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基本平台稳定系统中MEMS IMU频率响应分析

亚德诺半导体 2018-03-01 09:11 次阅读

无人飞行器安装的监控设备、海上微波接收机、车辆安装的红外成像系统传感器以及其他仪器系统都需要具有稳定的平台,以达到最佳性能,但它们通常在可能遇到振动和其他类型不良运动的应用中使用。

振动和正常车辆运动会导致通信中断、图像模糊以及其他很多行为,从而降低仪器的性能和执行所需功能的能力。平台稳定系统采用闭环控制系统,以主动消除此类运动,从而保证达到这些仪器的重要性能目标。

图1是平台稳定系统的整体框图,它使用伺服电机来校正角向运动。反馈传感器为仪器平台提供动态方位信息。反馈控制器处理这些信息,并将其转换为伺服电机的校正控制信号。

图1. 基本平台稳定系统

由于很多稳定系统需要多个轴向的主动校正,因此惯性测量单元(IMU)通常包括至少三个轴向的陀螺仪(测量角速度)和三个轴向的加速度计(测量加速度和角定向)来提供反馈检测功。反馈传感器的最终目标是提供平台定向的精确测量,即使当平台正在运动时也要做到。由于没有"万能"传感器技术能够在任何条件下提供精确的角度测量,因此平台稳定系统中的IMU通常在每个轴上使用两种或三种传感器类型。

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加速度计,响应每个轴向上的静态和动态加速

"静态加速度"似乎是一个陌生的词汇,但它涉及重要的传感器行为:对重力的响应。假定不存在动态加速,并通过校准消除了传感器误差,则每个加速度计输出将代表它的相对于重力的轴定向。为了确定在存在振动和快速加速的情况下稳定系统中通常出现的实际平均定向,通常会将滤波器和融合程序(组合来自多个传感器类型的读数,得出最佳估计值)应用于原始测量。

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陀螺仪,提供角速率测量

陀螺仪测量通过有限周期内的角速率的积分,在角度测量中发挥作用。执行积分时,偏置误差将导致成比例的角度漂移,随时间累加。因此,陀螺仪性能通常与设备偏置对不同环境因素的灵敏度相关,这些因素包括温度变化、电源变化、离轴旋转和线性加速度(线性g和整流g × g)。校准的高质量陀螺仪,具有对线性加速度的高抑制,使这些设备能够提供宽带角信息,作为对加速度计提供的低频信息的补充。

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3轴磁力计,测量磁场强度

从三个正交轴的磁场测量实现了相对于地球磁场本地方向的定向角估算。当磁力计接近电机、显示器和其他动态磁场干扰源时,管理其精度可能非常困难,但在适当情况下,它的角度数据可作为来自加速度计和陀螺仪的数据的补充。虽然很多系统仅使用加速度计和陀螺仪,但磁力计可以改进某些系统的测量精度。

图2的整体框图显示了如何使用陀螺仪和加速度计测量,既利用它们的基本优势,同时又最大程度减少它们的弱点产生的影响。

图2. 组合单轴传感器输出

低通加速度计和高通陀螺仪滤波器的极点位置通常取决于应用,另外精度目标、相位延迟、振动和"正常"运动预测都会对位置决定产生影响。因系统而异的行为也会影响加权因子,而加权因子会对如何组合这两种测量产生影响。扩展卡尔曼滤波器就是一个组合滤波和加权函数以计算动态角度估计的算法的例子

MEMS IMU 频率响应分析

围绕新的MEMS IMU开发稳定系统时,在系统设计早期阶段了解频率响应是非常重要的,因为IMU的频率响应将对控制器设计产生直接影响,可以帮助识别潜在稳定性问题—特别是在考虑到新一代设计的高带宽解决方案时。这些信息对于预测陀螺仪的振动响应也非常有用。

评估IMU带宽的一种策略是确定哪些信息在产品文档中提供,分析此类信息对系统的惯性运动响应的影响,并稳定系统的响应。此类分析以及它涉及的所有校正操作将成为初始测试的基础。

率响应在IMU和陀螺仪的规格表中表示为"带宽"。作为一个性能参数,它表示某个频率,输出信号幅度在该频率下降低到传感器遇到的实际运动幅度的大约70% (–3 dB)。某些情况下,带宽可也定义为输出响应落后于实际运动90度时的频率(对于双极系统)。这两个指标可以直接影响控制环路的一个重要稳定准则:单位增益、相位裕量—环路响应的实际相位角度和–180°之间的差值,环路增益为1。了解反馈传感器的频率响应,是优化稳定性保证和系统响应之间的平衡的关键因素。除了管理稳定性标准之外,频率响应还会对振动抑制和制定采样策略产生直接影响,通过这些策略可以测量惯性平台上的所有关键瞬态信息。

要分析系统中的频率响应,首先要从一个高层次"黑盒子"视图开始,它描述了系统在整个目标频率范围内对输入的响应。在电子电路中,输入和输出是从一般意义上定义的,例如信号电平(伏特),分析通常包括开发传递函数,使用s域表示和电路-电平关系,例如基尔霍夫的电压和电流定律。对于惯性MEMS系统,输入是IMU遇到的惯性运动,输出通常以数字码表示。s域分析技术固然有很大作用,但要为这种类型的系统开发完整的传递函数,通常还需要采用其他技术,并且考虑到更多问题。

开始分析过程时,首先要了解与传感器信号链相关的所有组件。图3提供了典型函数的整体示意图。信号链从核心传感器元件开始,它将惯性运动转化为代表性的电信号。如果带宽在传感器元件中未受限制,则通常受ADC模块前的信号调理电路中的滤波器限制。信号数字化后,处理器通常应用纠错(校准)公式和数字滤波。第二级的数字滤波器会减小反馈系统在控制程序中使用的带宽和采样速率。所有这些级都可能影响传感器信号的增益和相位,与频率相关。图3提供了一个示例,IMU在混合信号处理系统中具有多个滤波器。该系统可作为一些实用分析技术的示例。

