PDF《单片偏航角速度陀螺仪的原理与应用》

第三,金属外壳在内部与 GND 端连通. 各引脚的功能如下:Ucc为正模拟电源端;

GND为模拟地;

PGND为泵电源的地;

PDD为泵电源的输入端, 接Ucc;

在CP5 与GND端之间接泵电源的高压滤波电容;

在CP3-CP

4、CP1-CP2 之间分别接 0.022μF的泵电 容;

RATEOUT为角速度的电压信号输出端(零点电压为 2.50V);

SUMJ为输出放大器的求和点(即输出电压 的调零端);

CMID接滤波电容CMID;

2.5V端为+2.5V精密基准电压输出端;

TEMP为温度信号电压放大器的输 出端;

ST1 和ST2 分别为角速度传感器

1、2 的自检端. 欢迎光临中国最大的电子工程师应用网站

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2 电子下载站 www.bbww.net 资料版权归合法所有者所有 严禁用于商业用途 ADXRS300 的内部电路框图如图

2 所示,主要包括

8 部分: ①自检电路;

②角速度传感器

1 和2;

③共鸣环;

④科里奥利(CORIOLIS)信号通道,包含 π 型解调器等;

⑤角速度输出电压放大器(A1);

⑥2.5V 基准电压源;

⑦温度传感器及电压放大器(A2);

⑧+12V 泵电源. ADXRS300 内部的陀螺是经过显微机械加工工艺制成的, 工作时利用的是音叉陀螺仪 (共鸣器) 的原理. 两个角速度传感器是用多晶硅制成的,每个传感器都包含靠静电力来产生谐振的抖动架,形成转动部件. 采用两套角速度传感器的设计方案,能消除外部重力和振动对测量的影响.信号调理器的作用是在噪声环 境下保证测量精度不变. 当物体在转动时,在科里奥利力的作用下, 角速度传感器的转动方向不变, 而旋转方向可以是顺时针, 也可以是逆时针,由转动物体而定. ADXRS300 通过电容对偏航角速度进行采样,再依次经过能产生

180 °相移的π型解调器、低通滤波器和输出放大器对信号进行调理,最终获得与Z轴方向的角速度成正比的电 欢迎光临中国最大的电子工程师应用网站

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3 电子下载站 www.bbww.net 资料版权归合法所有者所有 严禁用于商业用途 压信号.其工作原理示意图如图 3.设被测角速度为αv(单位是rad /s),输出电压为UO,已知灵敏度k =5mV/ rad /s,有关系式: UO=kαv (1) ADXRS300 的外围元件主要包括电源退耦电容C

1、 泵电源的退耦电容C

2、 充电泵电容C3~C

5、 滤波电容CMID 和COUT .芯片内部还有传感电阻(RSEN

1、RSEN2)和输出电阻(ROUT).其中,由CMID与RSEN

1、RSEN2组成高频噪声滤 波器,当CMID=0.1μF时,可滤除 400Hz(1±35%)以上的高频干扰.为防止高频解调后的环境噪声使输出 放大器饱和,在制作RSEN1和RSEN2时专门留出了±35%的余量,允许它们的电阻值为 7kΩ(1±35%).因此, CMID的电容量并不要求很精确.如果将高频噪声滤波器的下限频率定得低一些,滤波效果会更好.输出电阻 ROUT属于精密电阻,其电阻值为 180kΩ(1±1%).由COUT与ROUT构成的低通滤波器主要用来设定带宽,当COUT =0.022μF时,设置的带宽为 40Hz(标称值). 芯片内部的温度传感器不仅能测量环境温度,还可用来对角速度传感器的输出电压进行温度补偿,以 便构成精密角速度检测系统.设温度传感器的输出电压为UT,其电压温度系数αT=+8.4mV/K.UT与热力学 温度T(K)成正比,有关系式: UT=αT・T (2)

四、ADXRS300 的典型应用及电路设计 欢迎光临中国最大的电子工程师应用网站

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