概述
ADIS16060是一款偏航角速度陀螺儀，采用集成式串行外設(shè)接口(SPI)，具有可從外部選擇的帶寬響應(yīng)和可調(diào)整動(dòng)態(tài)范圍。

通過SPI端口可以訪問偏航角速度傳感器、內(nèi)部溫度傳感器以及兩個(gè)外部模擬信號(hào)（使用內(nèi)部ADC）。SPI端口提供的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與圍繞封裝上表面垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速率成比例。

附加輸出引腳可提供精密的基準(zhǔn)電壓 。 數(shù)字自測功能通過機(jī)電方式激勵(lì)傳感器 ， 以測試傳感器和信號(hào)調(diào)理電路的工作情況。

ADIS16060提供8.2 mm × 8.2 mm × 5.2 mm、16引腳外圍基板柵格陣列(LGA)封裝。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADIS16060寬帶寬偏航角速度陀螺儀，采用SPI接口技術(shù)手冊.pdf

應(yīng)用

• 平臺(tái)穩(wěn)定
• 圖像穩(wěn)定
• 制導(dǎo)與控制
• 慣性測量單元
• 機(jī)器人

特性

• 完整的角速度數(shù)字陀螺儀14位分辨率
• 初始范圍：±80°/秒（典型值）可利用外部電阻增大范圍
• Z軸（偏航角速度）響應(yīng)
• SPI 數(shù)字輸出接口
• 可在寬頻率范圍內(nèi)提供高振動(dòng)抑制特性
• 5 V 單電源供電
• 8.2 mm × 8.2 mm × 5.2 mm 封裝
• 抗沖擊能力：2000 g
• 帶寬：1 kHz
• 外部控制的自測功能
• 內(nèi)部溫度傳感器輸出
• 雙路輔助14位ADC輸入
• 絕對速率輸出，適合精密應(yīng)用
• 符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)
• 工作溫度：?40°C至+105°C

框圖

時(shí)序圖

引腳配置描述

典型性能特征

工作原理

ADIS16060基于諧振陀螺儀原理工作。兩個(gè)多晶硅傳感結(jié)構(gòu)中，每個(gè)都包含一個(gè)抖動(dòng)框架，該框架通過靜電驅(qū)動(dòng)至諧振狀態(tài)，產(chǎn)生必要的速度分量，以便在旋轉(zhuǎn)時(shí)生成科里奧利力。在抖動(dòng)框架的兩個(gè)正交端，有可移動(dòng)指狀結(jié)構(gòu)置于固定拾取指狀結(jié)構(gòu)之間，形成一個(gè)電容式拾取結(jié)構(gòu)，用于感測科里奧利運(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。角速率信號(hào)隨后被轉(zhuǎn)換為數(shù)字表示形式，并在SPI引腳上輸出。雙傳感器設(shè)計(jì)可抑制線性加速度（振動(dòng)、震動(dòng)）。帶有信號(hào)調(diào)理電路的封裝能在噪聲環(huán)境中保持信號(hào)完整性。

靜電諧振器工作需要14V至16V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(gè)電荷泵。在解調(diào)級(jí)之后，有一個(gè)單極點(diǎn)低通濾波器，用于在最終放大之前限制頻率雜散。通過在RATE和FILT之間增加電容來設(shè)置頻率響應(yīng)，這主要由單極點(diǎn)低通濾波器決定。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入

圖12展示了ADIS16060輔助ADC的等效模擬輸入電路結(jié)構(gòu)。

兩個(gè)二極管D1和D2為模擬輸入AINx（AIN1和AIN2）提供靜電放電保護(hù)。必須注意確保模擬輸入信號(hào)不超過電源軌0.3V以上，因?yàn)槌^此電平會(huì)使這些二極管正向偏置并開始導(dǎo)通電流。不過，這些二極管能夠處理最大130mA的正向偏置電流。例如，當(dāng)輸入信號(hào)超過VCC或GND時(shí)，最終可能會(huì)出現(xiàn)這種情況。

在采集階段，AlNx的阻抗模型是電容C_{PIN} 與由R_{IN} 和C_{IN} 串聯(lián)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)組合。C_{PIN} 主要是引腳電容。R_{IN} 通常為600Ω ，是由一些串聯(lián)電阻和開關(guān)電阻組成的組合，C_{IN} 通常為30pF ，主要用作ADC采樣電容。

在轉(zhuǎn)換階段，當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，輸入阻抗僅限于C_{PIN} 。R_{IN} 和C_{IN} 構(gòu)成一個(gè)單極點(diǎn)低通濾波器，可減少不需要的混疊效應(yīng)并限制噪聲。

當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路的源阻抗較低時(shí)，ADC輸入可以直接驅(qū)動(dòng)。較大的源阻抗會(huì)顯著影響交流性能，尤其是總諧波失真（THD）。直流性能對輸入阻抗不太敏感。

速率敏感軸

速率信號(hào)隨順時(shí)針旋轉(zhuǎn)而增加，如圖13所示。