图3. 信号链中用于频率分析的ADIS16488传感器

核心 MEMS 传感器元件

要进行此类分析,必须了解可以量化和应该量化的所有行为,然后可对那些无法轻易量化的行为做出合理假设。充分了解"已知"可变因素之后,通常可以更加简单地重新评估这些假设以进行检查和澄清。ADIS16488的规格表(图3)显示了330 Hz的–3 dB带宽。假定核心传感器处于临界阻尼状况,而且在远低于其谐振范围(16 kHz至20 kHz)的带宽下并非主要贡献因素。这种情况并非总会出现,但它是一个很好的起点,可以使用噪声密度或完全运动测试,稍后在流程中测试到。

接口电路/模拟滤波器

此外,每个陀螺仪传感器在通过ADC模块之前都会通过双极低通滤波器。这样可以提供足够的信息,以便使用拉普拉斯变换来开发S域中的传递函数表示。第一极(f1)的频率为404 Hz,第二极(f2) 的频率为757 Hz。

加速度计的单极 (f1)传递函数为:

这些公式为程序中的数字分析提供了依据,这些程序可管理与"s = jω"恒等式相关的复数。在MATLAB中,以下的m-脚本将生成幅度(比率,无单位)和相位(度)信息:

Fmax = 9840/2; % one-half of the sample rate

for f = 1:Fmax

 w(f) = 2*pi*f;

end

p1 = 404; % pole location = 404Hz

p2 = 757; % pole location = 757Hz

NUM1 = 2*pi*p1;

DEN1 = [1 2*pi*p1];

NUM2 = 2*pi*p2;

DEN2 = [1 2*pi*p2];

H1 = tf(NUM1,DEN1); % transfer function for first pole

H2 = tf(NUM2,DEN2); % transfer function for second pole

H488a = H1 * H2; % transfer function for 2-pole filter

[maga,phasea] = bode(H488,w);

for f = 1:Fmax

 Mag488a(f) = maga(1,1,f);

 Phase488a(f) = phasea(1,1,f);

end

为快速评估与这些滤波器相关的时间延迟,请注意单极滤波器的相位延迟在−3 dB频率下等于45°,也就是转折频率周期的1/8。在此情况下,加速度计的滤波器的时间延迟大约等于0.38 ms。对于陀螺仪,延迟等于两级的时间延迟的总和,约为0.47 ms。

 

均值/抽取滤波器级

图3说明了两个均值/抽取滤波器级的使用,它们可以降低级的输出采样速率,并且提供额外的滤波。在具有有限脉冲响应(FIR)的数字滤波器中,相位延迟等于总抽头数的一半,除以每个抽头的采样速率。在第一个滤波级,采样速率为9.84 kHz。有四个抽头,在此种类型的滤波器中,这个数字等于均值数量。相位延迟约为0.2 ms。均值滤波器的幅度响应遵循这种关系

使用MATLAB进行分析时,请使用9.84 kSPS的采样速率(fs)和4个抽头(N),以及用于分析模拟滤波器的相同频率数组(N)。使用相同频率数组,可以更加简单地组合每级的结果。请使用以下代码来分析第一级:

Fmax = 9840/2; % one-half of the sample rate

f = 1:Fmax;

NUM(f) = sin(4*pi*f/9840);

DEN(f) = 4 * sin(pi*f/9840);

for fq = 1:Fmax

 Hda(fq) = abs(NUM(fq)/DEN(fq));

end

要分析第二个均值/抽取滤波器,需要事先了解控制系统的采样速率,但应使用相同的关系。例如,如果控制环路需要接近400 SPS的采样速率,则第二个滤波器的均值和抽取率将等于6(采样速率为410 SPS,有四个样本,因此为9840/[410 × 4] = 6)。使用相同的m-script 脚本代码可分析幅度响应,有三个例外:(1) 将采样速率从9480更改为2460;(2) 将两个位置的"4"更改为"6";以及 (3) 将FMAX从9840/2更改为2460/2。相位等于总抽头数的一半,除以采样速率,约为1.22 ms (3/2460)。

复合响应

图4和图5提供了复合幅度和相位响应,包括陀螺仪的模拟滤波器和两个抽取滤波器。图4表示针对数组中的每个频率,将各级的幅度相乘的结果。图5表示将每个频率下的各级的相位贡献相加的结果。标记"没有抽取"的坐标图假定输出数据速率为2460 SPS,第二个抽取滤波器级有效关闭。标记"有抽取"的坐标图假定抽取率等于6,最终输出数据速率为410 SPS。两个坐标图说明了响应差异,帮助实现控制环路采样速率和相应频率响应的系统级平衡。

图4. 模拟滤波器和第一个抽取滤波器级

图5. 410-SPS数据速率的复合响应

可编程FIR滤波器分析

知道模拟滤波器和抽取滤波器的贡献之后,我们可以评估使用片内抽取滤波器和设计自定义FIR滤波器之间的比较权衡。在图3所示的ADIS16488中,FIR滤波器包括在IMU中,但有些系统在数字信号处理程序中实施滤波器。FIR滤波器的时域f(n) 以差分方程表示,其中z变换提供了用于频率分析的分析工具:

幸运的是,很多现代程序都包含根据基本关系进行此类分析的特定工具或命令。但在验证自动评估工具的结果或对FIR设计工具输出产生直觉的疑问时,了解它们仍然是有用的。MATLAB"fdatool"命令可启动滤波器分析和设计软件包,帮助设计和分析系统FIR滤波器实施。

惯性频率响应测试方法

在陀螺仪中测试频率响应的最直接方法是使用惯性速率表,它能够引入适当的频率成分。速率表通常包括可编程伺服电机和光学编码器,可验证电机轴上的编程旋转。这种测试方法的优势是它应用了实际惯性运动。它的弱点在于它通常不适用于刚开始使用MEMS的工程师。

对于未使用速率表的早期分析验证,测试目标频段内的频谱噪声可以提供有用的信息。这种简化方法不需要复杂的测试设备,而只需要与稳定平台的安全机械连接以及数据收集仪表。但是,它要求机械噪声具有相对于频率的"平坦"噪声幅度。

