概述
ADXRS652是一款功能完備、成本低廉的角速率傳感器（陀螺儀），采用ADI公司的表面微加工工藝制造，單芯片上集成了全部必需的電子器件。該器件的制造技術(shù)是一種取得專利的大規(guī)模BiMOS工藝，多年實際應(yīng)用證明性能穩(wěn)定可靠。

ADXRS652是一款工業(yè)級陀螺儀，其引腳、封裝、溫度和功能與相關(guān)汽車應(yīng)用級ADXRS620和ADXRS622陀螺儀完全兼容。受汽車測試影響，這類陀螺儀具有更寬泛的保證最小/最大技術(shù)規(guī)格。

輸出信號RATEOUT (1B, 2A)是電壓值，與圍繞封裝上表面垂直軸轉(zhuǎn)動的角速率成比例。輸出與所提供的基準電源成比率。使用一個外部電容設(shè)置帶寬，芯片工作還需要其它幾個外部電容。

該器件提供溫度輸出，用于補償技術(shù)。兩路數(shù)字自測輸入通過機電方式激勵傳感器，以測試傳感器和信號調(diào)理電路是否正常工作。ADXRS652提供7 mm × 7 mm × 3 mm BGA芯片級封裝。

數(shù)據(jù)表：*附件：ADXRS652角速度陀螺儀技術(shù)手冊.pdf

特性

• 在單芯片上實現(xiàn)完整的角速度陀螺儀
• Z軸（偏航角速度）響應(yīng)
• 可在寬頻率范圍內(nèi)提供高振動抑制特性
• 抗沖擊能力：2000 g
• 輸出與基準電源成比率
• 5 V單電源供電
• 溫度范圍：-40°C至105°C
• 根據(jù)數(shù)字命令執(zhí)行自測
• 超小尺寸、重量輕（<0.15 cc、<0.5克）
• 溫度傳感器輸出
• 符合RoHS標準

框圖

引腳配置描述

典型性能特征

工作原理

ADXRS652基于諧振陀螺儀原理工作。兩個多晶硅傳感結(jié)構(gòu)中，每個都包含一個抖動框架，該框架通過靜電驅(qū)動至諧振狀態(tài)，產(chǎn)生必要的速度分量，以便在受到角速率作用時生成科里奧利力。在抖動框架的兩個正交端，有可移動指狀結(jié)構(gòu)置于固定拾取指狀結(jié)構(gòu)之間，形成一個電容式拾取結(jié)構(gòu)，用于感測科里奧利運動。產(chǎn)生的信號會傳輸至一系列增益和解調(diào)級，以產(chǎn)生電角速率輸出。雙傳感器設(shè)計可抑制外部重力加速度和振動。帶有信號調(diào)理電路的封裝能在噪聲環(huán)境中保持信號完整性。

靜電諧振器工作需要18V至20V電壓。由于大多數(shù)應(yīng)用通常僅提供5V電壓，所以內(nèi)置了一個電荷泵。如果有外部18V至20V電源可用，CP1至CP4上的兩個電容可被省略，并且該電源可以連接到CP5引腳（6D、7D）。在ADXRS652通電時，請勿將CP5接地。在某些情況下，電荷泵可能無法啟動，但在不斷開ADXRS652電源的情況下移除接地后，它可能會啟動。

設(shè)置帶寬

外部電容C_{OUT} 與片上電阻R_{OUT} 配合使用，構(gòu)成一個低通濾波器，用于限制ADXRS652速率響應(yīng)的帶寬。由R_{OUT} 和C_{OUT} 設(shè)置的 - 3dB頻率為：

該頻率可精確控制，因為R_{OUT} 在制造過程中已被修整為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} 會導致：

通常，除了低通濾波器之外，還會添加一個額外的（硬件或軟件）濾波器，以衰減來自陀螺儀14kHz諧振頻率解調(diào)尖峰的高頻噪聲。噪聲頻譜曲線如圖21所示，典型情況下，該頻率右側(cè)的噪聲密度會更高。因此，應(yīng)選擇比所需帶寬更高的頻率，以保持良好的相位響應(yīng)。圖22展示了在ADXRS652設(shè)置為40Hz帶寬（如圖21所示）的輸出上添加250Hz濾波器的效果。高頻解調(diào)雜散大約衰減了18dB。

溫度輸出與校準

在整個溫度范圍內(nèi)對陀螺儀進行校準以提高測量精度是很常見的做法。ADXRS652具有與溫度相關(guān)的電壓輸出，為校準方法提供輸入。溫度傳感器結(jié)構(gòu)如圖23所示。

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

TEMP引腳（3E、3G）處的電壓在25°C時標稱值為2.5V，V_{RATIO} = 5V 。溫度系數(shù)在25°C時約為 - 9mV/°C 。盡管TEMP輸出具有高度重復性，但絕對精度一般。

修改ADXRS652量程以匹配ADXRS620

ADXRS652的量程系數(shù)可進行修改，以匹配ADXRS620的6mV/°/秒量程系數(shù)。只需在RATEOUT和SUMJ引腳之間添加一個1.07MΩ電阻即可，添加此電阻不會影響其他性能特性。

校準性能

使用三點校準技術(shù)，可將ADXRS652的零位和靈敏度漂移校準到平均每小時約200°/小時。使用更多的校準點，可實現(xiàn)每小時40°/小時或更好的整體精度。在進行校準期間限制帶寬，可降低寬帶噪聲，提高每個校準點附近的測量精度。