ADXRS622是Analog Devices(ADI)公司推出的一款高精度、數(shù)字輸出MEMS陀螺儀,專為測量角速度(旋轉(zhuǎn)速率)設(shè)計。它采用差分諧振MEMS技術(shù),具有優(yōu)異的抗振性和穩(wěn)定性,適用于工業(yè)、航空航天、汽車電子等高要求場景。
1.主要特點
1.1高性能測量
測量范圍:±300°/s(可滿足高速旋轉(zhuǎn)檢測需求)
低噪聲密度:典型值0.016°/s/√Hz(高信噪比,適合精密控制)
零偏穩(wěn)定性:±12°/h(低漂移,長時間工作仍保持高精度)
非線性度:<0.1%FS(滿量程)
1.2數(shù)字接口
SPI通信(兼容3.3V/5V邏輯電平)
16-bit數(shù)字輸出(直接提供角速度數(shù)據(jù),無需額外ADC)
可配置帶寬(通過外部電容調(diào)節(jié),適應(yīng)不同動態(tài)響應(yīng)需求)
1.3環(huán)境適應(yīng)性
工作溫度范圍:-40°C至+105°C(工業(yè)級)
抗沖擊能力:高達(dá)2000g(抗機(jī)械沖擊,適用于惡劣環(huán)境)
內(nèi)置溫度傳感器(用于補(bǔ)償溫漂,提高穩(wěn)定性)
1.4低功耗&集成化
單電源供電:5V±10%
低功耗:典型值6mA(適合電池供電設(shè)備)
自檢功能(可檢測傳感器是否正常工作)
2.內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理
2.1MEMS傳感核心
ADXRS622采用差分諧振MEMS結(jié)構(gòu),通過測量科里奧利力(CoriolisForce)引起的振動變化來檢測角速度。
兩個諧振器反向振動,提高抗干擾能力。
內(nèi)置閉環(huán)控制電路,確保穩(wěn)定性和線性度。
2.2信號處理
MEMS傳感單元→檢測角速度引起的振動變化
模擬前端(AFE)→放大和濾波
Σ-ΔADC→轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號
DSP處理→溫度補(bǔ)償、濾波、校準(zhǔn)
SPI接口輸出→16-bit數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)
3.關(guān)鍵參數(shù)
參數(shù) |
典型值 |
單位 |
測量范圍 |
±300 |
°/s |
靈敏度 |
80 |
LSB/(°/s) |
零偏誤差 |
±12 |
°/h |
噪聲密度 |
0.016 |
°/s/√Hz |
帶寬 |
可調(diào)(40Hz~1kHz) |
Hz |
供電電壓 |
5V ±10% |
V |
工作電流 |
6 |
mA |
接口 |
SPI(16-bit) |
- |
工作溫度 |
-40 ~ +105 |
°C |
4. 典型應(yīng)用
4.1工業(yè)自動化
機(jī)器人(機(jī)械臂穩(wěn)定控制)
平臺穩(wěn)定(云臺、天線指向系統(tǒng))
慣性測量單元(IMU)(組合加速度計構(gòu)建6-DOF系統(tǒng))
4.2汽車電子
電子穩(wěn)定控制(ESC)
導(dǎo)航系統(tǒng)(角速度輔助GPS)
自動駕駛傳感器融合
4.3航空航天
無人機(jī)(UAV)飛控
航空姿態(tài)參考系統(tǒng)(AHRS)
衛(wèi)星指向控制
4.4消費(fèi)電子
VR/AR頭顯(頭部運(yùn)動跟蹤)
運(yùn)動設(shè)備(智能自行車、平衡車)
5.引腳定義
引腳 |
名稱 |
功能 |
1 |
VDD |
5V 電源 |
2 |
GND |
地 |
3 |
SCLK |
SPI 時鐘 |
4 |
MOSI |
SPI 數(shù)據(jù)輸入 |
5 |
MISO |
SPI 數(shù)據(jù)輸出 |
6 |
CS |
片選(低電平有效) |
7 |
ST |
自檢輸入 |
8 |
BW |
帶寬設(shè)置(接電容調(diào)節(jié)) |
6.使用注意事項
電源濾波:建議在VDD附近加0.1μF去耦電容,降低噪聲。
PCB布局:
遠(yuǎn)離高頻信號線,減少EMI干擾。
地平面完整,降低噪聲影響。
校準(zhǔn):
上電后需等待100ms穩(wěn)定時間。
可進(jìn)行零偏校準(zhǔn)(靜態(tài)時讀取輸出并補(bǔ)償)。
SPI時序:
確保CS下降沿后延遲1μs再讀取數(shù)據(jù)。
7.對比其他陀螺儀
型號 |
量程 |
接口 |
特點 |
ADXRS622 |
±300°/s |
SPI |
高精度、抗沖擊 |
MPU6050 |
±2000°/s |
I2C |
集成加速度計,低成本 |
L3GD20H |
±2000°/s |
SPI/I2C |
高動態(tài)范圍 |
ADXRS290 |
±80°/s |
SPI |
超低噪聲 |
ADXRS622優(yōu)勢:
更高的精度和穩(wěn)定性(適合工業(yè)級應(yīng)用)
抗振性強(qiáng)(適用于機(jī)械振動環(huán)境)
寬溫工作(-40°C~+105°C)
8.總結(jié)
ADXRS622是一款高精度、數(shù)字輸出MEMS陀螺儀,適用于需要抗振、寬溫、低漂移的應(yīng)用場景。其SPI接口、可調(diào)帶寬、自檢功能使其在機(jī)器人、無人機(jī)、汽車電子等領(lǐng)域具有廣泛用途。