高精度加速度計(jì)采集單元的設(shè)計(jì)及關(guān)鍵器件的研究.pdf

1、加速度計(jì)是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中重要的慣性敏感器件，它輸出與載體的運(yùn)動(dòng)加速度成比例的信號(hào)，加速度計(jì)的輸出精度直接影響慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的精度。對(duì)于高精度的石英撓性加速度計(jì)來(lái)說(shuō)，一般都是輸出模擬的電流信號(hào)。加速度計(jì)采集電路的作用是將加速度計(jì)輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并且轉(zhuǎn)換后的精度應(yīng)盡量不損害加速計(jì)原有的精度。 本文研究了高精度加速度計(jì)采集電路以及制約其性能的關(guān)鍵器件。設(shè)計(jì)的加速度計(jì)采集電路的主要指標(biāo)包括：零偏溫度系數(shù)1uV/℃，零偏24小

2、時(shí)穩(wěn)定性2uV，噪聲1uVrms@100HZ/s。為了達(dá)到上述的性能，本文著重研究了采集電路的設(shè)計(jì)以及關(guān)鍵器件的選擇。首先設(shè)計(jì)采樣電路的大體框架，不同的采集電路適應(yīng)不同量程、精度的電流采集，通過(guò)分析采集電路性能得出最適合加速度計(jì)的采集電路。然后確定采樣電阻、運(yùn)放、參考電壓和A/D轉(zhuǎn)換器等關(guān)鍵器件具體性能參數(shù)。取得性能參數(shù)要求后，將商業(yè)上可以購(gòu)得的器件性能進(jìn)行比較，選取符合性能要求的器件。由于采集電路的電壓和電流分辨率分別達(dá)到了微伏和納安

3、級(jí)，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中還應(yīng)注意一些在普通電路中可以忽略的寄生效應(yīng)，如熱電勢(shì)、漏電流和電磁干擾等的影響。否則，系統(tǒng)的精度將無(wú)法保證。完成電路設(shè)計(jì)和制作后，對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試的結(jié)果表明，系統(tǒng)完全達(dá)到了當(dāng)初設(shè)定的性能指標(biāo)。本文還對(duì)主要制約系統(tǒng)性能的元件——A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行了研究。特別著重研究了限制其提高的性能的諸多因素，從而更加深入的認(rèn)識(shí)了整個(gè)限制電路性能的一些基本的因素。 通過(guò)研究加速度計(jì)采集電路，學(xué)習(xí)了高精度模擬數(shù)字混合電路