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ADIS16060是一款偏航角速度陀螺儀,采用集成式串行外設(shè)接口(SPI),具有可從外部選擇的帶寬響應(yīng)和可調(diào)整動態(tài)范圍。
通過SPI端口可以訪問偏航角速度傳感器、內(nèi)部溫度傳感器以及兩個外部模擬信號(使用內(nèi)部ADC)。SPI端口提供的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與圍繞封裝上表面垂直軸轉(zhuǎn)動的角速率成比例。
附加輸出引腳可提供精密的基準(zhǔn)電壓 。 數(shù)字自測功能通過機電方式激勵傳感器 , 以測試傳感器和信號調(diào)理電路的工作情況。
ADIS16060提供8.2 mm × 8.2 mm × 5.2 mm、16引腳外圍基板柵格陣列(LGA)封裝。
ADIS16060根據(jù)諧振陀螺儀原理工作。兩個多晶硅傳感結(jié)構(gòu)每個都包含一個抖動框架,該抖動框架被靜電驅(qū)動以產(chǎn)生共振。這將生成必要的速度元素,以在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生科里奧利力。在每個幀的兩個外部極端處,正交于抖動運動的是可移動的手指,這些手指放置在固定的拾取指之間,以形成感測科里奧利運動的電容式拾取結(jié)構(gòu)。
所得信號被饋送到一系列增益和解調(diào)級,以產(chǎn)生電速率信號輸出。然后將速率信號轉(zhuǎn)換為SPI引腳上輸出的數(shù)字表示。雙傳感器設(shè)計提供線性加速度(振動,沖擊)抑制。使用信號調(diào)節(jié)電子設(shè)備制造傳感器可以在嘈雜的環(huán)境中保持信號完整性。
靜電諧振器需要14 V至16 V的電壓才能工作。由于在大多數(shù)應(yīng)用中通常僅提供5 V電壓,因此片上包含一個電荷泵。在解調(diào)階段之后,芯片上的單極點低通濾波器用于在最終放大之前限制高頻偽像。頻率響應(yīng)由第二個低通濾波器控制,該濾波器通過在RATE和FILT兩端增加電容來設(shè)置。
在模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸入方面,下圖顯示了ADIS16060輔助ADC的輸入結(jié)構(gòu)的等效電路。
兩個二極管D1和D2為模擬輸入AINx(AIN1和AIN2)提供ESD保護(hù)。 必須注意確保模擬輸入信號不會超過電源軌超過0.3 V,因為超過該電平會導(dǎo)致這些二極管正向偏置并開始傳導(dǎo)電流。但是,這些二極管可以處理最大130 mA的正向偏置電流。 例如,當(dāng)輸入信號超過VCC或GND時,這些條件最終可能會發(fā)生。
在采集階段,AINx的阻抗模型是電容器CPIN與RIN和CIN串聯(lián)連接形成的網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)組合。 CPIN主要是引腳電容。 RIN通常為600Ω,是由一些串聯(lián)電阻和開關(guān)的導(dǎo)通電阻組成的集總元件。 CIN通常為30 pF,主要用作ADC采樣電容。
在轉(zhuǎn)換階段,當(dāng)開關(guān)斷開時,輸入阻抗限制為CPIN。 RIN和CIN構(gòu)成一個1極低通濾波器,可減少不良的混疊效應(yīng)并限制噪聲。
當(dāng)驅(qū)動電路的源阻抗低時,可以直接驅(qū)動ADC輸入。 較大的源阻抗會嚴(yán)重影響交流性能,尤其是THD。 直流性能對輸入阻抗不太敏感。
在輸出數(shù)據(jù)格式方面,所有輸出數(shù)據(jù)均為偏移二進(jìn)制格式,在這種情況下,這意味著零速率條件下的理想輸出為8192碼。 如果靈敏度等于+ 0.0122°/ sec / LSB,則+ 10°/ sec的速率將導(dǎo)致820碼的變化,并且數(shù)字速率輸出為9012碼。 如果引入?20°/ sec的偏移誤差,則輸出將減少1639個代碼(如果假設(shè)典型的靈敏度),則將產(chǎn)生6552個代碼的數(shù)字速率輸出。
在供應(yīng)和共同考慮方面,電源噪聲和瞬態(tài)行為會影響任何基于傳感器的測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。 電源的穩(wěn)定性和源阻抗會影響性能。 ADIS16060在VCC引腳上提供0.2 μF的電容,而額外的電容器將支持最佳性能。
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