電容式陀螺儀接口電路的測試與分析.pdf

1、現(xiàn)今高性能的微機(jī)械陀螺接口電路都采用閉環(huán)自激的驅(qū)動(dòng)方式，即不需要外加交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)，陀螺表頭結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)由接口電路自行產(chǎn)生。但國內(nèi)針對(duì)微機(jī)械陀螺的研究大多停留于表頭結(jié)構(gòu)方面，對(duì)接口電路方面的研究與國外有很大差距。本文主要測試了基于閉環(huán)工作方式的電容式陀螺儀ASIC接口電路，并針對(duì)測試結(jié)果對(duì)接口電路當(dāng)中存在的不足進(jìn)行分析。
　　首先，在掌握微機(jī)械陀螺工作原理的基礎(chǔ)上，建立了與電容式陀螺儀表頭對(duì)應(yīng)的電學(xué)模型，采用交流仿真方法得出表

2、頭部分驅(qū)動(dòng)信號(hào)、驅(qū)動(dòng)方向位移及驅(qū)動(dòng)方向敏感電流三者之間的相位關(guān)系。為了首先在理論上能夠驗(yàn)證整個(gè)電容式微機(jī)械陀螺接口電路的可行性，推導(dǎo)驗(yàn)證了整個(gè)陀螺接口電路的相移和增益，在理論上證明了整個(gè)系統(tǒng)自激振蕩在相位上的可行性；又由于整個(gè)閉環(huán)接口電路具有極大的電流——電壓增益，從而保證了自激振蕩在增益上的可行性。
　　在理論上驗(yàn)證了陀螺接口電路的可行性后，測試了陀螺ASIC接口電路的各個(gè)模塊，著重測試了驅(qū)動(dòng)部分的電荷放大器模塊、相位補(bǔ)償模塊、

3、方波發(fā)生器模塊與調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)模塊等，并分析了陀螺接口電路中存在的不足，主要是由于電荷放大器不能夠?qū)崿F(xiàn)精確相移而引起的極難補(bǔ)償?shù)南辔黄?，進(jìn)而可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)自激振蕩。
　　為了改進(jìn)接口電路的相位誤差，采用跨阻放大器代替電荷放大器，從而消除了由電荷放大器引入的相位誤差。跨阻放大器代替電荷放大器要實(shí)現(xiàn)大的增益，傳統(tǒng)的多晶硅或者擴(kuò)散電阻會(huì)占用極大的芯片面積，并引入了極大的電阻熱噪聲，為此采用了基于CCCII技術(shù)的有源電阻作為跨阻