高信噪比電容式微機械陀螺的研究.pdf

1、本文對基于MEMS技術(shù)的高信噪比電容式微機械陀螺進行了系統(tǒng)研究，完成了微機械陀螺的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對信號處理方法進行了深入分析，提出新的信號解調(diào)算法并設(shè)計了相應(yīng)的接口電路，完成了關(guān)鍵性能參數(shù)測試，具體內(nèi)容如下： 1.對微機械陀螺的研究現(xiàn)狀進行了概述，分析了當(dāng)前微機械陀螺存在的技術(shù)難點，對需要進一步研究的內(nèi)容作了說明。 2設(shè)計出了一種具有解耦結(jié)構(gòu)、差分檢測的電容式微機械陀螺，可有效抑制共模噪聲。簡單介紹了微機械陀螺的加工工藝。

2、 3.針對真空封裝電容式微機械陀螺的振動品質(zhì)因子會發(fā)生長時間漂移的現(xiàn)象，提出了三種自動增益控制的閉環(huán)驅(qū)動方法(直流自動增益控制方法、直流-交流自動增益控制、交流自動增益控制的方法)，并對其進行了仿真、分析和對比。 4.通過分析電容式微機械陀螺信號解調(diào)中相移的變化以及寄生電容干擾引起陀螺長期漂移的難題，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對該方法進行了仿真。 5.根據(jù)文中

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