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

1、硅微機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，而且更易于實現(xiàn)數(shù)字化和智能化，因此，其在國民經(jīng)濟和國防軍事等領(lǐng)域都有著重要的應用價值和廣闊的應用前景。
　　 本文以課題組自行設計的雙線振動硅微機械陀螺儀為研究對象，針對其傳統(tǒng)模擬信號處理電路調(diào)試復雜、易受干擾、靈活性差等缺點，開展陀螺儀數(shù)字化信號處理電路關(guān)鍵技術(shù)的研究，研究工作主要包括以下幾個方面：
　　 （1）

2、在分析雙線振動硅微機械陀螺儀驅(qū)動和檢測模態(tài)的運動模型及其外圍信號處理電路設計要求的基礎(chǔ)上，設計了陀螺儀數(shù)字化讀出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架；
　　 （2）在分析硅微機械陀螺儀驅(qū)動模態(tài)相位閉環(huán)和幅度閉環(huán)基本原理的基礎(chǔ)上，深入研究并設計了數(shù)字鎖相環(huán)（PLL）和數(shù)字自動增益控制（AGC）等關(guān)鍵模塊，實現(xiàn)了驅(qū)動模態(tài)的穩(wěn)頻和恒幅控制；
　　 （3）針對硅微機械陀螺儀的檢測模態(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，著重研究并實現(xiàn)了LMSD算法，實驗結(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)字化信號處理電路硬件設計，并實現(xiàn)了小型化；
　　 （5）對上述各功能模塊及硅微機械陀螺儀的數(shù)字讀出系統(tǒng)進行了Simulink仿真，驗證了軟件實現(xiàn)的數(shù)字算法。完成了各功能模塊及驅(qū)動環(huán)路的調(diào)試和試驗，驗證了本文所設計軟硬件的正確性。
　　 本文對硅微機械陀螺儀數(shù)字化信號處理電路關(guān)鍵