【产品】GPS失灵怎么办？QMEMS陀螺仪XV4001为您实现高精度惯导，输出角速度分辨率达16bit

时间： 2017-01-07 来源：世强

技术问答

由于在隧道、室内停车场或高楼之间等环境下，导航设备无法正确接收GPS信号，因此通常采用惯导方式进行导航。即通过使用陀螺仪进行角速度测量并结合车速测量设备进行推算定位，辅助GPS导航系统。针对该应用市场，EPSON推出了一款高精度QMEMS陀螺仪，型号为XV4001。

高灵敏数字输出助力高精度角速度测量
XV4001作为一款数字输出陀螺仪，其输出角速度分辨率可达16bit。在±70°/s检测范围内实现灵敏度高达370LSB±1.5%的输出，而且输出噪声仅0.05°/s RMS，因此其可实现高精度的角速度测量。

与传统模拟输出陀螺仪需要在输出端口插入抗混叠滤波器不同，XV4001采用数字输出，內建fc=10Hz的数字式低通滤波器，可直接将处理后的结果输出给后端的信号处理单元，避免用户自己设计模拟抗混叠滤波器潜在的带外抑制效果差、衰减过大或引入噪声等问题对测量精度造成的不利影响。降低了设计难度，同时节省了AD转换器和模拟抗混叠滤波器的使用，降低了系统成本。

±1°/s的温度特性让导航带您走精准的路线
由于导航系统需要对陀螺仪传感器输出的角速度进行积分，因此传感器在静止状态下的输出，将对位置推算的精度产生极大影响，而温度变化对静止状态下输出影响最大。XV4001系列陀螺仪将以高温度稳定性的石英晶体为材料制造的双T型结构传感器和功能IC合为一体，使器件本身就具备出色的温度特性。同时器件内部还集成温度传感器，可提供分辨率高达11bit的温度数据，通过数字补偿电路对静止时的输出进行高次补偿，可在-40℃~+85℃的工作温度范围内，确保角速度输出的温度特性维持在±1°/s。

具备自我检测功能异常先知道安全更可靠
XV4001內集成了自我检测电路，可通过通信响应（DIAG）传送自我检测结果。XV4001陀螺仪传感器自身具有对异常的自我检测功能，用户通过通信接口传入自我检测命令，传感器完成自我检测之后，将结果附加在角速度或温度传感器输出数据帧上进行发送，在后端的处理器中通过分析帧内容即可判断传感器有无异常。该功能可以对传感器的工作状态进行实时监测，出现异常时可及时报警，尤其适合对可靠性有高标准的汽车电子应用。

此外，XV4001还提供SPI和I²C两种数字输出接口的产品，其中采用SPI接口的产品最大通信频率可达10MHz，I2C的最大数据率可达400Kbit/s。

多种型号应对不同安装角度让典型应用更多面
XV4001系列陀螺仪传感器根据所搭载的设备斜度和接口的不同，可以提供4种型号的产品，其中包括导航设备安装角度为0°的“XV4001BD”和“XV4001BC”、安装角度为20°的“XV4001KD”和“XV4001KC”。基于XV4001系列陀螺仪传感器高精度、高可靠性以及良好的温度特性，其应用场景包括车载导航，游戏手柄，空中鼠标，遥控飞机，数码相机防抖，机器人，跑步鞋等。

XV4001角速度传感器的特点：
• 角速度输出分辨率16bit

• 检测范围±70°/s

• 內建fc=10Hz的数字式低通滤波器

• 灵敏度370LSB±1.5%

• 角速度输出±2°/s

• 角速度输出温度特性±1°/s

• 输出噪声0.05°/s RMS

• 內建温度传感器，温度数据分辨率11bit

• 具备自我测试功能

• 接口方式SPI（max：100MHz，BD/KD）或I2C（max：400Kbit/s，BC/KC）

• 封装尺寸：5.0mm x 3.2mm x 1.3mm（10pin）或6.0mm x 4.8mm x 3.3mm

• 工作温度范围-40℃~+85℃

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馫铕 Lv4. 资深工程师 2020-01-03

学习，尺寸较大。

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