ADXRS810高性能、SPI数字输出角速率传感器技术手册

概述
ADXRS810是一款角速率传感器（陀螺仪），主要用于汽车导航应用。 它采用先进的差分四传感器设计，可抑制线性加速度的影响，能够在极其恶劣的冲击和振动环境中工作。

ADXRS810采用内部连续自测架构。 机电系统的完整性通过以下方法来检查：对检测结构施加一个高频静电力，以便产生一个速率信号，将该速率信号与基带速率数据区分开来，并进行内部分析。

ADXRS810能够检测高达±300°/s的角速率。 角速率数据以16位字的形式提供，作为32位SPI消息的一部分。

ADXRS810提供空腔塑封SOIC-16封装，能够在3.3 V至5 V的宽电压范围内和−40°C至105°C的温度范围内工作。
数据表：*附件：ADXRS810高性能、SPI数字输出角速率传感器技术手册.pdf

应用

• 汽车导航
• 平台稳定

特性

• 在温度范围内具有出色的零点偏移稳定性
• 整个工作温度范围内出色的零点失调稳定性
• 在宽频率范围内具有高振动抑制
• 可在宽频率范围内提供高振动抑制特性
• 2000 G 动力抗冲击能力
• 抗冲击能力：2000 g
• 16位数据字SPI数字输出
• SPI 数字输出，带 16 位数据字
• 低噪音
• 低噪声
• 持续自检
• 连续自测
• 故障安全功能
• 故障安全功能
• 温度传感器
• 温度传感器
• 3.3 V 和 5 V 工作电压
• 3.3 V和5 V电源供电
• −40°C 至 +105°C 工作温度
• 工作电压：-40°C至+105°C
• 小型、扁平行业标准 SOIC 封装提供 偏航角速率（Z 轴）响应
• 小型薄型工业标准SOIC封装，提供偏航角速度（Z轴）响应
• 适用于汽车应用
• 通过汽车应用认证

框图

引脚配置描述

典型性能特征

工作原理

ADXRS810基于谐振陀螺仪原理工作。图12展示了四个多晶硅传感结构中其中一个的简化示意图。每个传感结构都包含一个抖动框架，该框架通过静电驱动至谐振状态，产生必要的速度分量，以便在受到角速率作用时生成科里奥利力。ADXRS810旨在感测Z轴（偏航）角速率。

当传感结构受到角速率作用时，产生的科里奥利力会耦合到外部传感框架，该框架包含置于固定拾取指状结构之间的可移动指状结构，从而形成一个电容式拾取结构来感测科里奥利运动。产生的信号会传输至一系列增益和解调级，以产生电角速率输出。四重对称设计可抑制线性和角加速度，包括外部重力加速度，这是通过将四个传感结构机械耦合实现的，使得外部重力加速度以共模信号的形式出现，而这些共模信号可通过ADXRS810中采用的全差分架构予以消除。

谐振器工作通常需要22.5V电压。由于大多数应用通常仅提供5V电压，所以内置了一个开关稳压器。如果有外部高压电源可用，电感和二极管可以省略，并且该电源可以连接到CP5。 请参见应用电路部分。

连续自测试

ADXRS810陀螺仪采用完整的机电自测试。向陀螺仪框架施加一个静电力，导致电容指状结构发生偏转。这种偏转与作为外部速率输入时发生的偏转完全等效。来自梁结构的输出通过整个信号链进行处理，提供电和机械组件的真实速率输出信号，从而实现全面覆盖。

在器件的输出带宽之上，机电自测试会连续进行。自测试程序会生成等效的正和负速率检测。此信息随后会经过滤波，从而不会对解调后的速率输出产生总体影响。

正和负自测试偏转之间的差异幅度会以f_o/8000（约1.95Hz）进行滤波，并持续监测，与硬编码的自测试限制进行比较。如果测量幅度超出这些限制（在规格表中列出），则根据自测试错误的幅度，会触发两种错误情况之一。对于较不严重的自测试错误，故障寄存器的CST位会被置位；不过，传感器数据响应中的状态位（ST[1:0]）会保持为0b01，表示传感器数据有效。对于更严重的自测试错误，故障寄存器的CST位会被置位，并且传感器数据响应中的状态位（ST[1:0]）会被设置为0b00，表示传感器数据无效。两种故障情况的阈值都列在规格表中。用户可以通过发出读取命令来查询自测试信息，命令地址为自测试监控寄存器（地址0x04）。有关错误报告的更多信息，请参见SPI通信协议 - 应用部分。