硅微機(jī)械陀螺相位研究與信號處理電路設(shè)計.pdf

1、MEMS陀螺是目前慣性導(dǎo)航傳感器的新興研究方向，具有廣泛的應(yīng)用前景。本文主要對旋轉(zhuǎn)載體用硅微機(jī)械陀螺的相位及信號處理電路進(jìn)行了研究。該陀螺利用旋轉(zhuǎn)載體的自旋作為陀螺敏感結(jié)構(gòu)的驅(qū)動，可敏感旋轉(zhuǎn)載體的偏轉(zhuǎn)極性、偏轉(zhuǎn)角速度和角度以及載體的自旋頻率。作者對陀螺的相關(guān)的工作原理、相位處理、信號處理電路以及全功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了探討。
　　 本文根據(jù)該硅微機(jī)械陀螺的工藝流程，分析了它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；根據(jù)硅微機(jī)械陀螺的動力學(xué)方程，研究了它的工作原理。

2、
　　 由于該硅微機(jī)械陀螺結(jié)構(gòu)的特殊性，其輸出信號的極性不同于傳統(tǒng)陀螺，傳統(tǒng)陀螺的極性由輸出信號的正負(fù)來確定，而該陀螺的極性由輸出信號的相位來確定，因此相位在該陀螺信號處理中起著關(guān)鍵性的作用。本文對輸出信號中包絡(luò)、載波及參考波形的相位進(jìn)行了深入分析，并在此基礎(chǔ)上提出了三種極性判斷方案，并對各自的特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，根據(jù)目前項目的實(shí)際情況選用了其中一種，即利用重力加速度計信號作為慣性空間的參考基準(zhǔn)，通過比較陀螺信號和加速度計信號

3、相位差來判斷載體在空間的偏轉(zhuǎn)極性。接著通過試驗(yàn)對該方案進(jìn)行了論證。
　　 信號處理電路的設(shè)計是硅微機(jī)械陀螺后端處理的關(guān)鍵技術(shù)，這主要分為模擬和數(shù)字兩個部分，本文根據(jù)測試結(jié)果對原有模擬信號處理電路進(jìn)行了改進(jìn)，并設(shè)計出了以TI的MSC1214單片機(jī)為核心數(shù)字信號處理電路，完成了模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換。軟件方面，提出了相應(yīng)的算法，在KEIL的環(huán)境下使用C語言編程并實(shí)現(xiàn)了陀螺的三個功能。
　　 最后，本文對硅微機(jī)械陀螺的全性能和功能進(jìn)