CN102109345A - 微机械陀螺数字信号处理方法与装置 - Google Patents

微机械陀螺数字信号处理方法与装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102109345A
CN102109345A CN 201010583404 CN201010583404A CN102109345A CN 102109345 A CN102109345 A CN 102109345A CN 201010583404 CN201010583404 CN 201010583404 CN 201010583404 A CN201010583404 A CN 201010583404A CN 102109345 A CN102109345 A CN 102109345A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
digital
frequency
drive
angular velocity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 201010583404
Other languages
English (en)
Other versions
CN102109345B (zh
Inventor
谢元平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN 201010583404 priority Critical patent/CN102109345B/zh
Publication of CN102109345A publication Critical patent/CN102109345A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102109345B publication Critical patent/CN102109345B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

一种微机械陀螺数字信号处理方法与装置,主要包括数字信号处理器、直接数字频率合成器、数字锁相环、模数转换器。频率合成器输出频率、幅度可控的正弦驱动信号。驱动反馈信号与角速度读出信号由模数转换器同步转换,转换的频率为驱动信号频率的整数倍,采样时间长度为驱动信号周期的整数倍。数字信号处理器将采样数据与固定的正、余弦系数相乘并累加解算出输入角速度与正交误差,以及驱动反馈信号的相位与幅度,利用相位参数调整驱动信号频率使其跟随陀螺谐振频率。利用幅度参数调整驱动信号幅度使振动幅度恒定。本发明实现了微机械陀螺驱动与角速度解调的数字化,结构简单、解算精度高,易于批量生产和移植。

Description

微机械陀螺数字信号处理方法与装置
技术领域
本发明涉及微电子机械系统领域,特指一种微机械陀螺数字信号处理方法与装置,用于振动式微机械陀螺驱动回路的控制以及输入角速度的解调输出。
背景技术
微机械陀螺具有体积小、重量轻、价格低等优点,广泛应用于汽车、飞行器稳定控制、武器系统导航制导、微卫星姿态控制等领域。基于科氏力效应工作原理的振动式微机械陀螺的共同特点是有相互垂直的两个振动方向,即驱动振动方向和科氏力作用下的敏感振动方向。其工作原理是驱动微陀螺的惯性质量在驱动轴向产生振动,如果有敏感轴向的输入角速度,在科氏力的作用下,惯性质量将在检测轴向产生振动,测量该振动信号就能够从中解调出输入角速度。
为使陀螺正常工作,需要驱动轴驱动电路和敏感轴检测电路。驱动轴驱动电路提供稳定的驱动轴等幅振动。敏感轴检测电路则利用驱动电路提供的同频参考信号对角速度读出信号进行相干解调,得到角速度输出。