图6详细说明了使用相同双极低通滤波器的两个例子。第一个例子 (ADIS16375)使用了在有用频率范围内具有平坦响应的陀螺仪。第二个例子(ADIS16488)使用在1.2 kHz频率下具有适中峰化量的陀螺仪,它实际上将–3 dB频率扩展到大约380 Hz。对于在为控制环路进行建模和仿真的人员而言,了解这种共振行为可能是非常有价值的。在简单测试中识别这种行为,还有助于解释在执行更全面系统特征化时噪声电平高于预期的原因。如果在项目早期了解和识别这些行为,则通常可通过对滤波器极点的调整,对它们进行管理。

测量噪声密度时,请确保采样速率至少达到最高目标频率的两倍,以满足奈奎斯特准则。此外,还应提取足够的数据样本,以降低测量的不确定性。图6中的坐标图源于FFT时间记录分析,长度为256000个采样,最大速率为2.46 kSPS。

图6. 噪声密度比较

另一种方法使用了陀螺仪的自测功能。自测功能提供了使用电气信号来模拟传感器的机械结构的机会,而无需对设备施加外部惯性运动。自测功能迫使模拟对实际运动的响应的传感器内核中发生变化,从而在电气输出上产生相应变化。并非所有产品都提供对此信息的实时访问,但它可能是一种有用工具,另外制造商或许能够提供此种类型的频率-响应测试的数据。在最简单的方法中,可将自测(模拟对步骤的响应)与分析预期结果进行比较。重复在特定频率下的自测置位,也是一种研究每个频率下的传感器响应幅度的直接方法。以图7中的两种不同响应为例。在较低频率下,陀螺仪输出类似于方波,每个转换的瞬态响应除外。瞬态响应符合传感器信号链中的滤波器网络的"步骤响应"预期。在第二个示例中,自测的频率足够高,能够防止完全建立,因而发生了幅度减小。请注意在本图底部信号上,蓝色和黑点响应之间的幅度差异。有多种方法可以估测这些时间记录的幅度。离散傅里叶变换(DFT)可将主要频率成份(自测频率)与谐波内容隔离开,这可能导致幅度/频率响应的误差。

图7. 自测

结论

向高带宽IMU发展的趋势为反馈稳定系统的设计提供了显著优势。高带宽使得多传感器系统能够实现更好的时序对齐和相位裕量管理。滤波电容的值和温度响应的变化范围可能非常广,可能导致极点频率的成比例变化。由于相位延迟取决于极点位置,因此了解和管理极点位置非常重要。例如,当反馈传感器的截止频率比控制器的单位增益反馈高两倍时,则会为环路响应增加大约22.3°的相位延迟。如果截止频率降低20%,则相位延迟增加大约5.6°。提高单位增益带宽中的截止频率的比率,可将这些影响减小4倍。

要了解IMU的带宽及其在系统稳定性中的角色,应该使用分析、建模、测试数据以及这些因素的迭代。首先要量化可用信息,做出假设以弥补所有漏洞,然后制定计划来优化这些假设。

原文标题:ADI 深度丨稳定系统中惯性MEMS的频率响应

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5G等新基建领域成为央企在汉投资重点

5G等新基建领域成为央企在汉投资重点。中国信科集团5G产业化项目、烽火信息技术建设项目、智能微机电系....
的头像 MEMS 发表于 06-01 17:00 523次 阅读
5G等新基建领域成为央企在汉投资重点

MEMS收入及利润贡献占比超70%,耐威科技更名为赛微电子

根据公司2020年第一次临时股东大会的授权,公司董事会于近日办理了与该次变更有关的工商变更登记手续,....
的头像 MEMS 发表于 06-01 16:54 703次 阅读
MEMS收入及利润贡献占比超70%,耐威科技更名为赛微电子

苏州硅时代缔造行业神话,为热电堆芯片研发生产提供成熟的技术支持

苏州硅时代电子科技有限公司(以下简称“苏州硅时代”)作为提供专业MEMS代工解决方案的高技术公司,具....
的头像 MEMS 发表于 06-01 15:59 734次 阅读
苏州硅时代缔造行业神话,为热电堆芯片研发生产提供成熟的技术支持

Silex成功助力通用微推出新一代MEMS麦克风芯片

通用微是国内全自主研发70dB差分式、高信噪比、高AOP的MEMS麦克风芯片并流片成功的高科技企业。....
的头像 MEMS 发表于 06-01 15:55 632次 阅读
Silex成功助力通用微推出新一代MEMS麦克风芯片

ADI与北云科技面向自动驾驶行业推出A1组合导航板卡

5月28日消息,全球领先的高性能模拟技术公司ADI与国内高精度定位核心部件制造商北云科技(bynav....
的头像 牵手一起梦 发表于 06-01 15:29 936次 阅读
ADI与北云科技面向自动驾驶行业推出A1组合导航板卡

MEMS固态激光雷达在车路协同中应用拉开帷幕

2020年是5G商用规模化建设的关键年。5月17日,中国广电(河北广电网络集团)和中国交建、大唐移动....
的头像 MEMS 发表于 06-01 15:11 549次 阅读
MEMS固态激光雷达在车路协同中应用拉开帷幕

自主MEMS传感器芯片核心技术与产业化

第一,做好产业发展的顶层设计。MEMS传感器产业发展非常需要国家的宏观规划和指导,建议加强顶层设计,....
的头像 MEMS 发表于 06-01 10:40 559次 阅读
自主MEMS传感器芯片核心技术与产业化

MEMS晶圆是怎么切割的?

激光隐形切割作为激光切割晶圆的一种方案,很好的避免了砂轮划片存在的问题。如图1所示,激光隐形切割是通....
的头像 MEMS技术 发表于 06-01 09:38 863次 阅读
MEMS晶圆是怎么切割的?

