摇动质量体声波固体波动微陀螺驱动与检测电路

摘要

本发明提供了一种摇动质量体声波固体波动微陀螺驱动与检测电路，包括嵌入式核心部分、外围电路部分、摇动质量体声波固体波动微陀螺部分和计算机显示部分，其中：嵌入式核心部分连接外围电路部分，再连接摇动质量体声波固体波动微陀螺部分，然后经过外围电路部分，再回到嵌入式核心部分；同时嵌入式核心部分与计算机显示部分直接连接并实时通信；对于陀螺的驱动与检测，主要在嵌入式核心部分完成，外围电路部分起辅助作用，从而控制陀螺并敏感陀螺输出。本发明能够为摇动质量体声波固体波动微陀螺提供稳定有效的驱动信号，时刻确保陀螺处于谐振状态，有效地实现了陀螺驱动检测的反馈机制，形成闭环系统，检测出陀螺信号。

主权项

一种摇动质量体声波固体波动微陀螺驱动与检测电路，其特征在于，包括嵌入式核心部分、外围电路部分、摇动质量体声波固体波动微陀螺部分和计算机显示部分，其中：嵌入式核心部分连接外围电路部分，再连接摇动质量体声波固体波动微陀螺部分，然后经过外围电路部分，再回到嵌入式核心部分；同时嵌入式核心部分与计算机显示部分直接连接并实时通信；具体的：嵌入式核心部分包括DAC、ADC、DMA、CPU以及通信接口，其中：CPU处于中心位置，分别连接控制DAC、ADC、DMA以及通信接口；DMA作为数据通道，也连接到DAC、ADC，并同CPU一同控制DAC、ADC；DAC由第一DAC和第二DAC两部分组成且功能相同；ADC由第一ADC、第二ADC、第三ADC组成且功能相同；摇动质量体声波固体波动微陀螺部分包括陀螺、陀螺固定框架、陀螺电路接口和由温度检测设备以及温度检测电路接口组成的温度控制模块，其中：陀螺作为被测试元件设置在陀螺固定框架中心，与陀螺电路接口相连；温度检测设备设置在陀螺边缘，陀螺固定框架上设置有温度检测电路接口；陀螺固定框架将上述结构固定好后同外围电路部分相连；外围电路部分包括同相放大电路、反相放大电路、电荷放大器、移相器和仪用放大器，其中：同相放大电路和反相放大电路前端紧连嵌入式核心部分，后端紧连摇动质量体声波固体波动微陀螺部分；电荷放大器前端紧连摇动质量体声波固体波动微陀螺部分，后端连移相器和仪用放大器；仪用放大器再返回连接嵌入式核心部分；具有摇动质量体声波固体波动微陀螺部分包括一个通过基板支撑的具有摇动质量块的谐振子、四个与基板边平行的驱动电极、四个与基板边平行的检测电极以及四个温度检测设备，其中：驱动电极、检测电极和温度检测设备均设置于基板上；计算机显示部分通过通信接口连接嵌入式核心部分并接受嵌入式核心部分传递的数据，并把这些数据以文字和图像的方式显示在计算机界面上；上述电路，信号从嵌入式核心部分的CPU开始，经过各个部分处理后，再回到嵌入式核心部分的CPU，并把收集到的信号显示在计算机界面，具体信号处理如下：在嵌入式核心部分的CPU下，第一DAC和第二DAC使用DMA传输的数据，固定频率和幅值产生两路信号，即正弦信号和余弦信号，再分别经过同相和反相放大产生四路相位相差90度的信号，输入陀螺驱动端，对陀螺进行驱动；陀螺在固定频率和幅值的驱 动下，按照预定模态进行工作，在检测端检测到输出信号；分别提取对向两路的检测信号，顺次经过电荷放大器、移相器、仪用放大器来进行电荷放大、移相、差分放大，然后信号再进入到第一ADC和第二ADC处，第一ADC和第二ADC把信号提取出来，同时温度检测设备也会把温度数据通过温度检测电路接口传送到第三ADC处，经由DMA传递到CPU中；CPU分析第一ADC、第二ADC和第三ADC传输过来的信号数据，提取出信号的频率和幅值以及温度数据，这里的频率和幅值代表了陀螺的输出，而温度数据代表了温度的大小；CPU把分析完的数据传递给通信接口，通信接口把数据传递给计算机显示部分显示出来，这样就完成了一整套的驱动、检测和显示过程。