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振动式微机械陀螺驱动控制电路研究
  • ISSN号:1004-1699
  • 期刊名称:传感技术学报
  • 时间:0
  • 页码:2230-2233
  • 语言:中文
  • 分类:TN911.71[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:[1]西北工业大学微/纳米系统实验室,西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金资助(50505038)
  • 相关项目:高精度微机械陀螺的“虚拟/灵巧”实现方法
中文摘要:

本文分析了微机械陀螺检测灵敏度和驱动信号频率和幅度的关系,在此基础上提出了一种振动式微机械陀螺驱动控制环路方案并给出了相应的电路实现方法.它利用陀螺谐振时驱动信号和驱动模态位移信号具有900相位差这一特性,采用锁相方式完成驱动轴的稳频控制,恒幅控制环节则采用半波整流电路及后续的直流电压调整电路实现,从而完成了对驱动轴的锁相和恒幅双环路控制,保证了陀螺驱动轴的谐振和振幅恒定,有效的提高了陀螺的灵敏度和标度因子的稳定性.最后针对音叉电容式微机械陀螺进行的开闭环对比实验证明,添加控制环路的检测电路零偏稳定性提高了10倍左右.

英文摘要:

Based on the mechanical model of the MEMS vibratory gyroscope, the relationships between the driving signal and the gyro sensitivity are derived. It shows that in order to obtain a high sensitivity and low drift, the gyroscope must be working in resonance condition, and the amplitude of driving signal must be constant. For these considerations, a driving circuit with phase locked loop and constant amplitude loop is described. In resonance condition, the driving signal and the driving mode displacement signal are in phase-quadrature. Using this characteristic this paper adopts phase locked loop to adjust the frequency of the driving signal in accordance with the difference of the natural frequency in the driving mode. The constant amplitude loop utilizes half-wave rectification circuit and DC voltage adjustment circuit to keep the driving signal constant. The experiment shows that, with the phase locked loop and constant amplitude control, the driving circuit reduces the output noise, improves the gyro sensitivity and the stability of scale factor.

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期刊信息
  • 《传感技术学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:东南大学 中国微米纳米技术学会
  • 主编:黄庆安
  • 地址:南京市四牌楼2号
  • 邮编:210096
  • 邮箱:dzcg-bjb@163.com
  • 电话:025-83794925
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-1699
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1322/TN
  • 邮发代号:28-366
  • 获奖情况:
  • 2011-2012年获中国科技论文在线优秀期刊一等奖,2012年获第四届中国高校优秀科技期刊奖,2011年获中国精品科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:18030