ADIS16488中文数据手册.pdf

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.88M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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产品特性三轴数字陀螺仪，±450°/秒动态范围正交对准误差：<±0.05° 运动中偏置稳定度：5.1°/小时角向随机游动：0.26°/√小时非线性误差：0.01% 三轴数字加速度计：±18 g 三轴角度变化和速度变化输出三轴数字磁力计：±2.5 数字压力传感器：300 mbar至1100 mbar 快速启动时间：约500 ms 工厂校准的灵敏度、偏置和轴对准校准温度范围：−40°C至+85°C SPI兼容型串行接口集成温度传感器可编程工作与控制自动和手动偏置校正控制 4个FIR滤波器库、120个可配置抽头数字I/O：数据就绪、报警指示、外部时钟状态监控报警电源管理支持关断/休眠模式可选外部采样时钟输入：可达2.4 kHz 单命令自测单电源供电：3.0 V至3.6 V 抗冲击能力：2000 g 工作温度范围：−55°C至+105°C (CML) 术级10自由度惯性传感器 ADIS16488A 概述 ADIS16488A iSensor®是一款完整的惯性系统，内置一个三轴陀螺仪、一个三轴加速度计、一个三轴磁力计和一个压力传感器。每个惯性传感器都实现了业界领先的技术与信号调理技术的完美结合，可提供优化的动态性能。工厂校准针对各传感器的灵敏度、偏置、对准和线性加速度(陀螺偏置)进行校准。因此，各传感器均有其自己的动态补偿公式，可提供精确的传感器测量。与复杂且昂贵的分立设计方案相比，ADIS16488A为精确的多轴惯性检测与工业系统的集成提供了简单而高效的方法。所有必需的运动测试及校准都是工厂生产过程的一部分，大大缩短了系统集成时间。严格的正交对准可简化导航系统中的惯性坐标系对准。SPI和寄存器结构针对数据收集和配置控制提供简单的接口。 ADIS16488A的尺寸和连接器系统与ADIS16375、ADIS16480、 ADIS16485和ADIS16488相同，可大大简化升级过程。它采用约为47 mm x 44 mm x 14 mm的模块封装，配有标准连接器接口。应用平台稳定与控制导航人员跟踪仪器仪表机器人功能框图 DIO1 DIO2 DIO3 DIO4 RST VDD SELF TEST I/O ALARMS POWER MANAGEMENT GND TRIAXIAL GYRO TRIAXIAL ACCEL TRIAXIAL MAGN PRESSURE TEMP VDD CONTROLLLER CLOCK OUTPUT DATA REGISTERS SPI USER CONTROL REGISTERS ADIS16488A CS SCLK DIN DOUT 1 0 0 - 5 5 8 1 1 CALIBRATION AND FILTERS VDDRTC 图1. Rev. 0 Document Feedback Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. rights of third parties that may result from its use. Specications subject to change without notice. No ©2014 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Tel: 781.329.4700 license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Technical Support www.analog.com Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供的最新英文版数据手册。

ADIS16488A 目录产品特性............................................................................................1 应用.....................................................................................................1 概述.....................................................................................................1 功能框图............................................................................................1 修订历史............................................................................................2 技术规格............................................................................................3 时序规格.......................................................................................5 绝对最大额定值...............................................................................6 热阻 ...............................................................................................6 ESD警告........................................................................................6 引脚配置和功能描述......................................................................7 典型性能参数 ...................................................................................8 工作原理............................................................................................9 寄存器结构 ..................................................................................9 SPI通信 .........................................................................................9 器件配置.....................................................................................10 读取传感器数据........................................................................10 用户寄存器......................................................................................11 输出数据寄存器.............................................................................14 惯性传感器数据格式...............................................................14 旋转速度(陀螺仪).....................................................................14 加速度 .........................................................................................15 角度变化.....................................................................................15 速度变化.....................................................................................16 磁力计 .........................................................................................16 气压计 .........................................................................................17 内部温度.....................................................................................17 状态/报警指示 ..........................................................................17 修订历史 2014年1月—修订版0：初始版固件版本.....................................................................................18 产品标识.....................................................................................19 数字信号处理 .................................................................................20 陀螺仪/加速度计 ......................................................................20 均值/抽取滤波器 ......................................................................20 磁力计/气压计 ..........................................................................20 FIR滤波器库 ..............................................................................21 校准...................................................................................................23 陀螺仪 .........................................................................................23 加速度计.....................................................................................24 磁力计 .........................................................................................24 气压计 .........................................................................................26 恢复工厂校准............................................................................26 撞击对准点 ................................................................................26 报警...................................................................................................27 静态报警的使用........................................................................27 动态报警的使用........................................................................28 系统控制..........................................................................................29 全局命令.....................................................................................29 存储器管理 ................................................................................29 通用I/O .......................................................................................29 电源管理.....................................................................................30 应用信息..........................................................................................32 最佳安装规程............................................................................32 评估工具.....................................................................................33 电源考虑.....................................................................................33 外形尺寸..........................................................................................34 订购指南.....................................................................................34 Rev. 0 | Page 2 of 36

