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双线振动硅微陀螺仪驱动电路研究与试验
| 论文题名： | 双线振动硅微陀螺仪驱动电路研究与试验 |
| 关键词： | 硅微陀螺仪;微惯性传感器;双线振动;驱动电路;闭环自激驱动 |
| 摘要： | 硅微陀螺仪是一种典型的微惯性传感器,它利用哥氏效应来测量输入角速度,属于振动式陀螺仪范畴。硅微陀螺仪具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高以及易于数字化和智能化等优点,在国民经济和国防军事领域具有重要的使用价值和广泛的应用前景。 本文以课题组自行设计的双线振动硅微机械陀螺仪为研究对象,深入分析和研究了陀螺仪闭环自激驱动电路中的关键电路模块,设计了几种不同的自激驱动电路方案,并进行了试验对比研究。本文的工作包括以下几个方面： (1)分析了双线振动硅微陀螺仪的动力学特性,推导得出了陀螺驱动模态和检测模态运动规律的数学表达式。 (2)重点研究了陀螺仪闭环自激驱动的原理。根据振动信号提取方式的不同,分析、比较并设计了无载波的信号提取方案和有载波的信号提取方案；根据驱动方式的不同,分析、比较并设计了双边驱动差分检测和单边驱动单边检测方案。 (3)分析和研究了闭环自激驱动电路中的关键电路模块。重点研究和设计了带自动增益控制的文氏桥载波发生电路,以及带通滤波器电路。对多重反馈型带通滤波器中心频率稳定性随Q值增大而恶化的现象进行了理论分析。 (4)对不加温度补偿和加温度补偿的文氏桥载波发生电路输出载波幅度的稳定性进行了温度试验对比。试验表明,温度补偿能明显提高全温范围内载波幅度的稳定性。对三种不同的闭环自激驱动电路进行了调试和试验。试验表明,在室温下,三种方案驱动幅度及频率稳定性相差不大,在全温范围内,有载波的两种驱动方案幅度稳定性要明显优于无载波驱动方案,而有载波双边驱动方案在全温范围内的频率跟踪特性要优于有载波单边驱动和无载波驱动方案。 |
| 作者： | 蒋昭兴 |
| 专业： | 精密仪器及机械 |
| 导师： | 李宏生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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