北云科技面向自动驾驶行业推出了一款小尺寸高精度组合导航板卡——A1

据GSA(欧洲全球导航卫星系统局) 2019年10月发布的《GNSS 市场报告》报道,全球车载导航市....
的头像 MEMS 发表于 06-01 09:26 559次 阅读
北云科技面向自动驾驶行业推出了一款小尺寸高精度组合导航板卡——A1

将淄博打造成为以MEMS传感器为特色的电子信息产业高地

目前,MEMS产业园已经累计开发MEMS芯片单项工艺180项,产品工艺30多项,自主研发项目25个,....
的头像 MEMS 发表于 06-01 09:00 677次 阅读
将淄博打造成为以MEMS传感器为特色的电子信息产业高地

MEMS技术投入新冠肺炎的战疫中

美国食品药物管理局(US Food and Drug Administration; FDA)紧急授....
发表于 05-29 17:07 526次 阅读
MEMS技术投入新冠肺炎的战疫中

余压监控系统中的余压传感器有什么特点

余压监控系统消防联动型标准规范设备是当防烟楼梯间或前室余压值达到超压监控值时,余压传感器发出报警信号....
发表于 05-25 15:27 132次 阅读
余压监控系统中的余压传感器有什么特点

MEMS麦克风传感器参考设计的录音机

具有MEMS麦克风传感器参考设计的录音机。该参考设计演示了基于SAMG53微控制器和两个数字MEMS麦克风传感器的录音...
发表于 05-20 14:45 207次 阅读
MEMS麦克风传感器参考设计的录音机

MEMS惯性传感器的测试及应用领域

MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)是指集机械元素、微型传感器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一...
发表于 05-18 06:28 181次 阅读
MEMS惯性传感器的测试及应用领域

必创科技自主研发MEMS,创新传感器未来

MEMS即微机电系统(Microelectro Mechanical Systems),是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域。经过四...
发表于 05-14 08:03 158次 阅读
必创科技自主研发MEMS,创新传感器未来

关于MEMS的技术简介

MEMS全称Micro Electromechanical System(微机电系统),是一种通常在硅晶圆上以IC工艺制备的微机电系统,微机械结构的...
发表于 05-12 17:27 239次 阅读
关于MEMS的技术简介

高通MEMS封装技术解析

随着传感器、物联网应用的大规模落地,微机电系统(MEMS)在近些年应用越来越广泛,MEMS的存在可以减小电子器件的大小。...
发表于 05-12 10:23 231次 阅读
高通MEMS封装技术解析

AD592 电流输出、精密IC温度传感器

和特点 高预校准精度:0.5°C(最大值,+25°C) 出色的线性度:0.15°C(最大值,0°C至+70°C) 宽工作温度范围:-25°C至+105°C 单电源供电:+4 V至+30 V 出色的可重复性和稳定性 高电平输出: 1 µA/K 双端单芯片IC:温度输入/电流输出 自热误差极小产品详情 AD592是一款双端单芯片集成电路温度传感器,其输出电流与绝对温度成比例。在宽电源电压范围内,该器件可充当一个高阻抗、1 µA/K温度相关电流源。改进的设计和对IC薄膜电阻的激光晶圆调整,使得AD592能够实现前所未有的绝对精度水平和非线性误差性能,而价格则与以前的产品相当。AD592可用于-25°C至+105°C应用,目前一般使用常规温度传感器(热敏电阻、RTD、热电偶和二极管等)。它采用塑封封装,具有单芯片集成电路固有的低成本优势,而且应用所需的总器件数非常少,因此AD592是目前性价比最高的温度传感器。使用AD592时,无需昂贵的线性化电路、精密基准电压源、电桥器件、电阻测量电路和冷结补偿。典型应用领域包括:电器温度检测、汽车温度测量和控制、HVAC(暖通空调)系统监控、工业温度控制、热电偶冷结补偿、电路板级电子温度诊断、仪器仪表温度读出选项,以...
发表于 02-22 15:55 91次 阅读
AD592 电流输出、精密IC温度传感器

TMP36 电压输出温度传感器

和特点 低工作电压:+2.7 V至+5.5 V 直接以摄氏度校准(°C) 比例系数:10 mV/8°C(TMP37为20 mV/8°C) 精度:±2°C(整个温度范围内,典型值) 线性度:±0.5°C(典型值) 能稳定驱动较大容性负载 额定温度范围:-40 °C至+125 °C,工作温度最高可达+150 °C 静态电流:小于50 µA 关断电流:最大0.5 µA 产品详情 TMP35/TMP36/TMP37是低电压、精密摄氏温度传感器,提供与摄氏温度成线性比例关系的电压输出。TMP35/TMP36/TMP37不需要执行任何外部校准,在+25°C时典型精度为±1°C,在−40°C至+125°C温度范围内典型精度为±2°C。TMP35/TMP36/TMP37的低输出阻抗及其线性输出和精密校准可简化与温度控制电路和ADC的接口。所有三个器件均可采用2.7 V至5.5 V的单电源供电。电源电流低于50 μA,自热效应非常小,在静止空气中小于0.1°C。此外还可以利用关断功能将电源电流降至0.5 μA以下。TMP35与LM35/LM45功能兼容,25°C时提供250 mV输出,TMP35温度测量范围为10°C至125°C。TMP36的额定温度范围为−40°C至+125°C,25°C时提供750 mV输出,采用2.7 V单电源时工作温度可...
发表于 02-22 15:55 75次 阅读
TMP36 电压输出温度传感器

TMP37 低电压温度传感器(Vo=500)

