高信噪比電容式微機械陀螺的研究.pdf

1、本文對基于MEMS技術的高信噪比電容式微機械陀螺進行了系統研究，完成了微機械陀螺的結構設計，對信號處理方法進行了深入分析，提出新的信號解調算法并設計了相應的接口電路，完成了關鍵性能參數測試，具體內容如下： 1.對微機械陀螺的研究現狀進行了概述，分析了當前微機械陀螺存在的技術難點，對需要進一步研究的內容作了說明。 2設計出了一種具有解耦結構、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因子會發(fā)生長時間漂移的現象，提出了三種自動增益控制的閉環(huán)驅動方法(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.根據文中

3、提出的高信噪比解調方法進行了相關電路的設計和仿真。電路設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電路。其中，改進的前置C/V轉換電路，有效抑制了噪聲、降低了反饋電阻的阻值，易實現ASIC集成；采用差分相位敏感解調方法設計出的角速率解調電路，有效抑制了寄生電容的干擾。 6.采用上述電路對陀螺關鍵性能參數進行了測試。測試的內容有：振動品質因子、分辨率、帶寬、AGC靜態(tài)工作點、工作狀態(tài)