高信噪比電容式微機(jī)械陀螺的研究.pdf

1、本文對(duì)基于MEMS技術(shù)的高信噪比電容式微機(jī)械陀螺進(jìn)行了系統(tǒng)研究，完成了微機(jī)械陀螺的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)信號(hào)處理方法進(jìn)行了深入分析，提出新的信號(hào)解調(diào)算法并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的接口電路，完成了關(guān)鍵性能參數(shù)測(cè)試，具體內(nèi)容如下： 1.對(duì)微機(jī)械陀螺的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了概述，分析了當(dāng)前微機(jī)械陀螺存在的技術(shù)難點(diǎn)，對(duì)需要進(jìn)一步研究的內(nèi)容作了說(shuō)明。 2設(shè)計(jì)出了一種具有解耦結(jié)構(gòu)、差分檢測(cè)的電容式微機(jī)械陀螺，可有效抑制共模噪聲。簡(jiǎn)單介紹了微機(jī)械陀螺的加工工藝。

2、 3.針對(duì)真空封裝電容式微機(jī)械陀螺的振動(dòng)品質(zhì)因子會(huì)發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間漂移的現(xiàn)象，提出了三種自動(dòng)增益控制的閉環(huán)驅(qū)動(dòng)方法(直流自動(dòng)增益控制方法、直流-交流自動(dòng)增益控制、交流自動(dòng)增益控制的方法)，并對(duì)其進(jìn)行了仿真、分析和對(duì)比。 4.通過(guò)分析電容式微機(jī)械陀螺信號(hào)解調(diào)中相移的變化以及寄生電容干擾引起陀螺長(zhǎng)期漂移的難題，提出了一種高信噪比的差分解調(diào)算法，可有效抑制寄生電容的干擾，并采用Simulink對(duì)該方法進(jìn)行了仿真。 5.根據(jù)文中

3、提出的高信噪比解調(diào)方法進(jìn)行了相關(guān)電路的設(shè)計(jì)和仿真。電路設(shè)計(jì)主要包括低噪聲前置放大電路、高通濾波電路、限幅電路、AGC自動(dòng)增益控制電路以及角速率解調(diào)電路。其中，改進(jìn)的前置C/V轉(zhuǎn)換電路，有效抑制了噪聲、降低了反饋電阻的阻值，易實(shí)現(xiàn)ASIC集成；采用差分相位敏感解調(diào)方法設(shè)計(jì)出的角速率解調(diào)電路，有效抑制了寄生電容的干擾。 6.采用上述電路對(duì)陀螺關(guān)鍵性能參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試的內(nèi)容有：振動(dòng)品質(zhì)因子、分辨率、帶寬、AGC靜態(tài)工作點(diǎn)、工作狀態(tài)