和特点 低工作电压:+2.7 V至+5.5 V 直接以摄氏度校准(°C) 比例系数:10 mV/°C(TMP37为20 mV/°C) 精度:±2 °C(整个温度范围内,典型值) 线性度:±0.5 °C(典型值) 能稳定驱动较大容性负载 额定温度范围:-40 °C至+125 °C,工作温度最高可达+150 °C 静态电流:小于50 µA 关断电流:0.5 µA(最大值) 产品详情 TMP35/TMP36/TMP37是低电压、精密摄氏温度传感器,提供与摄氏温度成线性比例关系的电压输出。TMP35/TMP36/TMP37不需要执行任何外部校准,在+25°C时典型精度为±1°C;在−40°C至+125°C温度范围内典型精度为±2°C。TMP35/TMP36/TMP37的低输出阻抗及其线性输出和精密校准可简化与温度控制电路和ADC的接口。所有三个器件均可采用2.7 V至5.5 V的单电源供电。电源电流低于50 μA,自热效应非常小,在静止空气中小于0.1°C。此外还可以利用关断功能将电源电流降至0.5 μA以下。TMP35与LM35/LM45功能兼容,25°C时提供250 mV输出,温度测量范围为10°C至125°C。TMP36的额定温度范围为−40°C至+125°C,25°C时提供750 mV输出,采用2.7 V单电源时工作温度可达...
发表于 02-22 15:55 42次 阅读
TMP37 低电压温度传感器(Vo=500)

TMP35 电压输出温度传感器

和特点 低工作电压:+2.7 V至+5.5 V 直接以摄氏度校准(°C) 比例系数:10 mV/8°C(TMP37为20 mV/8°C) 精度:±2°C(整个温度范围内,典型值) 线性度:±0.5°C(典型值) 能稳定驱动较大容性负载 额定温度范围:-40 °C至+125 °C,工作温度最高可达+150 °C 静态电流:小于50 µA 关断电流:0.5 µA(最大值) 产品详情 TMP35/TMP36/TMP37是低电压、精密摄氏温度传感器,提供与摄氏温度成线性比例关系的电压输出。TMP35/TMP36/TMP37不需要执行任何外部校准,在+25°C时典型精度为±1°C,在−40°C至+125°C温度范围内典型精度为±2°C。TMP35/TMP36/TMP37的低输出阻抗及其线性输出和精密校准可简化与温度控制电路和ADC的接口。所有三个器件均可采用2.7 V至5.5 V的单电源供电。电源电流低于50 μA,自热效应非常小,在静止空气中小于0.1°C。此外还可以利用关断功能将电源电流降至0.5 μA以下。TMP35与LM35/LM45功能兼容,25°C时提供250 mV输出,TMP35温度测量范围为10°C至125°C。TMP36的额定温度范围为−40°C至+125°C,25°C时提供750 mV输出,采用2.7 V单电源时工作...
发表于 02-22 15:55 24次 阅读
TMP35 电压输出温度传感器

TMP17 低成本电流输出温度传感器

和特点 工作温度范围:–40°C至+105°C 单电源供电:4 V至30 V 出色的可重复性和稳定性 高电平输出:1 µA/K 单芯片IC:温度输入/电流输出 自热误差极小 产品详情 TMP17是一款单芯片集成电路温度传感器,其输出电流与绝对温度成比例。在宽电源电压范围内,该器件可充当一个高阻抗、1 µA/K温度相关电流源。改进的设计和对IC薄膜电阻的激光晶圆调整,使得TMP17能够实现前所未有的绝对精度水平和非线性度误差性能,而价格则与以前的产品相当。 TMP17可用于-40℃至+105°C应用,这些应用目前一般使用常规温度传感器(热敏电阻、RTD、热电偶和二极管等)。使用TMP17时,无需昂贵的线性化电路、精密基准电压源、电桥器件、电阻测量电路和冷结补偿。TMP17采用低成本的SO-8表贴封装。 方框图...
发表于 02-22 15:55 50次 阅读
TMP17 低成本电流输出温度传感器

AD22100 电压输出型温度传感器,内置信号调理功能

和特点 200°C温度测量范围 精度优于满量程的±2% 线性度优于满量程的±1% 温度系数:22.5 mV/°C 输出与温度 x V+成比例 单电源供电 反向电压保护 自热效应极小 高电平、低阻抗输出产品详情 AD221001是一款片内集成信号调理功能的单芯片温度传感器,工作温度范围为-50°C至+150°C,非常适合众多HVAC、仪器仪表和汽车应用。由于内置信号调理功能,因此无需任何调整、缓冲或线性化电路,系统设计得以大大简化,整体系统成本也会降低。输出电压与温度和电源电压的乘积成比例(比率关系)。采用+5.0 V单电源时,输出摆幅从0.25 V(-50°C)至+4.75 V(+150°C)。由于具有比率特性,AD22100在与模数转换器接口时可提供高性价比解决方案。ADC的+5 V电源用作ADC和AD22100的基准电压源(参见数据手册中的图2),因而无需使用精密基准电压源,成本得以降低。 方框图...
发表于 02-22 15:55 82次 阅读
AD22100 电压输出型温度传感器,内置信号调理功能

TMP01 低功耗可编程温度控制器(温度传感器)

和特点 工作温度范围:–55°C至+125°C(–67°F至+257°F)精度:±1.0°C°C(整个温度范围内,典型值)温度比例电压输出用户编程温度跳变点用户编程迟滞20 mA开路集电极跳变点输出TTL/CMOS兼容型单电源供电:4.5 V至13.2 VPDIP、SOIC和TO-99封装 产品详情 TMP01是一款温度传感器,产生与绝对温度成比例的电压输出,并在器件高于或低于特定温度范围时,从两路输出之一产生控制信号。高/低温度跳变点和迟滞(过冲)频带均由用户选择的外部电阻确定。对于大批量生产,这些电阻均以片上方式提供。TMP01由一个带隙基准电压源和一对匹配比较器构成。基准电压源同时提供稳定的2.5 V输出和与绝对温度(VPTAT)成比例的电压,其温度系数非常精确,为5 mV/K;25°C时,基准电压为1.49 V(标称值)。比较器基于外部设定的温度跳变点比较VPTAT,当超过其中一个阈值时则产生一个开路集电极输出信号。迟滞也可通过外部电阻链编程,取决于来自2.5 V基准电压源的总电流。该电流生成镜像,并在触发一个比较器后,产生一个极性正确的迟滞失调电压。两个比较器相互并联,以确保消除迟滞重叠,并消除相邻跳变区之间不稳定的跃迁。TMP01采...
发表于 02-22 15:54 71次 阅读
TMP01 低功耗可编程温度控制器(温度传感器)

