ADIS16060宽带宽偏航角速度陀螺仪，采用SPI接口技术手册

概述
ADIS16060是一款偏航角速度陀螺仪，采用集成式串行外设接口(SPI)，具有可从外部选择的带宽响应和可调整动态范围。

通过SPI端口可以访问偏航角速度传感器、内部温度传感器以及两个外部模拟信号（使用内部ADC）。SPI端口提供的数字数据与围绕封装上表面垂直轴转动的角速率成比例。

附加输出引脚可提供精密的基准电压 。 数字自测功能通过机电方式激励传感器 ， 以测试传感器和信号调理电路的工作情况。

ADIS16060提供8.2 mm × 8.2 mm × 5.2 mm、16引脚外围基板栅格阵列(LGA)封装。
数据表：*附件：ADIS16060宽带宽偏航角速度陀螺仪，采用SPI接口技术手册.pdf

应用

• 平台稳定
• 图像稳定
• 制导与控制
• 惯性测量单元
• 机器人

特性

• 完整的角速度数字陀螺仪14位分辨率
• 初始范围：±80°/秒（典型值）可利用外部电阻增大范围
• Z轴（偏航角速度）响应
• SPI 数字输出接口
• 可在宽频率范围内提供高振动抑制特性
• 5 V 单电源供电
• 8.2 mm × 8.2 mm × 5.2 mm 封装
• 抗冲击能力：2000 g
• 带宽：1 kHz
• 外部控制的自测功能
• 内部温度传感器输出
• 双路辅助14位ADC输入
• 绝对速率输出，适合精密应用
• 符合RoHS标准
• 工作温度：−40°C至+105°C

框图

时序图

引脚配置描述

典型性能特征

工作原理

ADIS16060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，以便在旋转时生成科里奥利力。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。角速率信号随后被转换为数字表示形式，并在SPI引脚上输出。双传感器设计可抑制线性加速度（振动、震动）。带有信号调理电路的封装能在噪声环境中保持信号完整性。

静电谐振器工作需要14V至16V电压。由于大多数应用通常仅提供5V电压，所以内置了一个电荷泵。在解调级之后，有一个单极点低通滤波器，用于在最终放大之前限制频率杂散。通过在RATE和FILT之间增加电容来设置频率响应，这主要由单极点低通滤波器决定。

模数转换器输入

图12展示了ADIS16060辅助ADC的等效模拟输入电路结构。

两个二极管D1和D2为模拟输入AINx（AIN1和AIN2）提供静电放电保护。必须注意确保模拟输入信号不超过电源轨0.3V以上，因为超过此电平会使这些二极管正向偏置并开始导通电流。不过，这些二极管能够处理最大130mA的正向偏置电流。例如，当输入信号超过VCC或GND时，最终可能会出现这种情况。

在采集阶段，AlNx的阻抗模型是电容C_{PIN} 与由R_{IN} 和C_{IN} 串联构成的网络的并联组合。C_{PIN} 主要是引脚电容。R_{IN} 通常为600Ω ，是由一些串联电阻和开关电阻组成的组合，C_{IN} 通常为30pF ，主要用作ADC采样电容。

在转换阶段，当开关打开时，输入阻抗仅限于C_{PIN} 。R_{IN} 和C_{IN} 构成一个单极点低通滤波器，可减少不需要的混叠效应并限制噪声。

当驱动电路的源阻抗较低时，ADC输入可以直接驱动。较大的源阻抗会显著影响交流性能，尤其是总谐波失真（THD）。直流性能对输入阻抗不太敏感。

速率敏感轴

速率信号随顺时针旋转而增加，如图13所示。