硅微機(jī)械陀螺相位研究與信號(hào)處理電路設(shè)計(jì).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(duì)旋轉(zhuǎn)載體用硅微機(jī)械陀螺的相位及信號(hào)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(dòng)，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(duì)陀螺的相關(guān)的工作原理、相位處理、信號(hào)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(dòng)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(hào)的極性不同于傳統(tǒng)陀螺，傳統(tǒng)陀螺的極性由輸出信號(hào)的正負(fù)來(lái)確定，而該陀螺的極性由輸出信號(hào)的相位來(lái)確定，因此相位在該陀螺信號(hào)處理中起著關(guān)鍵性的作用。本文對(duì)輸出信號(hào)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(duì)各自的特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，根據(jù)目前項(xiàng)目的實(shí)際情況選用了其中一種，即利用重力加速度計(jì)信號(hào)作為慣性空間的參考基準(zhǔn)，通過(guò)比較陀螺信號(hào)和加速度計(jì)信號(hào)

3、相位差來(lái)判斷載體在空間的偏轉(zhuǎn)極性。接著通過(guò)試驗(yàn)對(duì)該方案進(jìn)行了論證。
　　 信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)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(gè)部分，本文根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)原有模擬信號(hào)處理電路進(jìn)行了改進(jìn)，并設(shè)計(jì)出了以TI的MSC1214單片機(jī)為核心數(shù)字信號(hào)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(yǔ)言編程并實(shí)現(xiàn)了陀螺的三個(gè)功能。
　　 最后，本文對(duì)硅微機(jī)械陀螺的全性能和功能進(jìn)