AD590 双端IC温度传感器

和特点 线性输出电流:1 µA/K 宽温度范围:-55°C至+150°C 与探头兼容的陶瓷传感器封装 双端器件:电压输入/电流输出 激光调整至±0.5°C校准精度(AD590M) 出色的线性度:满量程范围±0.3°C (AD590M) 宽电源电压范围:4 V至30 V 传感器与外壳绝缘 低成本 产品详情 AD590是一款双端集成电路温度传感器,其输出电流与绝对温度成比例。在4 V至30 V电源电压范围内,该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器,调节系数为1 µA/K。片内薄膜电阻经过激光调整,可用于校准器件,使该器件在298.2K (25°C)时输出298.2 µA电流。 AD590适用于150°C以下、目前采用传统电气温度传感器的任何温度检测应用。低成本的单芯片集成电路及无需支持电路的特点,使它成为许多温度测量应用的一种很有吸引力的备选方案。应用AD590时,无需线性化电路、精密电压放大器、电阻测量电路和冷结补偿。除温度测量外,还可用于分立器件的温度补偿或校正、与绝对温度成比例的偏置、流速测量、液位检测以及风速测定等。AD590可以裸片形式提供,适合受保护环境下的混合电路和快速温度测量。 AD590特别适合远程检测应用。它提供高阻抗电流输出,对长线路上的压降不敏...
发表于 02-22 15:54 125次 阅读
AD590 双端IC温度传感器

LTC2995 具警报输出的温度传感器和双通道电压监视器

和特点 可测量温度和两个电压 电压输出与温度成比例 用于温度和电压的可调门限 ±1°C 远端温度准确度 ±2°C 内部温度准确度 ±1.5% 电压门限准确度 3.5ms 更新时间 2.25V 至 5.5V 电源电压 输入干扰抑制 可调复位超时 220μA 静态电流 漏极开路警报输出 采用 3mm x 3mm QFN 封装 产品详情 LTC®2995 是一款高准确度温度传感器和双通道电源监视器。该器件可将一个外部二极管传感器的温度和 / 或其自身芯片的温度转换为一个模拟输出电压,并抑制由于噪声和串联电阻引起的误差。将两个电源电压和测量温度与采用阻性分压器设定的上限和下限进行比较。如果某个门限被超过,则器件将通过把对应的漏极开路逻辑输出拉至低电平以传送一个警报信号。LTC2995 可采用普遍使用的 NPN 或 PNP 晶体管或者新式数字器件内置的温度二极管提供 ±1°C 的准确温度结果。电压的监视准确度为 1.5%。一个 1.8V 基准输出简化了门限设置,并可用作一个 ADC 基准输入。LTC2995 采用紧凑型 3mm x 3mm QFN 封装,为温度和电压监视提供了一款准确和低功率的解决方案。 应用 网络服务器 内核、I/O 电压监视器 台式电脑和笔记本电脑 环境监测 方框图...
发表于 02-22 15:54 61次 阅读
LTC2995 具警报输出的温度传感器和双通道电压监视器

AD22103 电压输出型3.3 V温度传感器,内置信号调理功能

和特点 3.3 V单电源供电 温度系数:28 mV/°C 100°C温度测量范围(0°C至+100°C) 精度优于满量程的2.5% 线性度优于满量程的0.5% 输出与温度 x VS成比例 自热效应极小 高电平、低阻抗输出 反向电源电压保护 产品详情 AD22103是一款片内集成信号调理功能的单芯片温度传感器,工作温度范围为0°C至+100°C,非常适合众多3.3 V应用。由于内置信号调理功能,因此无需任何调整、缓冲或线性化电路,系统设计得以大大简化,整体系统成本也会降低。输出电压与温度和电源电压的乘积成比例(比率关系)。采用+3.3 V单电源时,输出摆幅从0.25 V(0°C)至+3.05 V(+100°C)。由于具有比率特性,AD22103在与模数转换器接口时可提供高性价比解决方案。ADC的电源用作ADC和AD22103的基准电压源,因而无需使用精密基准电压源,成本得以降低。应用 微处理器散热管理 电池和低供电系统 电源温度监控 系统温度补偿 板级温度检测 方框图...
发表于 02-22 15:54 50次 阅读
AD22103 电压输出型3.3 V温度传感器,内置信号调理功能

LTC2997 远程 / 内部温度传感器

和特点 可将远程传感器或内部二极管温度转换为模拟电压±1°C 远程温度准确度±1.5°C 内部温度准确度内置串联电阻抵消2.5V 至 5.5V 电源电压 1.8V 基准电压输出 3.5ms VPTAT 更新时间4mV/Kelvin 输出增益 170μA 静态电流采用 6 引脚 2mm x 3mm DFN 封装 产品详情 LTC®2997 是一款高准确度模拟输出温度传感器。该器件可将一个外部传感器的温度或其自身的温度转换为一个模拟电压输出。一种内置算法能够消除 LTC2997 与传感器二极管之间的串联电阻所引起的误差。LTC2997 可利用低成本二极管连接的 NPN 或 PNP 晶体管、或者利用微处理器或 FPGA 上的集成型温度晶体管来提供准确的测量结果。将引脚 D+ 连接至 VCC 便可把 LTC2997 配置为一个内部温度传感器。LTC2997 提供了一个附加的 1.8V 基准电压输出,该输出既可用作一个 ADC 基准输入,也可用于产生与 VPTAT 输出进行比较的温度门限电压。LTC2997 提供了一款适合于准确温度测量的精准和通用型微功率解决方案。Applications温度测量远程温度测量环境监视系统热控制台式电脑和笔记本电脑网络服务器 方框图...
发表于 02-22 12:13 120次 阅读
LTC2997 远程 / 内部温度传感器

