基于ADXRS800车用陀螺仪的评估系统
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发表于 10/28/2011 5:17:31 PM
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汽车电子始终是MEMS的使用大户,虽然IHS iSuppli公司2011年上半年的MEMS研究报告表明有几个因素导致汽车MEMS增长放慢,包括日本地震迫使汽车厂商减产,但是下半年将恢复其中的20%。这说明2011年下半年汽车MEMS传感器的需求会有所增长。
MEMS在汽车中的一个重要用途是电子稳定性控制ESC(Electronic Stability Control),它是一种辅助驾驶者控制车辆的主动安全技术,能自动对车身的不稳定性进行矫正,有助于防止事故的发生。比如基于MEMS的陀螺仪可以用来判断驾驶者行驶方向的意图,在车辆开始偏离道路时,汽车控制系统启动干预措施,对一个或多个车轮实施制动力,减少发动机气门的干预,将车辆引导回正确路线。 正是基于这些特性,各国政府都积极制定政策要求汽车采用电子稳定控制系统。
ADI公司的ADXRS800就是专门针对汽车ESC系统设计的最新 MEMS陀螺仪,千片售价50美金(难怪高级车都那么贵!)它采用差分四梁架构专利技术,能够在较宽频率范围内提供高抗振动和抗冲击性能,这也是在汽车级应用中必备的要素,否则来点斜风细雨汽车马上跑偏就事大了,虽然通常在系统设计时会采取抑制措施,但是芯片级的高可靠输出才是王道。

ADXRS800的其他技术参数数据手册有详细描述,比如对线性加速度的灵敏度仅为 0.03°/s/g,振动校正特性仅为0.0002°/s/g2,+105摄氏度 时的噪声速率密度为0.02°/s/√Hz,整个工作温度范围内和产品寿命期间的零点失调偏差最大值为3°/s。
ADI公司基于ADXRS800的评估系统可以用来完成多项关于陀螺仪的常见测试:
1. 噪声和根Allan方差测试:
时域中通常采用Allan(阿伦)方差作为频率稳定度的表征量,即时域频率稳定度,用信号频率v0 的相对频偏在一定的采样时间τ内的平均值的方差来表示。对ADXR800来讲单位通常以小时计,即x度/小时,表征了陀螺仪的零漂。当输入角速度为零时,它是陀螺仪输出量围绕其均值的离散程度。
同样,均方根RMS噪声测试通过对一些特定点采样来计算标准偏差,这些点以500MHz的数据率按照近似于1 sigma的峰峰噪声值来选取。取样点越多越好,通常应该超过16000个。
2. 灵敏度
ADXRS800的角速度检测范围可达±300°/sec,灵敏度为 80 ± 3% LSBs/°/sec。启动ADXRS800评估系统软件后软件首先需要执行校正程序,此后评估板的角度变化就会被记录并最终显示在屏幕上。

