概述
ADXRS450是一款角速率傳感器（陀螺儀），主要用于工業(yè)、醫(yī)療、儀器儀表、穩(wěn)定和其它高性能應用。它采用先進的差分四傳感器設計，可抑制線性加速度的影響，從而能在有沖擊和振動的極惡劣環(huán)境中工作。

ADXRS450采用內(nèi)部連續(xù)自測架構(gòu)。機電系統(tǒng)的完整性通過以下方法來檢查：對檢測結(jié)構(gòu)施加一個高頻靜電力，以便產(chǎn)生一個速率信號，將該速率信號與基帶速率數(shù)據(jù)區(qū)分開來，并進行內(nèi)部分析。

ADXRS450能夠檢測高達±300°/s的角速率。角速率數(shù)據(jù)以16位字的形式提供，作為32位SPI消息的一部分。

ADXRS450提供16引腳空腔塑封SOIC (SOIC_CAV)和SMT兼容垂直貼裝(LCC_V)兩種封裝，能夠在3.3 V至5 V的寬電壓范圍內(nèi)和?40°C至+105°C的溫度范圍內(nèi)工作。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADXRS450高抗振性數(shù)字陀螺儀技術(shù)手冊.pdf

應用

• 旋轉(zhuǎn)檢測醫(yī)療應用
• 旋轉(zhuǎn)檢測工業(yè)和儀器儀表
• 高性能平臺穩(wěn)定

特性

• 在單芯片上實現(xiàn)完整的角速度陀螺儀

• ±300°/秒角速率檢測

• 可在寬頻率范圍內(nèi)提供高振動抑制特性

• 出色的零點偏置穩(wěn)定性：25°/小時

• 抗沖擊能力：2000 g

• 16位數(shù)據(jù)字SPI數(shù)字輸出

• 低噪聲和低功耗

• 工作電壓范圍：3.3 V至5 V

• 工作溫度范圍：-40°C至+105°C

• 超小、輕便、RoHS兼容

• 兩種封裝選擇：

  • 低成本SOIC_CAV封裝可提供偏航角速度（Z軸）響應
  • 創(chuàng)新型陶瓷垂直貼裝封裝適合于俯仰、滾動、偏航響應

框圖

引腳配置描述

典型性能特征

工作原理

ADXRS450基于諧振陀螺儀原理工作。圖16展示了四個多晶硅傳感結(jié)構(gòu)中其中一個的簡化示意圖。每個傳感結(jié)構(gòu)都包含一個抖動框架，該框架通過靜電驅(qū)動至諧振狀態(tài)，產(chǎn)生必要的速度分量，以便在受到角速率作用時生成科里奧利力。ADXRS450旨在感測z軸（偏航）角速率；在SOIC_CAV封裝中，垂直安裝封裝（LCC_V）可使器件定向，以便在同一塊印刷電路板（PCB）上也能感測俯仰或滾動角速率。

當傳感結(jié)構(gòu)受到角速率作用時，產(chǎn)生的科里奧利力會耦合到外部傳感框架，該框架包含置于固定拾取指狀結(jié)構(gòu)之間的可移動指狀結(jié)構(gòu)，從而形成一個電容式拾取結(jié)構(gòu)來感測科里奧利運動。產(chǎn)生的信號會傳輸至一系列增益和解調(diào)級，以產(chǎn)生電角速率輸出。四重對稱設計可抑制線性和角加速度，包括外部重力加速度和振動，這是通過將四個傳感結(jié)構(gòu)機械耦合實現(xiàn)的，使得外部重力加速度以共模信號的形式出現(xiàn)，而這些共模信號可通過ADXRS450中采用的全差分架構(gòu)予以消除。

諧振器工作通常需要22.5V電壓。由于大多數(shù)應用通常僅提供5V電壓，所以內(nèi)置了一個開關(guān)穩(wěn)壓器。

連續(xù)自測試

ADXRS450陀螺儀采用完整的機電自測試。向陀螺儀框架施加一個靜電力，導致電容指狀結(jié)構(gòu)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這種偏轉(zhuǎn)與作為外部速率輸入時發(fā)生的偏轉(zhuǎn)完全等效。來自梁結(jié)構(gòu)的輸出通過整個信號鏈進行處理，提供電和機械組件的真實速率輸出信號，從而實現(xiàn)全面覆蓋。

在器件的輸出帶寬之上，機電自測試會連續(xù)進行。自測試程序會生成等效的正和負速率檢測。此信息隨后會經(jīng)過濾波，從而不會對解調(diào)后的速率輸出產(chǎn)生總體影響。

正和負自測試偏轉(zhuǎn)之間的差異幅度會以2Hz進行濾波，并持續(xù)監(jiān)測，與硬編碼的自測試限制（見表1）進行比較。如果測量幅度超出這些限制，根據(jù)自測試錯誤的幅度，會觸發(fā)兩種錯誤情況之一：

• 對于較不嚴重的自測試錯誤幅度，故障寄存器的CST位會被置位；不過，傳感器數(shù)據(jù)響應中的狀態(tài)位（ST[1:0]）會保持為01，表示傳感器數(shù)據(jù)有效。
• 對于更嚴重的自測試錯誤，故障寄存器的CST位會被置位，并且傳感器數(shù)據(jù)響應中的狀態(tài)位（ST[1:0]）會被設置為00，表示傳感器數(shù)據(jù)無效。

表1列出了這兩種故障情況的閾值。如果需要，用戶可以通過發(fā)出讀取命令（地址為0x04）來訪問自測試信息。有關(guān)錯誤報告的更多信息，請參見SPI通信協(xié)議部分。