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ADXRS290用于穩(wěn)定應用的超低噪聲、雙軸MEMS陀螺儀技術手冊

要長高 ? 2025-05-07 11:35 ? 次閱讀
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概述
ADXRS290是一款高性能俯仰和滾動(層內(nèi)雙軸)角速率傳感器陀螺儀),設計用于穩(wěn)定應用。

ADXRS290提供±100°/s輸出滿量程性能,靈敏度為200 LSB/°/s,其諧振磁盤傳感器結(jié)構可實現(xiàn)圍繞封裝側(cè)層內(nèi)軸垂直轉(zhuǎn)動的角速率測量。 角速率數(shù)據(jù)為16位二進制補碼格式,可通過SPI數(shù)字接口訪問。 ADXRS290具有0.004°/s/√Hz低噪底特性,集成可編程高通和低通濾波器

ADXRS290提供4.5 mm × 5.8 mm × 1.2 mm、18引腳空腔層壓封裝。
數(shù)據(jù)表:*附件:ADXRS290用于穩(wěn)定應用的超低噪聲、雙軸MEMS陀螺儀技術手冊.pdf

應用

  • 光學圖像穩(wěn)定
  • 平臺穩(wěn)定
  • 佩戴式產(chǎn)品

特性

  • 俯仰和滾動速率陀螺儀
  • 超低噪聲:0.004°/s/√Hz
  • 可在寬頻率范圍內(nèi)提供高振動抑制特性
  • 節(jié)能待機模式
    待機模式下功耗為80 μA
    從待機模式啟動時間短:<100 ms
  • 低延遲:<0.5 ms(最寬帶寬設置下的30 Hz輸入)
  • 串行外設接口(SPI)數(shù)字輸出
  • 可編程高通和低通濾波器
  • 抗加速度能力:2000 g
  • 工作電壓:2.7 V至5.0 V
  • 工作溫度:-25°C至+85°C
  • 4.5 mm × 5.8 mm × 1.2 mm空腔層壓封裝

框圖
image.png

引腳配置描述
image.png

典型性能特征
image.png

工作原理

ADXRS290旨在感測x軸和y軸的滾動(roll)和俯仰(pitch)角速率。ADXRS290基于振動速率陀螺儀原理工作。圖23展示了四個耦合多晶硅傳感結(jié)構中其中一個的簡化示意圖。每個傳感結(jié)構包含一個通過靜電驅(qū)動至諧振狀態(tài)的諧振盤,該諧振盤在受到角速率作用時,會產(chǎn)生必要的旋轉(zhuǎn)速度分量,以生成科里奧利力轉(zhuǎn)矩。image.png

當傳感結(jié)構受到角速率作用時,產(chǎn)生的科里奧利力轉(zhuǎn)矩會使每個圓盤發(fā)生傾斜運動,這種運動由圓盤下方的極板進行檢測。圓盤和極板構成一個電容式拾取結(jié)構,用于感測角速率。產(chǎn)生的信號會傳輸至增益和同步解調(diào)級,以產(chǎn)生電角速率輸出。該傳感器的設計能夠抑制線性和角加速度,因為外部重力加速度(g - force)會以共模信號的形式出現(xiàn),并通過ADXRS290的全差分架構予以去除。

諧振器在工作時通常需要31V(典型值)的電壓。由于大多數(shù)應用僅提供5V電壓,所以芯片內(nèi)置了一個開關穩(wěn)壓器。為使電荷泵電路正常工作,需要一個額定電壓為50V的外部1μF電容。

經(jīng)過同步解調(diào)和模數(shù)轉(zhuǎn)換后,速率信號會通過一個單極點帶通濾波器進行濾波。該濾波器的高通和低通極點可通過數(shù)字接口進行編程設置。

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