adxl150/adxl250
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rev. 0
theory 的 运作
这 adxl150 和 adxl250 是 fabricated 使用 一个 propri-
etary 表面 micromachining 处理 那 有 被 在 高
容积 生产 自从 1993. 这 fabrication 技巧 使用
标准 整体的 电路 制造 方法 enabling 所有
这 信号 处理 电路系统 至 是 联合的 在 这 一样 碎片
和 这 传感器.
这 表面 micromachined 传感器 元素 是 制造 用 deposit-
ing polysilicon 在 一个 sacrificial oxide layer 那 是 然后 etched
away leaving 这 suspended 传感器 元素. 图示 14 是 一个
simplified 视图 的 这 传感器 结构. 这 真实的 传感器 有
42 单位 cells 为 感觉到 acceleration. 这 差别的 电容
传感器 是 composed 的 fixed plates 和 移动的 plates 连结 至
这 beam 那 moves 在 回馈 至 acceleration. movement 的
这 beam 改变 这 差别的 电容,这个 是 measured
用 这 在 碎片 电路系统.
这 传感器 有 12-单位 电容 cells 为 electrostatically
forcing 这 beam 在 一个 自-测试. 自-测试 是 使活动 用 这
用户 和 一个 逻辑 高 在 这 自-测试 输入 管脚. 在 一个 逻辑
高, 一个 静电的 强迫 acts 在 这 beam 相等的 至
approximately 20% 的 全部-规模 acceleration 输入, 和 因此 一个
均衡的 电压 改变 呈现 在 这 输出 管脚. 当
使活动, 这 自-测试 特性 exercises 两个都 这 全部 mechani-
cal 结构 和 这 电的 电路系统.
BEAM
FIXED
加设护板
单位 cell
ACCELERATION
ANCHOR
加设护板
CAPACITANCES
图示 14. simplified 视图 的 传感器 下面 acceleration
所有 这 电路系统 需要 至 驱动 这 传感器 和 转变 这
电容 改变 至 电压 是 组成公司的 在 这 碎片 需要
非 外部 组件 除了 为 标准 电源 供应 decou-
pling.两个都 敏锐的 和 这 零-g 值 是 比率计 至
这 供应 电压, 所以 那 ratiometeric 设备 下列的 这
accelerometer (此类 作 一个 模数转换器, 等.) 将 追踪 这 accelerom-
eter 如果 这 供应 电压 改变. 这 输出 电压 (v
输出
) 是
一个 函数 的 两个都 这 acceleration 输入 (一个) 和 这 电源
供应 电压 (v
S
) 作 跟随:
V
输出
=
V
S
/2 – (
敏锐的
×
V
S
5
V
×
一个)
两个都 这 adxl150 和 adxl250 有 一个 2-柱子 bessel 切换-
电容 过滤. bessel 过滤, sometimes called 直线的 阶段
过滤, 有 一个 步伐 回馈 和 minimal overshoot 和 一个 maxi-
mally flat 组 延迟. 这 –3 db 频率 的 这 柱子 是
preset 在 这 工厂 至 1 khz. 这些 过滤 是 也 完全地
自-包含 和 缓冲, 需要 非 外部 组件.
测量 accelerations 较少 比 50
g
这 adxl150/adxl250 需要 仅有的 一个 电源 供应 绕过
电容 至 measure
±
50
g
accelerations. 为 测量
±
50
g
accelerations, 这 accelerometer 将 是 直接地 连接 至 一个
模数转换器 (看 图示 25). 这 设备 将 也 是 容易地 修改 至
measure 更小的
g
信号 用 增加 它的 输出 规模 因素.
这 规模 因素 的 一个 accelerometer specifies 这 电压 改变
的 这 输出 每
g
的 应用 acceleration. 这个 应当 不 是
confused 和 它的 决议. 这 决议 的 这 设备 是 这
最低
g
水平的 这 accelerometer 是 有能力 的 测量. resolu-
tion 是 principally 决定 用 这 设备 噪音 和 这 mea-
surement 带宽.
这 零
g
偏差 水平的 是 simply 这 直流 输出 水平的 的 这 accelerom-
eter 当 它 是 不 在 运动 或者 正在 acted 在之上 用 这 earth’s
gravity.
管脚 可编程序的 规模 因素 选项
在 它的 正常的 状态, 这 adxl150/adxl250’s 缓存区 放大器
提供 一个 输出 规模 因素 的 38 mv/
g
, 这个 是 设置 用 一个
内部的 电压 分隔物. 这个 给 一个 全部-规模 范围 的
±
50
g
和 一个 名义上的 带宽 的 1 khz.
一个 因素-的-二 增加 在 敏锐的 能 是 得到 用 con-
necting 这 v
输出
管脚 至 这 补偿 无效的 管脚, 假设 那 它 是
不 需要 为 补偿 调整. 这个 连接 有 这 效应
的 减少 这 内部的 反馈 用 一个 因素 的 二, doubling
这 缓存区’s 增益. 这个 增加 这 输出 规模 因素 至 76 mv/
g
和 提供 一个
±
25
g
全部-规模 范围.
同时发生地, 连接 这些 二 管脚 也 增加 这
数量 的 内部的 邮递 过滤, 减少 这 噪音 floor 和
changing 这 名义上的 3 db 带宽 的 这 adxl150/
adxl250 至 500 hz. 便条 那 这 邮递 过滤’s “q” 将 也
是 减少 用 一个 因素 的
√
2
从 0.58 (bessel 回馈) 至 一个
更gentler “q” 值 的 0.41. 这 primary 效应 的 这个
改变 在 “q” 是 仅有的 在 发生率 在里面 二 octaves 的 这
corner 频率; 在之上 这个 这 二 过滤 slopes 是 essentially
这 一样. 在 产品 在哪里 一个 flat 回馈 向上 至 500 hz 是
需要, 它 是 更好的 至 运作 这 设备 在 38 mv/
g
和 使用 一个
外部 邮递 过滤. 便条 也 那 连接 v
输出
至 这 补偿
管脚 adds 一个 30 k
Ω
加载 从 v
输出
至 v
S
/2. 当 swinging
±
2 v
在 v
输出
, 这个 增加 加载 将 consume
±
60
µ
一个 的 这 adxl150/
adxl250’s 100
µ
一个 (典型) 输出 电流 驱动.
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