ADXRS645 高温、抗振动、±2000°/s陀螺仪

和特点 高性能、±2000°/s角速率传感器 长寿命: 保证1000小时(TA = 175°C) 创新型陶瓷垂直贴装封装,适合于俯仰或滚动速率响应 宽工作温度范围: -40°C至175°C 可在宽频率范围内提供高振动抑制特性 抗冲击能力:10,000 g 输出与基准电源成比率 5 V单电源供电 根据数字命令执行自测 温度传感器输出产品详情 ADXRS645是一款高性能角速率传感器,具有出色的抗振动能力,可用于高温环境中。 ADXRS645采用ADI公司取得专利的大规模BiMOS表面微加工工艺制造,多年实际应用证明性能稳定可靠。 先进的差分四传感器设计提供出色的加速和振动抑制。 输出信号RATEOUT是电压值,与围绕封装顶部垂直轴转动的角速率成比例。 最小测量范围为±2000°/,加入单个外部电阻之后可扩展至±5000°/s。 输出与所提供的基准电源成比率。 芯片工作还需要其它几个外部电容。 该器件提供温度输出,用于补偿技术。 两路数字自测输入通过机电方式激励传感器,以测试传感器和信号调理电路是否正常工作。 ADXRS645 提供 8 mm × 9 mm × 3 mm、15引脚钎焊引脚三列直插式封装。应用 地质勘探中的井下测量 极高温度工业应用 恶劣的机械环境方框图...
发表于 02-22 12:12 97次 阅读
ADXRS645 高温、抗振动、±2000°/s陀螺仪

ADGM1004 带集成驱动器的0 Hz至13 GHz、2.5kV HBM ESD SP4T MEMS开关

和特点 完全工作频率低至0 Hz/dc 导通电阻:1.8 Ω(典型值) 关断泄漏:0.5 nA(最大值) −3 dB带宽 RF2、RF3为13 GHz(典型值) RF1、RF4为10.8 GHz(典型值) RF性能特性 插入损耗:0.45 dB(典型值,2.5 GHz) 隔离:24 dB(典型值,2.5 GHz) IIP3:67 dBm(典型值) 射频(RF)功率:32 dBm(最大值) 驱动寿命:10亿周期(最小值) 密封开关触点 开关导通时间:30 μs(典型值) 静电放电(ESD)人体模型(HBM)额定值 5 kV(对于RF1至RF4和RFC引脚) 2.5 kV(对于所有其他引脚) 集成驱动器,无需外部驱动器 电源电压:3.1 V至3.3 V CMOS/LVTTL兼容 并行接口和独立控制开关 没有电源时,开关处于开路状态有关避免所有RF引脚上出现浮空节点的要求,请参见“应用信息”部分 5 mm × 4 mm × 1.45 mm、24引脚LFCSP 产品详情 ADGM1004是一款宽带、单刀四掷(SP4T)开关,采用ADI公司的微型机电系统(MEMS)开关技术制造而成。该技术支持小型、宽带宽、高线性、低插入损耗开关,能够在低至直流的频率范围内工作,是各种RF应用的理想解决方案。集成控制芯片可生成通过CMO...
发表于 02-22 12:10 200次 阅读
ADGM1004 带集成驱动器的0 Hz至13 GHz、2.5kV HBM ESD SP4T MEMS开关

ADIS16228 数字三轴振动传感器,集成FFT分析和存储系统

和特点 频域三轴振动传感器 平坦的频率响应:最高至5 kHz 数字加速度数据,± 18 g测量范围数字范围设置:0 g至1 g/5 g/10 g/20 g 实时采样模式:20.48 kSPS(单轴) 捕获采样模式:20.48 kSPS(三轴)触发器模式:SPI、计时器、外部可编程抽取滤波器,11种速率设置选定的滤波器设置支持多记录捕获手动捕获模式支持时域数据采集 针对所有三轴(x, y, z)的512点实数值FFT 3种窗口选项:矩形、Hanning、平顶 可编程FFT均值功能:最多255个均值 存储系统:所有三轴(x, y, z)上14个FFT记录产品详情 ADIS16228 iSensor® 是一款完整的振动检测系统,集三轴加速度检测与先进的时域和频域信号处理于一体。时域信号处理包括可编程抽取滤波器和可选的窗函数。频域处理包括针对各轴的512点、实数值FFT和FFT均值功能,后一功能可降低噪底变化,从而提高分辨率。通过14记录FFT存储系统,用户可以追踪随时间发生的变化,并利用多个抽取滤波器设置捕获FFT。20.48 kSPS采样速率和5 kHz平坦频段提供的频率响应适合许多机械健康状况检测应用。铝芯可实现与MEMS加速度传感器的出色机械耦合。在所有操作中,内部时钟驱动数据采样和信号处理系统...
发表于 02-22 12:07 151次 阅读
ADIS16228 数字三轴振动传感器,集成FFT分析和存储系统

ADXRS910 侧翻检测层内陀螺仪

和特点 高性能、层内滚动速率陀螺仪 温度补偿,高精度偏移和灵敏度性能 陀螺仪噪声:2°/s rms(最大值) 16位数据字串行端口接口(SPI)数字输出 静态功耗:<20 mA 3.3 V和5 V电源供电 温度范围:-40°C至+105°C 针对层内滚动速率检测的16引脚SOIC_CAV表贴封装 通过汽车应用认证 产品详情 ADXRS910是一款针对汽车侧翻检测应用的高性能层内陀螺仪。ADXRS910还具有内部温度传感器,用于补偿偏移和灵敏度性能,在−40°C至+105°C温度范围内提供出色的稳定性。该陀螺仪提供±300°/s满量程性能,灵敏度为80 LSB/°/s。其谐振磁盘传感器结构可实现围绕层内轴的角速率测量。-3 dB滤波器转折频率可选择为24.6 Hz、49 Hz、102 Hz或201 Hz。该器件的传感器数据输出为包含在32位SPI处理中的16位、二进制补码字。SPI通信兼容频率高达10 MHz。ADXRS910采用16引脚倒腔SOIC封装。ADXRS910的额定工作电压为3.3 V至5 V此,功耗小于20 mA。其规格对−40°C至+105°C的温度范围有效。应用 侧翻检测 方框图...
发表于 02-22 12:07 83次 阅读
ADXRS910 侧翻检测层内陀螺仪

