概述
ADXRS64x系列低噪聲、具有振動(dòng)抑制特性的偏航角速度陀螺儀可直接取代現(xiàn)有設(shè)計(jì)中的ADXRS62x系列，實(shí)現(xiàn)性能升級(jí)。

ADXRS646與ADXRS62x系列引腳兼容、封裝兼容，提供±250°/s的測(cè)量范圍、1 kHz帶寬、6°/hr漂移、低寬帶噪聲、0.015°/s/g的低g靈敏度和0.0001°/s/g2的振動(dòng)校正特性，非常適合高性能導(dǎo)航和平臺(tái)穩(wěn)定應(yīng)用。

ADXRS646是一款角速率傳感器（陀螺儀），采用ADI公司取得專利的大規(guī)模BiMOS表面微加工工藝制造，在單芯片上實(shí)現(xiàn)完整的陀螺儀。它采用先進(jìn)的差分四路傳感器設(shè)計(jì)，可有效抑制線性加速度和振動(dòng)的影響，能夠在惡劣的沖擊和振動(dòng)環(huán)境中執(zhí)行速率檢測(cè)。

輸出信號(hào)RATEOUT (1B, 2A)是電壓值，與圍繞封裝上表面垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速率成比例。測(cè)量范圍最小值為±250°/s。輸出與所提供的基準(zhǔn)電源成比率。芯片工作還需要其它幾個(gè)外部電容。

該器件提供溫度輸出，用于補(bǔ)償技術(shù)。兩路數(shù)字自測(cè)輸入通過(guò)機(jī)電方式激勵(lì)傳感器，以測(cè)試傳感器和信號(hào)調(diào)理電路是否正常工作。ADXRS646提供7 mm × 7 mm × 3 mm BGA芯片級(jí)封裝。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADXRS646具有高穩(wěn)定性、低噪聲和振動(dòng)抑制特性的偏航角速度陀螺儀技術(shù)手冊(cè).pdf

應(yīng)用

• 工業(yè)應(yīng)用
• 惡劣的機(jī)械環(huán)境
• 平臺(tái)穩(wěn)定

特性

• 在單芯片上實(shí)現(xiàn)完整的角速度陀螺儀
• Z軸（偏航角速度）響應(yīng)
• 偏置穩(wěn)定度：12°/小時(shí)
• 角向隨機(jī)游動(dòng)：0.01°/√s
• 可在寬頻率范圍內(nèi)提供高振動(dòng)抑制特性
• 測(cè)量范圍可擴(kuò)大至±450°/s
• 抗沖擊能力：10,000 g
• 輸出與基準(zhǔn)電源成比率
• 6 V單電源供電

框圖

引腳配置描述

典型性能特征

工作原理

ADXRS646基于諧振陀螺儀原理工作。圖19展示了四個(gè)多晶硅傳感結(jié)構(gòu)中其中一個(gè)角的簡(jiǎn)化示意圖。每個(gè)傳感結(jié)構(gòu)都包含一個(gè)抖動(dòng)框架，該框架通過(guò)靜電驅(qū)動(dòng)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(shí)生成科里奧利力。ADXRS646旨在感測(cè)Z軸（偏航）角速率。

當(dāng)傳感結(jié)構(gòu)受到角速率作用時(shí)，產(chǎn)生的科里奧利力會(huì)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(dòng)指狀結(jié)構(gòu)，從而形成一個(gè)電容式拾取結(jié)構(gòu)來(lái)感測(cè)科里奧利運(yùn)動(dòng)。產(chǎn)生的信號(hào)會(huì)傳輸至一系列增益和解調(diào)級(jí)，以產(chǎn)生電角速率輸出。四重對(duì)稱設(shè)計(jì)可抑制線性和角加速度，包括外部重力加速度，這是通過(guò)將四個(gè)傳感結(jié)構(gòu)機(jī)械耦合實(shí)現(xiàn)的，使得外部重力加速度以共模信號(hào)的形式出現(xiàn)，而這些共模信號(hào)可通過(guò)ADXRS646中采用的全差分架構(gòu)予以消除。

靜電諧振器工作需要21V電壓。由于大多數(shù)應(yīng)用通常僅提供6V電壓，所以內(nèi)置了一個(gè)電荷泵。如果有外部高壓電源可用，CP1至CP4上的兩個(gè)電容可被省略，并且該電源可以連接到CP5（引腳6D、引腳7D）。在ADXRS646通電時(shí)，請(qǐng)勿將CP5接地。在某些情況下，電荷泵可能無(wú)法啟動(dòng)，但在不斷開(kāi)ADXRS646電源的情況下移除接地后，它可能會(huì)啟動(dòng)。

設(shè)置帶寬

外部電容C_{OUT} 與片上電阻R_{OUT} 配合使用，構(gòu)成一個(gè)低通濾波器，用于限制ADXRS646速率響應(yīng)的帶寬。 - 3dB頻率由R_{OUT} 和C_{OUT} 設(shè)定，公式為：

該頻率可精確控制，因?yàn)?span id="7ndif3f" class="language-math">R_{OUT} 在制造過(guò)程中已被修整為180 kΩ ± 1% 。在RATEOUT引腳（1B、2A）和SUMJ引腳（1C、2C）之間應(yīng)用的任何外部電阻R_{EXT} 會(huì)導(dǎo)致：

此外，通常還會(huì)添加一個(gè)額外的濾波器（無(wú)論是硬件還是軟件），以衰減來(lái)自解調(diào)的18kHz諧振頻率處的高頻噪聲尖峰。推薦使用由一個(gè)3.3kΩ 串聯(lián)電阻和22nF 并聯(lián)電容（2.2kHz極點(diǎn)）組成的RC輸出濾波器。

溫度輸出與校準(zhǔn)

在整個(gè)溫度范圍內(nèi)對(duì)陀螺儀進(jìn)行校準(zhǔn)以提高測(cè)量精度是很常見(jiàn)的做法。ADXRS646具有與溫度相關(guān)的電壓輸出，為校準(zhǔn)方法提供輸入。溫度傳感器結(jié)構(gòu)如圖20所示。

溫度輸出具有非線性特性，任何負(fù)載電阻都會(huì)連接到TEMP輸出引腳，從而降低TEMP輸出及其溫度系數(shù)。因此，建議對(duì)輸出進(jìn)行緩沖。

TEMP（3F、3G）處的電壓在25°C時(shí)標(biāo)稱值為2.9V，V_{RATIO} = 6V 。溫度系數(shù)約為10mV/°C（典型值），在25°C時(shí)。整個(gè)溫度范圍內(nèi)的輸出響應(yīng)如圖17所示。雖然TEMP輸出具有高度重復(fù)性，但絕對(duì)精度一般。