采用超低功耗的 ADXL366，即使是 24 小时不间断运行的可穿戴设备或物联网设备，也能大幅减少更换电池的频率。

业界唯一一款支持 1.1V 电源供电的加速度传感器

ADXL366 支持 1.1V 起的供电电压。作为加速度传感器，这是一种极为罕见的规格，截至 2026 年1月，它是市场上唯一具备此特性的产品。

普通加速度传感器的供电电压大多在 1.6V 以上，ADI 2012 年发布的 ADXL362 最低供电电压也是 1.6V。因此，假如使用 1.5V 的单节电池时，以往也难以驱动，但 ADXL366 却做到了这一点。

	ADXL366	ADXL362/ADXL363
封装尺寸	2.2×2.3×0.87 mm	3.2×3.0×1.06 mm
分辨率	14-bit	12-bit
测量范围	±2g, ±4g, ±8g	±2g, ±4g, ±8g
工作电流 (100Hz)	0.96µA	1.8µA
唤醒电流	191nA	270nA
待机电流	47nA	10nA
电源电压范围	1.1V～3.6V	1.6V～3.5V
温度范围	-40～+85℃	-40～+85℃
噪声密度 (超低功耗模式)	345µg/√Hz	550µg/√Hz
接口	SPI, I²C, ADC输入	SPI, ADC输入(ADXL363)
FIFO	512字	512字
内置功能	温度传感器、单击和双击检测、自检、计步器	温度传感器，自检

表1 ADXL366 与 ADXL362/ADXL363 规格对比

ADXL366 的工作电压为 1.1V，且传感器本身的功耗较低，因此能够将电池寿命延长至前所未有的水平。例如，根据以传感器单体功耗为前提的理论值计算，即使使用小型单节电池，也可预期实现从数年到数百年不等的长期运行。以下均为在超低功耗模式下运行时的理论值：

图2 电池寿命对比

如上图 (图2) 所示，即便是助听器等设备中使用的一枚小型纽扣电池，也能持续工作数年。在电池电量减少导致电压下降时，也能维持更长时间的运行。在可穿戴设备中，1.1V 以上的电源电压这一规格是一大优势。人们往往只关注传感器的功耗，但电源电压范围也是一个重要因素。

有助于实现整个系统的节能

电池寿命不仅取决于传感器，还取决于整个系统的功耗。ADXL366 通过以下功能，有助于降低整个系统的功耗。

内置 FIFO 功能 (512 个采样点)

在微控制器处于睡眠状态时，可将最多 512 个样本的加速度数据存储在内置 FIFO 中。通过间歇性数据输出，可大幅减少通信次数，从而降低微控制器的功耗。

动作感应开关功能

该产品搭载了基于运动检测的运动激活开关功能，仅在需要时启动系统。ADXL366 的待机电流仅为 47nA，极低，可将功耗降至最低。利用此功能，ADXL366 还可作为运动激活开关，用于控制其他设备的开关。

三、仅 2.3mm 见方，超小型封装，设计自由度高

接下来介绍封装尺寸。加速度传感器越小，可穿戴设备本身就越能实现小型化，电路板设计的自由度也会越高。ADXL366 采用了2.2mm×2.3mm×0.87mm 的超小型、超薄封装。它非常适合助听器、智能手表等对佩戴舒适度有较高要求的应用场景。

与 ADXL362 的尺寸对比

下面具体介绍一下尺寸。下图 (图3) 展示了将两个加速度传感器放置在 1 美分硬币上的情况。

・左：ADXL362 (旧款)

・右：ADXL366 (照片中使用的是封装尺寸相同的另一款产品)

图3 ADXL362 与 ADXL366 尺寸对比

与 ADXL362 相比，ADXL366 的面积缩小了约 47%，高度缩小了约 20%。由于占用空间大幅减少，电路板设计的限制也随之减少，从而能够实现更小巧、更轻便的可穿戴设备。

近年来，可穿戴设备市场对佩戴舒适度和设计美感的要求日益提高。加速度传感器的小型化不仅提高了可穿戴设备的设计自由度，还直接提升了产品的竞争力。

支持 I2C，可减少布线

ADXL366 同时支持 SPI 和 I2C 两种接口。ADXL362 仅支持 4 线制 SPI 接口，而 ADXL366 还可选择 2 线制 I2C 接口。

选择 I2C 接口可减少与微控制器的连接布线。除了封装尺寸的缩小外，通过减少布线数量，还能进一步节省电路板空间。对于安装面积有限的可穿戴设备而言，这一点也是其一大优势。

图4 ADXL366 引脚配置

在替代现有产品方面也具有优势

ADXL362 自发布之初便因其突破性的低功耗而备受瞩目，多年来一直被众多用户广泛采用。ADXL366 在继承其卓越特性的同时，实现了进一步的小型化和低功耗。如果您目前正在使用 ADXL362，建议将其替换为 ADXL366。

虽然由于尺寸和引脚布局不同，需要对电路板进行重新设计，但可享受延长电池寿命、节省电路板空间等显著优势。作为提升产品附加值的选项之一，值得考虑。

四、无需添加部件即可实现多功能化

为了实现低功耗、小型化的可穿戴设备，以简洁的架构实现各种功能至关重要。如果每次添加一项功能都会导致元器件数量和软件处理量增加，设计就会变得复杂，从而导致功耗增加和体积增大。ADXL366 预先将各种功能以硬件形式内置其中。通过利用这些功能，无需增加额外的元器件或软件处理，即可实现可穿戴设备的多功能化。

图5 ADXL366 内部框图

ADXL366 是 ADI 首款内置步数计数器的加速度传感器。因此，无需在微控制器端编写计算步数的软件程序，即可实现计步功能。这有助于减轻微控制器的运算负担，从而降低整个系统的功耗。

该器件还延续了 ADXL362 的特点，集成了轻敲检测和温度传感器功能。通过利用温度传感器，可根据温度特性对数据进行校正，从而实现更稳定的测量。此外，该器件还支持外部模拟输入。通过切换内部开关，可将外部传感器获取的模拟值进行 A/D 转换，并输出至后端的微控制器。例如，可用于监测电源电压并检测电压下降等功能。

由于在硬件端实现了各种功能，因此能够简化设计，从而减少元器件数量和开发工时，并实现整个系统的节能。