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노면 소음 및 관련 진동 감지에 최적화된 AIS25BA

ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 ANC(Active Noise-Control) 기술로 노면 소음 제거(RNC: Road Noise Cancellation)를 지원하는 센서를 새롭게 출시해, 보다 안락한 음향의 차량 환경을 구현한다. 전통적으로 자동차는 엔진 성능, 외부 디자인, 파워트레인으로 그 가치가 정해졌지만, 점차 운전자와 탑승자의 편안함에 중점을 두고 있다.

사실상 전기자동차(EV)는 기본적으로 내연기관 자동차(ICE)에 비해 소음이 적지만, 차량 제조사들은 바퀴나 진동으로 발생하는 실내 소음까지도 줄이고자 노력하고 있다. 탑승자들이 보다 조용한 주변 환경에서 보다 쾌적한 여행을 즐길 수 있도록 하는 것이다.

노이즈 캔슬링(Noise Cancellation) 알고리즘은 차량 전반에 설치된 일련의 센서와 함께 동작하면서, 주변 소리를 측정하고 진동 방지(캔슬링) 사운드 역할을 하는 노이즈 캔슬링 파형으로 진동을 없앤다.

ST의 아날로그, MEMS 및 센서 그룹의 MEMS 서브그룹 마케팅 사업본부장인 시모네 페리(Simone Ferri)는 “디지털 시대인 오늘날에 보다 조용한 실내 환경을 조성해 더 안전하고 즐거운 여행을 보장하는 현명한 방법은 불필요한 소리를 차단하는 것이 아니라 제거하는 것이다”며, “노면 소음의 영향이 클 수 있는 하이브리드 및 전기자동차로의 전환이 이뤄지면서, ST는 AIS25BA 가속도 센서를 통해 시스템 설계자들에게 탁월한 가치를 제공한다”고 밝혔다.

ST는 당사의 MEMS(Micro Electro-Mechanical System) IC 기술 역량을 활용해 RNC 시스템의 정확도를 향상시키는 우수한 특성의 AIS25BA를 개발했다. 이 센서는 시중 제품 중 전기 노이즈가 가장 낮아 차량 엔지니어들이 가장 조용한 차내 환경을 구현하도록 지원한다. 또한, RNC 시스템이 보정 파형을 실시간 계산하는 데 필요한 빠른 응답 및 짧은 지연시간은 물론, 넓은 대역폭을 갖춰 애플리케이션과 관련된 사운드 주파수 스펙트럼 전반에 걸쳐 방해 주파수를 포착한다. 넓은 온도 범위와 역학적 견고성도 갖춰 엔진이나 전기 드라이브 주변뿐만 아니라 바퀴 및 서스펜션처럼 최신 차량의 가장 까다로운 위치에도 근접 배치할 수 있다.

ST의 3축 가속도 센서 AIS25BA는 RNC 시스템의 정확도에 중점을 두고 설계됐다. X 및 Y축의 30µg/√Hz와 Z축의 50µg/√Hz에 이르는 매우 낮은 노이즈 밀도를 가지고 있어 가장 근접한 경쟁 제품보다 최대 58% 더 성능이 뛰어나다. 이처럼 우수한 노이즈 성능과 함께 주파수 응답이 2까지 확장돼 차내 노이즈 캔슬링과 관련한 모든 스펙트럼을 처리한다. 마찬가지로 266µs의 총 센서 지연시간으로 설계돼 시스템이 실시간으로 노이즈 캔슬링 신호를 생성할 수 있다.

또한 TDM(Time-Division Multiplex) 디지털 인터페이스를 갖춰 차량 전반의 진동을 측정하기 위해 시스템에 설치한 여러 가속도 센서의 출력을 동기화할 수 있다. 오디오 친화적인 이 인터페이스는 자동차에 널리 적용되고 있는 다른 유형의 데이터 버스와도 쉽게 연결할 수 있다. 전체 측정 범위는 최대 ±7.7g까지 선택 가능하며, 애플리케이션의 일반적으로 강한 진동에서도 충분한 마진을 제공한다. 공급전압 범위는 1.71V ~ 1.99V이다.