一种微机械陀螺自激驱动与解调装置

摘要

一种微机械陀螺自激驱动与解调装置，是一种能够用来实现微机械陀螺自激驱动和角速度解调的系统，其主要包括输入信号接口电路、单片机芯片、上位机通讯模块、角速度显示模块、自动增益力反馈模块。该回路通过输入信号接口电路获取微机械陀螺驱动质量块和检测质量块的振动位移电压信号，单片机芯片通过幅值提取及自动增益控制算法生成增益控制信号传给自动增益控制系统，自动增益控制系统根据增益控制信号和输入信号接口电路传送来的驱动位移信号产生可变电压，反馈给陀螺驱动端实现对陀螺驱动信号的调整，同时在单片机内部解算出输入角速度。本发明实现了微机械陀螺自激驱动和角速度解调的集成化设计，减小了微机械陀螺的体积和重量，降低了功耗。

主权项

1、一种微机械陀螺自激驱动与解调装置，其特征在于：包括：输入信号接口电路(1)：包括位移传感器接口电路(2)和位移信号模数转换芯片(3)，位移传感器接口电路(2)与微机械陀螺驱动质量块和检测质量块相连，将反应微机械陀螺驱动质量块和检测质量块振动位移变化的电容信号转化并放大为位移电压信号，位移信号模数转换芯片(3)将位移电压信号转换为数字量输入单片机芯片(10)中；单片机芯片(10)：控制位移信号模数转换芯片(3)对两路位移电压信号进行采样，判断两路位移电压信号为驱动位移电压信号还是检测位移电压信号，对驱动位移电压信号求导转化为速度电压信号，并进行幅值提取算法和自动增益控制算法处理，解算出自动增益力反馈模块(11)所需的增益控制量，对检测位移电压信号进行角速度解调校正算法处理，解算出角速度显示模块(9)所需的解调角速度量；上位机通讯模块(6)：包括调试、监控计算机(5)与RS232接口(4)，调试、监控计算机(5)通过RS232接口(4)与单片机芯片(10)相连，用于陀螺驱动质量块和检测质量块谐振频率、质量、阻尼系数，PI控制中比例、积分控制系数及陀螺驱动质量块振动速度电压参考幅值的设置和更改；角速度显示模块(9)：包括角速度信号数模转换芯片(7)和角速度信号输出显示芯片(8)，角速度信号数模转换芯片(7)将单片机芯片(10)解算出的输入角速度转化为模拟量输出，角速度信号输出显示芯片(8)用于显示解算的输入角速度；自动增益力反馈模块(11)：包括可变增益控制电压数模转换芯片(12)、自动增益控制系统(13)，可变增益控制电压数模转换芯片(12)将单片机芯片(10)内部通过幅值提取及自动增益控制算法计算出的控制增益数字量转化为模拟量，用以调节自动增益控制系统(13)的电压输出，并反馈到微机械陀螺驱动质量块。