硅微陀螺儀小型化及其測(cè)控電路研究.pdf

1、硅微機(jī)械陀螺儀是一種微型慣性傳感器,它是利用振動(dòng)質(zhì)量塊在被物體帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的哥氏效應(yīng)來(lái)測(cè)量物體的旋轉(zhuǎn)角速度。硅微機(jī)械陀螺儀具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高以及易于數(shù)字化和智能化等優(yōu)點(diǎn),在商業(yè)和國(guó)防軍事領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。本文以硅微z軸機(jī)械陀螺儀為研究對(duì)象,深入分析和研究了其小型化電路的接口電路,包括理論分析、電路設(shè)計(jì)、電路板調(diào)試以及性能測(cè)試等。本文的主要工作可以歸納為以下幾個(gè)方面： (1)研究了z軸陀螺儀驅(qū)動(dòng)和

2、檢測(cè)方向電路模型,推導(dǎo)了陀螺儀在穩(wěn)態(tài)情況下振動(dòng)位移的情況,分析了陀螺儀驅(qū)動(dòng)模態(tài)和檢測(cè)模塊品質(zhì)因數(shù)和固有頻率等參數(shù)對(duì)其檢測(cè)靈敏度、工作帶寬等性能的影響,探討了單邊驅(qū)動(dòng)和雙邊驅(qū)動(dòng)對(duì)陀螺儀振動(dòng)的影響。 (2)重點(diǎn)研究了陀螺儀閉環(huán)驅(qū)動(dòng)的原理,設(shè)計(jì)了帶自動(dòng)增益控制的自激閉環(huán)驅(qū)動(dòng),使陀螺儀驅(qū)動(dòng)模態(tài)保持穩(wěn)幅穩(wěn)頻振動(dòng),提高了陀螺儀的檢測(cè)靈敏度。設(shè)計(jì)了陀螺儀閉環(huán)檢測(cè)方案,對(duì)閉環(huán)檢測(cè)反饋電路作重點(diǎn)介紹并進(jìn)行仿真。 (3)以陀螺儀接口電路設(shè)計(jì)