ADIS16488A 技术规格除非另有说明，TC = 25°C，VDD = 3.3 V，角速率 = 0°/秒，动态范围 = ±450°/秒 ± 1 g，300 mbar至1100 mbar。表1. 参数陀螺仪单位最小值 ±450 ±18 ±2.5 典型值 3.052 × 10−7 ±35 ±0.05 ±1.0 0.01 ±0.2 5.1 0.26 ±0.0025 0.009 0.135 0.0059 330 18 1.221 × 10−8 ±25 ±0.035 ±1.0 0.1 0.5 ±16 0.07 0.029 ±0.1 1.29 0.063 330 5.5 0.1 275 60 0.35 1.0 0.5 ±15 0.3 0.03 0.22 0.042 330 最大值 ±480 ±1 ±0.5 ±2 °/sec °/sec/LSB % ppm/°C 度度 % of FS °/sec °/hr °/√hr °/sec/°C °/sec/g °/sec rms °/sec/√Hz rms Hz kHz g g/LSB % ppm/°C 度度 % of FS % of FS mg mg m/sec/√hr mg/°C mg rms mg/√Hz rms Hz kHz gauss mgauss/LSB % ppm/°C ppm/°C 度度 % of FS mgauss mgauss/°C mgauss/°C mgauss rms mgauss/√Hz Hz 动态范围灵敏度可重复性1 灵敏度温度系数对准误差非线性度偏置可重复性1, 2 运动中偏置稳定度角度随机游动偏置温度系数线性加速度对偏置的影响输出噪声速率噪声密度 3 dB带宽传感器谐振频率加速度计动态范围灵敏度可重复性1 灵敏度温度系数对准误差非线性度偏置可重复性1, 2 运动中偏置稳定度速度随机游动偏置温度系数输出噪声噪声密度 3 dB带宽传感器谐振频率磁力计动态范围灵敏度初始灵敏度容差灵敏度温度系数对准误差非线性度初始偏置误差偏置温度系数输出噪声噪声密度 3 dB带宽测试条件/注释 x_GYRO_OUT和x_GYRO_LOW(32位) −40°C ≤ TC ≤ +85°C −40°C ≤ TC ≤ +85°C, 1 σ 轴到轴轴到框架(封装) 最佳拟合直线，FS = 450°/s −40°C ≤ TC ≤ +85°C, 1 σ 1 σ 1 σ −40°C ≤ TC ≤ +85°C, 1 σ 任意轴，1 σ (CONFIG[7] = 1) 无滤波 f = 10 Hz to 40 Hz，无滤波各轴 x_ACCL_OUT和x_ACCL_LOW(32位) −40°C ≤ TC ≤ +85°C −40°C ≤ TC ≤ +85°C, 1 σ 轴到轴轴到框架(封装) 最佳拟合直线，±10 g 最佳拟合直线，±18 g −40°C ≤ TC ≤ +85°C, 1 σ 1 σ 1 σ −40°C ≤ TC ≤ +85°C 无滤波 f = 10 Hz至40 Hz，无滤波 ADIS16488BMLZ, −40°C ≤ TC ≤ +85°C, 1 σ ADIS16488CMLZ, −40°C ≤ TC ≤ +85°C, 1 σ 轴到轴轴到框架(封装) 最佳拟合直线 0激励 ADIS16488BMLZ, −40°C ≤ TC ≤ +85°C, 1 σ ADIS16488CMLZ, −40°C ≤ TC ≤ +85°C, 1 σ 无滤波 f = 2 Hz至5 Hz，无滤波 Rev. 0 | Page 3 of 36

