ADXL311
theory 的 运作
这 adxl311 是 一个 完全, 双-axis acceleration measure-
ment 系统 在 一个 单独的 大而单一的 ic. 它 包含 一个 polysilicon
表面-micromachined 传感器 和 信号 conditioning cir-
cuitry 至 执行 一个 打开-循环 acceleration 度量
architecture. 这 输出 信号 是 相似物 电压 均衡的
至 acceleration. 这 adxl311 是 有能力 的 测量 两个都
积极的 和 负的 accelerations 至 在 least ±2
g
. 这一个cceler-
ometer 能 measure 静态的 acceleration forces, 此类 作 gravity,
准许 它 至 是 使用 作 一个 tilt 传感器.
这 传感器 是 一个 表面-micromachined polysilicon 结构
建造 在 顶 的 这 硅 薄脆饼. polysilicon springs suspend 这
结构 在 这 表面 的 这 薄脆饼 和 提供 一个 阻抗
相反 acceleration forces. deflection 的 这 结构 是 meas-
ured 使用 一个 差别的 电容 那 组成 的 独立
fixed plates 和 central plates 连结 至 这 移动的 mass. 这
fixed plates 是 驱动 用 180° 输出 的 阶段 正方形的 waves. accel-
限定 将 deflect 这 beam 和 不平衡 这 差别的
电容, 结果 在 一个 输出 正方形的 波 谁的 振幅 是
均衡的 至 acceleration. 阶段 敏感的 demodulation
技巧 是 然后 使用 至 rectify 这 信号 和 决定 这
方向 的 这 acceleration.
这 输出 的 这 demodulator 是 amplified 和 brought 止-
碎片 通过 一个 32 kΩ 电阻. 在 这个 要点, 这 用户 能 设置 这
信号 带宽 的 这 设备 用 adding 一个 电容. 这个
过滤 改进 度量 决议 和 helps 阻止
aliasing.
产品
电源 供应 解耦
为 大多数 产品, 一个 单独的 0.1 µf 电容, cdc, 将 ade-
quately 分离 这 accelerometer 从 噪音 在 这 电源
供应. 不管怎样, 在 一些 具体情况, 特别 在哪里 噪音 是 前-
sent 在 这 100 khz 内部的 时钟 频率 (或者 任何 调和的
thereof), 噪音 在 这 供应 将 导致 干扰 在 这
adxl311 输出. 如果 额外的 解耦 是 需要, 一个 100 Ω
(或者 小) 电阻 或者 ferrite beads 将 是 inserted 在 这 sup-
ply 线条 的 这 adxl311. additionally, 一个 大 大(量) 绕过
电容 (在 这 1 µf 至 4.7 µf 范围) 将 是 增加 在 并行的
至 cdc.
设置 这 带宽 使用 c
X
和 c
Y
这 adxl311 有 provisions 为 bandlimiting 这 x
输出
和
Y
输出
管脚. 电容 必须 是 增加 在 这些 管脚 至 执行
低-通过 过滤 为 消除走样 和 噪音 减少. 这
等式 为 这 3 db 带宽 是
( )
()
( )
yx,
dB
CF
×π=
k322/1
3–
或者, 更多 simply
()
yx,
dB
CF
/f5
3–
µ=
这 容忍 的 这 内部的 电阻 (r
FILT
) 能 相异 典型地 作
更 作 ±15% 的 它的 名义上的 值 的32 kΩ; 因此, 这 带宽-
宽度 将 相异 accordingly. 一个 最小 电容 的 1000 pf
为 c
X
和 c
Y
是 必需的 在 所有 具体情况.
表格 4. 过滤 电容 选择, c
X
和 c
Y
带宽 电容 (µf)
10 hz 0.47
50 hz 0.10
100 hz 0.05
200 hz 0.027
500 hz 0.01
5 khz 0.001
自 测试
这 st 管脚 控制 这 自-测试 特性. 当 这个 管脚 是 设置 至
V
DD
, 一个 静电的 强迫 是 exerted 在 这 beam 的 这 acceler-
ometer. 这 结果 movement 的 这 beam 准许 这 用户 至
测试 如果 这 accelerometer 是 函数的. 这 典型 改变 在
输出 将 是 270 m
g
(相应的 至 45 mv). 这个 管脚 将
是 left 打开 电路 或者 连接 至 一般 在 正常的 使用.
R
偏差
选择
一个 偏差 电阻 (r
偏差
) 必须 总是 是 使用. 如果 非 电阻 是 前-
sent, 这 adxl311 将 呈现 至 工作 但是 将 suffer degraded
噪音 效能. 这 值 的 这 电阻 使用 是 不 核心的.
任何 值 从 50 kΩ 至 2 mΩ 能 是 使用. 使用 一个 2 mΩ
电阻 相当 比 一个 50 kΩ 将 保存 roughly 25 µa 的 供应
电流.
设计 trade-offs 为 selecting 过滤
特性: 这 噪音/bw trade-止
这 accelerometer 带宽 选择 将 ultimately 决定
这 度量 决议 (smallest detectable acceleration).
过滤 能 是 使用 至 更小的 这 噪音 floor, 这个 改进
这 决议 的 这 accelerometer. 决议 是 依赖 在
这 相似物 过滤 带宽 在 x
输出
和 y
输出
.
这 输出 的 这 adxl311 有 一个 典型 带宽 的 5 khz.
这 用户 必须 过滤 这 信号 在 这个 要点 至 限制 aliasing
errors. 这 相似物 带宽 必须 是 非 更多 比 half 这
一个/d 抽样 频率 至 降低 aliasing. 这 相似物
带宽 将 是 更远 decreased 至 减少 噪音 和
改进 决议.
这 adxl311 噪音 有 这 特性 的 白 gaussian
噪音 那 contributes equally 在 所有 发生率 和 是 描述
在 条款 的 µ
g/
√
Hz
, i.e., 这 噪音 是 均衡的 至 这 正方形的
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