申请/专利权人：中国海洋大学

申请日：2022-09-23

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN115406426B

主分类号：G01C19/56

分类号：G01C19/56;G01C19/5776

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2022.12.16#实质审查的生效;2022.11.29#公开

摘要：本发明属于MEMS谐振式陀螺仪技术领域，具体公开了一种MEMS陀螺接口电路及调制方法。其中，为了消除陀螺幅值不对称对频差校正效果的影响，本发明设计了基于模态切换技术的自动幅值再平衡方法，从而实现了对陀螺幅值不对称误差的准确辨识；随后基于这一误差，利用增量式PID方法来对两模态ADC电路的放大增益进行调节，从而将陀螺两模态的幅值调至对称。为了提高在线频差辨识及校正的精度，本发明设计了基于在线学习控制的高精度锁相环控制方法和基于精细化滤波‑最优校正控制的精细化在线频差校正方法，从而将频差辨识和校正精度提升至mHz级别。本发明消除了模态幅值不对称为频差辨识带来的误差，并提高了频差校正的准确性和精度。

主权项：1.一种MEMS陀螺接口电路，包括谐振式陀螺、驱动电路和解调电路，其中，陀螺通过机电接口与驱动电路和解调电路相连并进行信号的传输；其特征在于，所述机电接口包括第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三以及第十四机电接口；驱动电路通过第一、第二以及第五机电接口向陀螺传输驱动信号；具体为：驱动电路通过第一机电接口向陀螺传输X轴方向的驱动信号；驱动电路通过第二机电接口向陀螺传输Y轴方向的驱动信号；第五机电接口向陀螺传输双模差分方案下的陀螺驱动信号，该陀螺驱动信号同时驱动陀螺的X轴和Y轴两个方向，使得陀螺在X轴和Y轴两个方向上同时存在振动；陀螺通过第三、第四以及第六机电接口向解调电路传输信号，具体为：解调电路通过第三机电接口接受来自谐振陀螺X轴方向上的信号；解调电路通过第四机电接口接受来自谐振陀螺Y轴方向上的信号；解调电路通过第六机电接口接受来自陀螺X轴和Y轴两个方向上的混合信号；解调电路通过第七机电接口将陀螺运行状态转换信号传输至驱动电路；解调电路通过第八机电接口将调谐电压控制信号传输至第一电压源；第一电压源通过第十五机电接口将调谐电压传输至陀螺，对陀螺的谐振频率进行调节；解调电路通过第九至第十四机电接口传输反馈信号至驱动电路；驱动电路包括加法器、压控选择电路、锁相环电路以及VGA电路；其中：加法器包括第一加法器以及第二加法器；压控选择电路包括第一压控选择电路以及第二压控选择电路；VGA电路包括第一VGA电路、第二VGA电路以及第三VGA电路；解调电路包括数据调制电路、信号解算电路以及微处理器；其中：数据调制电路包括第一数据调制电路以及第二数据调制电路；信号解算电路包括第一信号解算电路以及第二信号解算电路；陀螺X轴方向上的输出信号经过第三机电接口传输至第一数据调制电路；陀螺Y轴方向上的输出信号经过第四机电接口传输至第二数据调制电路；第六机电接口接收陀螺X轴方向和Y轴方向的混合信号，并将该混合信号输出至第一数据调制电路和第二数据调制电路；第一数据调制电路将信号传输至第一信号解算电路；第二数据调制电路将信号传输至第二信号解算电路；第九至第十二机电接口分是经过解调电路后得到的数值，具体为：第一信号解算电路得到的X轴方向上的同相信号以及正交信号两路输出信号，分别连接至第九机电接口和第十机电接口，并经由第一ADC电路输出到微处理器之中；第二信号解算电路得到的Y轴方向上的同相信号以及正交信号两路输出信号，分别连接至第十二机电接口和第十一机电接口，并经由第二ADC电路输出至微处理器之中；微处理器输出的X轴和Y轴的同相信号之和通过第十三机电接口输出；微处理器输出的X轴和Y轴的正交信号之和通过第十四机电接口输出；微处理器输出的调谐电压控制信号通过第八机电接口输出；微处理器输出的DS选择信号通过第七机电接口输出；第九机电接口和第十二机电接口的输出信号分别连接至第一加法器并相加，第十机电接口和第十一机电接口的输出信号分别连接至第二加法器并相加；第一加法器以及第二加法器的输出端分别连接至第一压控选择电路上；第十三机电接口以及第十四机电接口分别连接至第二压控选择电路上；第七机电接口分别与第一压控选择电路以及第二压控选择电路相连，微处理器通过第七机电接口输出DS选择信号进行第一压控选择电路和第二压控选择电路选择；第一压控选择电路和第二压控选择电路分别与锁相环电路相连；其中，第一压控选择电路和第二压控选择电路分别输出不同的锁相环电路控制信号；第一VGA电路和第二VGA电路将第一压控选择电路控制的锁相环电路输出进行增益放大，并分别接至第一机电接口和第二机电接口进行输出；第三VGA电路将第二压控选择电路控制的锁相环电路输出放大并输出至第五机电接口。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国海洋大学 一种MEMS陀螺接口电路及调制方法

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