ADIS16260 ADIS16265可编程低功耗陀螺仪技术手册

概述
ADIS16260和ADIS16265可编程数字陀螺仪在单个紧凑型封装内集成了业界领先的MEMS和信号处理技术，具有同类MEMS陀螺仪需要全动校准才能达到的精度性能。接通电源后，无需从系统处理器发出配置命令，ADIS16260和ADIS16265便自动启动并开始传感器数据采样。借助可寻址寄存器结构和通用串行外设接口(SPI)，则可轻松访问传感器数据和配置设置。只需借助简单的固件级指令，多种数字处理器平台即可支持SPI。

ADIS16260和ADIS16265提供数种可编程系统内优化功能。通过传感器带宽开关（50 Hz和330 Hz）、Bartlett窗口FIR滤波器长度和采样速率设置，用户可以实现噪声与带宽优化。数字输入/输出线路提供：数据就绪信号以便主机处理器高效管理数据的一致性；报警指示信号以激活主机处理器中断；通用函数以便设置和监控系统级数字控制/条件。

ADIS16260和ADIS16265可以直接替代ADIS1625x系列，采用LGA封装（11.2 mm × 11.2 mm × 5.5 mm），符合JEDEC J-STD-020标准的无铅焊接回流曲线要求，工作温度范围为−40°C至+105°C。
数据表：*附件：ADIS16260 ADIS16265可编程低功耗陀螺仪技术手册.pdf

应用

• 平台控制与稳定
• 导航
• 医疗仪器
• 机器人技术

特性

• 偏航角速度陀螺仪，范围调整设置：±80°/秒、±160°/秒、±320°/秒
• 无需外部配置命令即可开始数据采集
• 工厂校准灵敏度和偏置
  ADIS16260校准温度：+25°C
• SPI兼容型串行接口
• 相对角位移输出
• 嵌入式温度传感器
• 可编程工作与控制
  自动和手动偏置校正控制
  传感器带宽选择：
  50 Hz/330 Hz
  采样速率：256 SPS/2048 SPS
• 单电源供电：
  4.75 V至5.25 V

框图

时序图

引脚配置描述

工作原理

ADIS16260和ADIS16265将MEMS陀螺仪与数据采样、信号处理和校准功能集成在一起，并配有简单的用户界面。该传感系统可自动收集数据，并且可与支持四线制串行外设接口（SPI）的处理器系统配合使用。

传感元件

传感元件基于谐振陀螺仪原理工作。两个多晶硅传感结构中，每个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。在抖动框架的两个正交端，有可移动指状结构置于固定拾取指状结构之间，形成一个电容式拾取结构，用于感测科里奥利运动。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。差分结构可最大程度降低对线性加速度（重力、振动等）的响应，因此对EMI（电磁干扰）也有较好的抗性。

数据采样与处理

ADIS16260和ADIS16265基于用户控制寄存器中的配置设置自主运行。陀螺仪信号先进入模数转换器（ADC）阶段，数字化后的数据再进入控制器进行数据处理和寄存器加载。数据处理包括嵌入式控制器中的校正公式、滤波以及对预设报警条件的检查。校正公式对于每个独立的ADIS16260/ADIS16265都是独一无二的，是在 - 40°C至 + 85°C的温度范围内对每个器件进行出厂特性分析得到的。

用户界面

• SPI接口 ：数据收集和配置命令均使用SPI接口，该接口由四线组成。片选（overline{CS}）信号激活SPI接口，串行时钟（SCLK）信号对串行数据线进行同步。串行输入数据在SCLK的上升沿从DIN移入，串行输出数据在SCLK的下降沿从DOUT移出。许多数字处理器平台都通过专用串行端口和简单指令集支持此接口。
• 用户寄存器 ：用户寄存器为SPI接口上的所有输入/输出操作提供地址。每个16位寄存器都有其独特的位分配，并且有两个7位地址：一个用于其高字节，一个用于其低字节。表7提供了用户寄存器的内存映射，以及每个寄存器的功能。
  控制寄存器采用双内存结构。SRAM（静态随机存取存储器）控制操作，而闪存则为所有用户配置输入提供非易失性存储（见表7）。将配置数据存储到闪存中需要单独的命令（GLOB_CMD[3] = 1，DIN = 0xBEO8）。当设备上电或复位时，闪存内容会加载到SRAM中，然后设备开始根据控制寄存器中的配置生成数据。