硅微陀螺儀小型化及其測控電路研究.pdf

1、硅微機械陀螺儀是一種微型慣性傳感器,它是利用振動質(zhì)量塊在被物體帶動旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的哥氏效應來測量物體的旋轉(zhuǎn)角速度。硅微機械陀螺儀具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高以及易于數(shù)字化和智能化等優(yōu)點,在商業(yè)和國防軍事領(lǐng)域有著廣闊的應用前景。本文以硅微z軸機械陀螺儀為研究對象,深入分析和研究了其小型化電路的接口電路,包括理論分析、電路設(shè)計、電路板調(diào)試以及性能測試等。本文的主要工作可以歸納為以下幾個方面： (1)研究了z軸陀螺儀驅(qū)動和

2、檢測方向電路模型,推導了陀螺儀在穩(wěn)態(tài)情況下振動位移的情況,分析了陀螺儀驅(qū)動模態(tài)和檢測模塊品質(zhì)因數(shù)和固有頻率等參數(shù)對其檢測靈敏度、工作帶寬等性能的影響,探討了單邊驅(qū)動和雙邊驅(qū)動對陀螺儀振動的影響。 (2)重點研究了陀螺儀閉環(huán)驅(qū)動的原理,設(shè)計了帶自動增益控制的自激閉環(huán)驅(qū)動,使陀螺儀驅(qū)動模態(tài)保持穩(wěn)幅穩(wěn)頻振動,提高了陀螺儀的檢測靈敏度。設(shè)計了陀螺儀閉環(huán)檢測方案,對閉環(huán)檢測反饋電路作重點介紹并進行仿真。 (3)以陀螺儀接口電路設(shè)計