概述
ADXRS645 是一款高性能角速率傳感器，具有出色的防振性能，適用于高溫環(huán)境。ADXRS645 利用 ADI 公司的大規(guī)模 BiMOS 表面微加工專利工藝制造而成，具有久經(jīng)驗證的現(xiàn)場可靠性。高級差分四傳感器設計提供出色的加速和振動抑制性能。

輸出信號 RATEOUT 是電壓值，與繞封裝蓋垂直軸旋轉的角速率成正比。測量范圍至少為 ±2000°/秒，在添加單個外部電阻器的情況下，可擴展到 ±5000°/秒。輸出與提供的基準電壓源成比率。正常運行時需要其他外部電容器。

提供溫度輸出，用于補償技術。兩個數(shù)字自檢輸入以機電方式激勵傳感器，以測試傳感器和信號調理電路是否正常運行。ADXRS645 采用 8 mm × 9 mm × 3 mm 15 引腳釬焊引腳三列直插式封裝。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADXRS645高溫防振±2000° 秒陀螺儀技術手冊.pdf

應用

• 用于地質勘探的井下測量
• 極高溫工業(yè)應用
• 惡劣機械環(huán)境

特性

• 創(chuàng)新型陶瓷垂直安裝封裝可針對俯仰率或滾轉率響應來調整方向
• 寬溫度范圍：?40°C 至 +175°C
• 長使用壽命：在 TA = 175°C 的溫度下保證 1000 小時
• 在寬頻率范圍內具有高防振性能
• 10,000 g 動力沖擊生存能力
• 與基準電壓源成比率
• 5 V 單電源供電
• 收到數(shù)字命令時自檢
• 溫度傳感器輸出

框圖

引腳配置描述

典型性能特征

工作原理

ADXRS645基于諧振陀螺儀原理工作。兩個多晶硅傳感結構中，每個都包含一個通過靜電驅動至諧振狀態(tài)的抖動框架，產(chǎn)生角速率測量所需的速度分量，以生成科里奧利力。在每個框架的兩個外端，正交于抖動運動的可移動指狀結構置于固定拾取指狀結構之間，形成一個電容式拾取結構，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級，以產(chǎn)生電角速率輸出。雙傳感器設計可抑制外部重力加速度和振動。帶有信號調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15V電壓。由于大多數(shù)應用通常僅提供5V電壓，所以內置了一個電荷泵。如果有17V至22V的外部電源可用，CP1至CP4上的兩個電容可被省略，并且該電源可通過一個1kΩ串聯(lián)電阻連接到CP5（引腳A2）。在ADXRS645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ADXRS645電源的情況下移除接地后，它可能會啟動。

設置帶寬

外部電容C_{OUT} 與片上電阻R_{OUT} 配合使用，構成一個低通濾波器，用于限制ADXRS645速率響應的帶寬。由R_{OUT} 和C_{OUT} 設置的 - 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D2）和SUMJN（引腳E2）之間應用的任何外部電阻R_{ADJ} 會導致

通常，除了低通濾波器之外，還會添加一個額外的濾波器（無論是硬件還是軟件），以衰減來自解調的18kHz諧振頻率處的噪聲尖峰。一個3.3kΩ 串聯(lián)電阻和22nF 并聯(lián)電容（2.2kHz極點）組成的RC輸出濾波器已得到驗證。

溫度輸出與校準

在整個溫度范圍內對陀螺儀進行校準以提高測量精度是很常見的做法。ADXRS645具有與溫度成比例的電壓輸出，為校準方法提供輸入，傳感結構的溫度輸出如圖21所示。

TEMP（引腳C3）處的電壓在25°C時標稱值為2.4V，V_{RATIO} = 5V 。溫度系數(shù)約為 - 9mV/°C 。在適度的環(huán)境溫度下，TEMP輸出可輕松重新縮放，且噪聲可忽略不計。

電源比率性

ADXRS645的RATEOUT、ST1、ST2和TEMP信號與V_{RATIO} 電壓成比率關系，即零位電壓、速率靈敏度和溫度輸出都與V_{RATIO} 成比例。因此，在大多數(shù)應用中，最好使用電源比率性模數(shù)轉換器（ADC），這樣可以在很大程度上消除由于小的電源變化導致的誤差，通常這些誤差可以忽略不計。不過，為確保滿量程范圍，V_{RATIO} 不得高于V_{CC} 。

量程擴展

ADXRS645的量程系數(shù)可通過在RATEOUT和SUMJN引腳之間添加一個120kΩ 電阻來降低，最大可達±5000°/s 。如果在RATEOUT和SUMJN引腳之間添加一個外部電阻，輸出將與C_{OUT} 成比例增加（保持帶寬不變）。如果添加一個180kΩ 電阻，C_{OUT} 需加倍。

自測試功能

ADXRS645包含自測試功能，以與角速率作用相同的方式激活每個傳感結構及相關電路。通過向ST1（引腳A3）、ST2（引腳B3）或兩者施加標準邏輯高電平來激活。ST1使RATEOUT處的電壓變化約 - 1.3V，ST2使電壓變化約 + 1.3V 。自測試響應遵循封裝大氣中的粘度溫度依賴性，約為0.25% 。

同時激活ST1和ST2（同時激活但不損害ST1和ST2）會導致一個小的視在零偏置偏移，其程度與自測試失配成比例。

通過向ST1引腳和ST2引腳施加等于V_{RATIO} 的電壓來激活ST1和ST2。施加到ST1和ST2的電壓必須始終大于V_{CC} 。

連續(xù)自測試

ADXRS645的片上集成特性使其比其他大批量制造方法具有更高的可靠性。此外，它采用成熟的BiMOS工藝，具有經(jīng)證實的可靠性。作為額外的故障檢測措施，可進行自測試。不過，某些應用可能需要在感測角速率的同時進行連續(xù)自測試。