硅微陀螺儀數(shù)字化信號(hào)處理電路關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、硅微機(jī)械陀螺儀是一種新型的微慣性傳感器，與傳統(tǒng)的陀螺儀相比，不僅具有體積小、重量輕、功耗低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，而且更易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和智能化，因此，其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防軍事等領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文以課題組自行設(shè)計(jì)的雙線振動(dòng)硅微機(jī)械陀螺儀為研究對(duì)象，針對(duì)其傳統(tǒng)模擬信號(hào)處理電路調(diào)試復(fù)雜、易受干擾、靈活性差等缺點(diǎn)，開展陀螺儀數(shù)字化信號(hào)處理電路關(guān)鍵技術(shù)的研究，研究工作主要包括以下幾個(gè)方面：
　　 （1）

2、在分析雙線振動(dòng)硅微機(jī)械陀螺儀驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)模態(tài)的運(yùn)動(dòng)模型及其外圍信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了陀螺儀數(shù)字化讀出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架；
　　 （2）在分析硅微機(jī)械陀螺儀驅(qū)動(dòng)模態(tài)相位閉環(huán)和幅度閉環(huán)基本原理的基礎(chǔ)上，深入研究并設(shè)計(jì)了數(shù)字鎖相環(huán)（PLL）和數(shù)字自動(dòng)增益控制（AGC）等關(guān)鍵模塊，實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)模態(tài)的穩(wěn)頻和恒幅控制；
　　 （3）針對(duì)硅微機(jī)械陀螺儀的檢測(cè)模態(tài)，分析了相敏解調(diào)、PLL同步解調(diào)和最小均方誤差解調(diào)（LMSD）的優(yōu)缺

3、點(diǎn)，著重研究并實(shí)現(xiàn)了LMSD算法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本算法解調(diào)精度高、速度快；
　　 （4）完成了以FPGA和高精度AD、DA轉(zhuǎn)換芯片為核心的數(shù)字化信號(hào)處理電路硬件設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了小型化；
　　 （5）對(duì)上述各功能模塊及硅微機(jī)械陀螺儀的數(shù)字讀出系統(tǒng)進(jìn)行了Simulink仿真，驗(yàn)證了軟件實(shí)現(xiàn)的數(shù)字算法。完成了各功能模塊及驅(qū)動(dòng)環(huán)路的調(diào)試和試驗(yàn)，驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)軟硬件的正確性。
　　 本文對(duì)硅微機(jī)械陀螺儀數(shù)字化信號(hào)處理電路關(guān)鍵