ADIS16488A 参数气压计压力范围灵敏度电源误差总误差相对误差3 非线性度4 线性g灵敏度噪声温度传感器比例因子逻辑输入5 输入高电压输入低电压 CS唤醒脉冲宽度逻辑1输入电流，IIH 逻辑0输入电流，IIL 所有引脚RST( 除外) RST引脚输入电容CIN 数字输出输出高电压VOH 输出低电压VOL 闪存数据保持期限7 功能时间8 上电启动时间复位恢复时间9 休眠模式恢复时间闪存更新时间测试时间自动自测时间转换速率初始时钟精度温度系数同步输入时钟电源，VDD 电源电流11 电源VDDRTC 实时时钟电源电流测试条件/注释扩展 BAROM_OUT和BAROM_LOW(32位) −40°C ≤ TC ≤ +85°C 最佳拟合直线，FS = 1100 mbar −40°C ≤ TC ≤ +85°C ±1 g, 1 σ 输出 = 0x0000 (25°C ± 5°C) VIH = 3.3 V VIL = 0 V ISOURCE = 0.5 mA ISINK = 2.0 mA 耐久性6 TJ = 85°C 直到数据可用的时间使用内部时钟，100 SPS 工作电压范围正常模式，VDD = 3.3 V，µ ± σ 休眠模式，VDD = 3.3 V 关断模式，VDD = 3.3 V 工作电压范围正常模式，VDDRTC = 3.3 V 最小值 300 10 2.0 20 2.4 100,000 20 0.710 3.0 3.0 典型值 6.1 × 10−7 0.04 4.5 2.5 0.1 0.2 0.005 0.025 0.00565 0.33 10 500 500 500 375 50 12 2.46 0.02 40 245 12.2 45 13 单位最大值 1100 1200 0.8 10 10 0.4 2.4 3.6 3.6 mbar mbar mbar/LSB %/V mbar mbar % of FS % of FS mbar/g mbar rms °C/LSB V V µs µA µA mA pF V V 周期年 ms ms µs ms ms ms kSPS % ppm/°C kHz V mA mA µA V µA 1 可重复性规格代表基于以下漂移贡献和条件的分析性估测：温度迟滞(−40°C至+85°C)、电子漂移(高温工作寿命测试：+85°C、500小时)、温度循环产生的漂移(JESD22，方法A104-C，500次循环，−40°C至+85°C)、速率随机游动(10年估测)和宽带噪声。 2 偏置可重复性描述的是多种条件下的长期现象。短期可重复性与运动中偏置稳定性和噪声密度规格相关。 3 相对误差假定25°C时的初始误差在最终应用中校正。 4 该规格假定满量程(FS)为1000 mbar。 5 数字I/O信号采用3.3 V系统。 6 耐久性是分别在−40°C、+25°C、+85°C及+125°C时依据JEDEC 22标准方法A117来认定的。 7 根据JEDEC 22标准方法A117，数据保持时间规格假定结温(TJ)为85°C。数据保持期限随着TJ升高而缩短。 8 这些时间不包括热建立和内部滤波器响应时间，它们可能会影响整体精度。 9 RST线路必须保持低电平状态至少10 s，以确保正确的复位初始化和恢复。 10 器件可在低于0.7 kHz的时钟速率下工作，不过性能会降低。 11 初始启动或复位恢复期间，电源电流瞬时值可达600 mA。 Rev. 0 | Page 4 of 36

ADIS16488A 时序规格除非另有说明，TC = 25°C，VDD = 3.3 V。表2. 参数 fSCLK tSTALL tCLS tCHS tCS tDAV tDSU tDHD tDR, tDF tDSOE tHD tSFS tDSHI t1 t2 t3 1 通过设计和特性保证，但未经生产测试。说明串行时钟数据之间的停转周期串行时钟低电平周期串行时钟高电平周期片选至时钟边沿 SCLK边沿之后的DOUT有效时间 SCLK上升沿之前的DIN建立时间 SCLK上升沿之后的DIN保持时间 DOUT上升/下降时间，≤负载100 pF CS置位至数据输出有效 SCLK边沿至数据输出无效上一个SCLK边沿至CS解除置位 CS解除置位至数据输出高阻态输入同步脉冲宽度输入同步至数据无效输入同步周期最小值1 0.01 2 31 31 32 2 2 0 0 32 0 5 417 正常模式典型值 3 时序图 CS SCLK DOUT DIN tCS 1 tDSOE tCHS tCLS 2 3 4 5 6 15 16 tDAV tHD MSB DB14 DB13 DB12 DB11 DB10 DB2 DB1 LSB tDSU tDHD R/W A6 A5 A4 A3 A2 D2 D1 LSB CS SCLK 图2. SPI时序和序列 tSTALL 图3. 停转时间和数据速率 t3 t2 t1 SYNC CLOCK (CLKIN) DATA READY OUTPUT REGISTERS DATA VALID DATA VALID 图4. 输入时钟时序图 Rev. 0 | Page 5 of 36 4 0 0 - 5 5 8 1 1 单位 MHz µs ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns µs µs µs 最大值1 15 10 8 11 9 407 tSFS tDSHI 2 0 0 - 5 5 8 1 1 3 0 0 - 5 5 8 1 1