LTC2996 具警报输出的温度传感器

和特点 可将远端或内部二极管温度转换为模拟电压可调的过温和欠温门限电压输出与温度成比例±1℃ 远端温度准确度±2℃ 内部温度准确度内置串联电阻抵消漏极开路警报输出2.25V 至 5.5V 电源电压1.8V 基准电压输出200μA 静态电流10 引脚 3mm x 3mm DFN 封装 产品详情 LTC®2996 是一款高准确度温度传感器,具有可调过温和欠温门限以及漏极开路警报输出。该器件可将一个外部二极管传感器的温度或其自身芯片的温度转换为一个模拟输出电压,并抑制由于噪声和串联电阻引起的误差。将测量的温度与采用阻性分压器设定的上限和下限进行比较。如果超过门限,则器件将通过把对应的漏极开路逻辑输出拉至低电平以传送一个警报信号。LTC2996 可采用普遍使用的 NPN 或 PNP 晶体管或者新式数字器件内置的温度二极管提供 ±1℃ 的准确温度结果。一个 1.8V 基准输出简化了门限设置,并可用作一个 ADC 基准输入。LTC2996 采用紧凑型 3mm x 3mm DFN 封装,为温度监视提供了一款准确和低功率的解决方案。应用 温度监视和测量 系统热控制 网络服务器 台式电脑和笔记本电脑 环境监测 方框图...
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LTC2996 具警报输出的温度传感器

ADIS16203 可编程360° 倾斜计

和特点 0°至360°倾角计±180°输出格式选项 14位数字倾斜度输出线性输出,0.025°分辨率 12位数字温度传感器输出 数字控制偏置校准 数字控制采样速率 数字控制滤波 数字控制方向/方位 包括速率/阈值限制的双报警设置 辅助数字I/O端口 数字激活的自测功能 数字激活的低功耗模式 SPI®兼容型串行接口 辅助12位ADC输入和DAC输出 单电源供电:3.0V至3.6V 抗冲击能力:3500 g 产品详情 ADIS16203是一款完整的倾斜角测量系统,采用ADI公司的 iSensor™集成技术制造,全部功能均集成于一个紧凑的封装中。该器件采用嵌入式信号处理解决方案来增强ADI公司的 iMEMS®传感器技术,可提供适当格式的工厂校准、传感器数字倾斜角数据,从而利用串行外设接口(SPI)即可方便地访问数据。通过SPI接口可以访问多个测量结果:360°线性倾斜角、±180°线性倾斜角、温度、电源和一个辅助模拟输入。由于可以轻松访问校准的数字传感器数据,因此开发者能够获得可立即供系统使用的器件,使开发时间、成本和编程风险得以减少。通过数个内置特性,如单命令失调校准等,以及方便的采样速率控制和带宽控制,该器件很容易适应终端系统的独特特征。ADIS16...
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ADIS16203 可编程360° 倾斜计

ADT6501 采用SOT-23封装的低成本、2.7 V至5.5 V、微功率温度开关(监控温度范围为+35°C至+115°C)

和特点 ±0.5°C(典型)阈值精度 工厂设置跳变点范围为−45°C至+15°C,增量10°C+35°C至+115°C,增量10°C 无需外部元件 最高工作温度:125°C 开漏输出(ADT6501/ADT6503) 推挽输出(ADT6502/ADT6504) 引脚可选迟滞为2°C和10°C 电源电流:30 μA(典型值) 节省空间的5引脚SOT-23封装产品详情 ADT6501/ADT6502/ADT6503/ADT6504为跳变点温度开关,提供5引脚SOT-23封装。它们都含有一个内置带隙温度传感器,用于局部温度检测。当温度超过跳变点设置时,逻辑输出被激活。ADT6501/ ADT6503逻辑输出为低电平有效和开漏输出。ADT6502/ADT6504逻辑输出为高电平有效和推挽输出。经数字化转换后,温度的分辨率为0.125°C(11位)。工厂跳变点设置间距为10°C,冷阈值型号的设置范围为−45°C至+15°C,热阈值型号为+35°C至+115°C。这些器件不需要外部元件,典型消耗30 μA电源电流。引脚可选温度迟滞为2°C和10°C。温度开关的额定工作电压范围为2.7 V至5.5 V。 ADT6501和ADT6502仅限监控+35°C至+115°C范围内的温度。因此,当温度超过所选跳变点温度时,逻辑输出引脚变成有效状态。ADT650...
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ADT6501 采用SOT-23封装的低成本、2.7 V至5.5 V、微功率温度开关(监控温度范围为+35°C至+115°C)

AD22151G 线性输出磁场传感器

和特点 可调失调,支持单极性或双极性工作 在整个温度范围内具有低失调漂移 宽增益可调范围 在整个温度范围内具有低增益漂移 可调一阶温度补偿 与 Vcc成比例 产品详情 AD22151G是一款线性磁场传感器,其输出电压与垂直施加于封装上表面的磁场成比例。 方框图
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AD22151G 线性输出磁场传感器

AD22105 低压、电阻可编程恒温开关

和特点 用户可编程的温度设定点 设定点精度:2.0°C 预设迟滞:4.0°C 宽电源电压范围:+2.7 VDC至+7.0 VDC 宽温度范围:-40°C至+150°C 产品详情 AD22105是一款固态恒温开关。只需一个外部编程电阻,AD22105就能用来在宽工作温度范围(-40°C至+150°C)内的任意温度精确执行开关功能。它采用新颖的电路架构,当环境温度超过用户设置的设定点温度时,AD22105置位开集输出。该器件具有约4°C的迟滞,可防止开关迅速反复地动作。 AD22105设计采用+2.7 V至+7.0 V的单电源供电,适合在电池供电应用和工业控制系统中工作。由于功耗很低(3.3 V电源电压下仅230 µW),自热误差极小,电池寿命得以最大程度地延长。该器件内置一个可选的200 kΩ上拉电阻,便于驱动CMOS输入等轻负载。 它也可以直接驱动一个低功耗LED指示器。 方框图...
发表于 02-15 18:37 201次 阅读
AD22105 低压、电阻可编程恒温开关