ADIS16488A 绝对最大额定值表3. 参数加速度任意轴，无电任意轴，有电 VDD至GND 数字输入电压至GND 数字输出电压至GND 工作温度范围 ADIS16488BMLZ ADIS16488CMLZ 存储温度范围1 气压额定值 2000 g 2000 g −0.3 V至+3.6 V −0.3 V至VDD + 0.2 V −0.3 V至VDD + 0.2 V −40°C至+105°C −55°C至+105°C −65°C 至+150°C 2 bar 1 长时间暴露于−55°C以下或+105°C以上的温度环境会对工厂校准的精度产生不利影响。注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在任何其它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，器件能够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器件的可靠性。热阻表4. 封装特性器件重量 θJA 22.8°C/W 10.1°C/W 48 g θJC 封装类型 24引脚模块(ML-24-6) ESD警告 ESD(静电放电)敏感器件。带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高能量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当的ESD防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。 Rev. 0 | Page 6 of 36

引脚配置和功能描述 ADIS16488A ADIS16488A TOP VIEW (Not to Scale) C N D 24 C N D 22 C N D 20 C N D 18 C N D 16 D N G 14 D D V 12 D D V 10 T S R 8 21 19 C N D C N D 17 C N D 15 D N G 13 D N G 11 D D V 9 2 O D I 7 1 O D I 23 C T R D D V S C 6 5 N D I T U O D 4 3 K L C S 4 O D I 2 1 3 O D I NOTES 1. THIS REPRESENTATION DISPLAYS THE TOP VIEW PINOUT FOR THE MATING SOCKET CONNECTOR. 2. THE ACTUAL CONNECTOR PINS ARE NOT VISIBLE FROM THE TOP VIEW. 3. MATING CONNECTOR: SAMTEC CLM-112-02 OR EQUIVALENT. 4. DNC = DO NOT CONNECT TO THESE PINS. 图5. 对接连接器的引脚分配 5 0 0 - 5 5 8 1 1 PIN 23 PIN 1 表5. 引脚功能描述引脚编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10, 11, 12 13, 14, 15 16至 22, 24 23 引脚名称 DIO3 DIO4 SCLK DOUT DIN CS DIO1 RST DIO2 VDD GND DNC VDDRTC PIN 1 PIN 2 图6. 轴方向(正面朝上) 6 0 0 - 5 5 8 1 1 类型输入/输出输入/输出输入输出输入输入输入/输出输入输入/输出电源电源不适用电源说明可配置的数字输入/输出。可配置的数字输入/输出。 SPI串行时钟。 SPI数据输出。时钟在SCLK下降沿输出。 SPI数据输入。时钟在SCLK上升沿输入。 SPI片选。可配置的数字输入/输出。复位。可配置的数字输入/输出。电源。电源地。不连接。请勿连接到这些引脚。实时时钟电源。 Rev. 0 | Page 7 of 36

AVERAGE 0.3 0.2 0.1 0 –0.1 –0.2 –0.3 +3σ –3σ ADIS16488A 典型性能参数 100 10 ) r u o H / ° ( I E C N A R A V N A L L A T O O R AVERAGE +1σ –1σ 1 0.01 0.1 1 10 100 1000 10000 INTEGRATION PERIOD (Seconds) 图7. 陀螺仪艾伦方差(25°C) 0.001 0.0001 ) g ( I E C N A R A V N A L L A T O O R AVERAGE +1σ –1σ 0.00001 0.01 0.1 1 10 100 1000 10000 INTEGRATION PERIOD (Seconds) 图8. 加速度计艾伦方差(+25°C) 7 0 0 - 5 5 8 1 1 8 0 0 - 5 5 8 1 1 ) c e s / ° ( R O R R E S A B I ) S F % I ( R O R R E Y T V T S N E S I I –50 –40 –30 –20 –10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 TEMPERATURE (°C) 图9. 陀螺仪偏置误差与温度的关系 AVERAGE +3σ –3σ 0.8 0.6 0.4 0.2 0 –0.2 –0.4 –0.6 –0.8 –50 –40 –30 –20 –10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 TEMPERATURE (°C) 图10. 陀螺仪比例(灵敏度)误差与温度的关系 9 0 2 - 5 5 8 1 1 0 1 2 - 5 5 8 1 1 Rev. 0 | Page 8 of 36

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