驱动电路可以采用开环方式或闭环方式,开环方式直接由信号发生器输出频率等于驱动轴谐振频率的正弦波,该方法产生的驱动信号频谱纯,干扰小。但是由于谐振频率随温度等参数变化,开环方式很难跟随谐振频率变化,导致陀螺灵敏度和比例因子不稳定。现有的闭环驱动方式一般采用自激振荡加自动增益控制实现。自激振荡可以自动跟踪谐振频率,自动增益控制使驱动轴振动幅度恒定。陀螺往往有几个频率很接近的谐振模式,而常规的自激振荡输出频谱并不是很纯,容易激发这些谐振模式。为了工作在所需要的最佳谐振模式上,现有技术是在电路中加入窄带滤波器或锁相环。窄带滤波器参数易随环境变化,中心频率很难与谐振频率保持一致。锁相环相当于中心频率跟随谐振频率的窄带滤波器,有很好的滤波效果,但一般锁相环的数字方波输出具有丰富的高次谐波,很容易激发陀螺的高阶谐振模式,从而干扰所需要的振动模式。同时,方波驱动导致的电流、电压尖峰干扰混入角速度读出信号后很难通过传统的滤波方法消除。为使自激振荡电路工作在谐振频率,需加入移相电路,模拟移相电路很难实现精确移相,且参数随温度、时间变化。
敏感轴检测电路利用驱动电路提供的同频参考信号经相移后对读出信号进行相干解调,得到角速度输出。现有的方法大多采用模拟电路实现,包括模拟乘法器或开关乘法器与滤波器、移相器等,此类电路具有线性度差、动态范围小、温漂大,调试困难等缺点。现有的数字检测方法很难准确测量角速度信号与正交误差信号。
发明内容
本发明的目的是:克服现有技术的不足,采用数字信号处理技术实现微机械陀螺驱动回路的控制以及输入角速度的解调输出,改善陀螺性能,增加系统灵活性,提供一种结构简单紧凑、易于批量生产和移植的高性能、高集成度微机械陀螺数字信号处理方法与装置。
为实现本发明而采用的技术解决方案是:
一种微机械陀螺数字信号处理方法与装置,包括:
驱动轴驱动信号的产生与控制:直接数字频率合成器输出正弦波信号驱动微机械陀螺,驱动反馈输出经模数转换器同步转换,转换的频率为驱动信号频率的整数倍,采样时间长度为驱动信号周期的整数倍,数字信号处理器解算驱动反馈信号的相位与幅度,利用相位参数调整直接数字频率合成器输出信号频率使其跟随陀螺谐振频率。利用幅度信息调整直接数字频率合成器输出信号的幅度使微机械陀螺振动幅度恒定。
角速度检测与误差处理:敏感轴角速度读出信号经模数转换器同步转换,转换的频率为驱动信号频率的整数倍,采样时间长度为驱动信号周期的整数倍,数字信号处理器解算出同相角速度信号与正交误差信号,角速度信号由数模转换器转换为模拟信号输出或经RS232、RS422数字输出。正交误差信号则可用于微机械陀螺的进一步处理。
数字信号处理器采用特殊的数字相干解调算法解算驱动反馈信号的相位与幅度、同相角速度信号与正交误差信号,其特殊性在于以驱动信号频率的整数倍对驱动反馈信号、角速度读出信号进行同步采样,采样时间长度为驱动信号周期的整数倍,同时参考信号是预先存储的正、余弦系数。基于同步整周期采样的数字相干解调算法简单、无频谱泄漏,解算精度高。
本发明的优点在于:
1、采用直接数字频率合成技术生成的驱动信号频谱纯,频率分辨率高,干扰小,降低了对模拟滤波器的要求,实现容易;
2、采用特殊的数字相干解调算法解算驱动轴的振动幅度、相位,以及输入角速度及陀螺正交误差,算法简单,解算精度高;
3、采用数字信号处理器和直接数字频率合成技术实现了对谐振频率的数字跟踪和驱动信号幅度的稳定,在系统配置最简化的同时可保证陀螺工作在所需要的最佳谐振模式上。
4、利于锁相环倍频后产生的时钟信号驱动模数转换器对驱动反馈信号与角速度读出信号进行整周期采样和解算,无频谱泄漏,提高了解算精度。
5、采用数字信号处理技术大幅度减小了模拟电路,结构简单紧凑、处理功能强、便于实现复杂的控制算法,易于批量生产和移植到各种类型的振动式微机械陀螺。
附图说明
图1为本发明的组成结构框图
图2为本发明的信号处理主程序流程图
图3为本发明的数据采集中断处理子程序流程图
具体实施方式
以下将结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步详细说明。
如图1所示,本发明微机械陀螺数字信号处理装置主要包括数字信号处理器1、直接数字频率合成器2,数字锁相环3、模数转换器4、低通滤波器与抖动驱动电路5、驱动反馈信号调理电路6、角速度读出信号调理电路7、数模转换与低通滤波器8。数字信号处理器1可以是能完成本发明所述信号处理的单片机、DSP、FPGA或ASIC芯片。直接数字频率合成器2可以采用但并不限于Analog Device的AD9952。AD9952内含14位DAC,能够输出频率和幅度、相位可调的纯正弦波,幅度、相位调制分辨率为14位。在10MHz时钟频率下,输出信号频率范围0~5MHz,分辨率为0.002Hz。AD9952在数字信号处理器1的控制下输出正弦驱动信号:
Vd(t)=Vdsin(2πfdt)                            (1)
其中Vd为驱动电压幅值;fd为驱动信号频率,与驱动轴谐振频率fdr相等或接近以保证陀螺的灵敏度。
对于振动式微机械陀螺,驱动轴加驱动电压后会产生振动,振动的大小可由驱动反馈信号检测。同时,敏感轴会有正比于角速度的调幅信号输出,测量该信号的幅度就可解调出输入角速度。驱动反馈信号经调理电路6放大、滤波(对有高频载波的微机械陀螺,调理电路6还包括模拟一次解调)后输出:
VF(t)=VFsin(2πfdt-θd)                    (2)
其中VF可作为振动幅度指示;θd为驱动反馈输出相对驱动输入的相移,当驱动信号频率fd与谐振频率fdr之差(fd-fdr)固定(例如驱动信号频率与谐振频率相等)时,相移θd为常值,可在陀螺生产、标定过程中确定。
敏感轴角速度读出信号中包含同相信号分量与正交误差信号分量,同相稳态输出为一调幅信号,其载波频率等于驱动信号频率fd,幅度与输入角速度Ω、振动幅度成正比。正交误差信号由机械耦合等因素造成,与包含角速度信息的同相信号相差90°。角速度读出信号经调理电路7放大、滤波(对有高频载波的微机械陀螺,调理电路7还包括模拟一次解调)输出:
Vs(t)=SF[Ωsin(2πfdt-θs)+Ecos(2πfdt-θs)]            (3)
其中,SF·Ω·sin(2πfdt-θs)为同相信号,SF·E·cos(2πfdt-θs)为正交误差信号;SF为陀螺灵敏度系数,与驱动轴振动幅度成正比;θs为同相信号相对驱动输入的相移,当驱动信号频率fd与谐振频率fdr之差(fd-fdr)固定时,相移θs为常值,可在陀螺生产、标定过程中确定。
直接数字频率合成器2输出的正弦信号同时经数字锁相环3进行N倍频后产生频率为fNd=N×fd的时钟信号驱动模数转换器4对驱动反馈信号VF(t)与角速度读出信号Vs(t)进行转换。
N为大于2的整数,因此N个连续采样刚好为一驱动信号周期。本发明以N=16为例,对信号处理过程做进一步详细说明。在数字信号处理器1内部预先存储数字相干解调用的正、余弦系数作为参考信号:
sin[i]=sin(2π/16×i-θs0)                        (4)
cos[i]=cos(2π/16×i-θs0)
其中,i=0,...15,θs0为陀螺生产、标定时的θs
对驱动反馈VF(t)与读出信号Vs(t)的每一个采样点VF(n)、Vs(n),进行数字相干解调算法:
V FI = V FI + sin [ i ] · V F ( n ) V FQ = V FQ + cos [ i ] · V F ( n ) V sI = V sI + sin [ i ] · V s ( n ) V sQ = V sQ + cos [ i ] · V s ( n ) ( i = n mod 16 ) - - - ( 5 )
其中,VFI、VFQ分别为驱动反馈信号的同相分量、正交分量;VsI、VsQ分别为读出信号的同相分量、正交分量。VFI、VFQ、VsI、VsQ累加的时间τ(采样时间长度)可根据陀螺输出带宽fBW来决定,且为驱动信号周期的整数倍。如需要的陀螺角速度输出更新频率fBW为1000Hz,驱动信号频率为10kHz,则τ=1ms,τ时间内信号整周期数M=10。这种整周期采样方法可防止数字信号处理中的频谱泄漏问题,提高解算精度。
对于10kHz驱动信号频率,每秒需执行N×fd×4=16×10×103×4=640K次乘法与加法,一般的数字信号处理器都可以完成该算法。可以进一步简化数字锁相检测算法。将时间τ内每个周期对应位置上的点先相加得到V[i]、V[i],i=0,...15,然后进行简化的相干解调算法:
V FI = Σ i = 0 15 sin [ i ] · V Fτ ( i ) V FQ = Σ i = 0 15 cos [ i ] · V Fτ [ i ] V sI = Σ i = 0 15 sin [ i ] · V sτ [ i ] V sQ = Σ i = 0 15 cos [ i ] · V sτ [ i ] - - - ( 6 )
这样对于1000Hz的陀螺角速度更新频率,每秒所需要的乘法次数为N×4×1/τ=16×4×1000=64K,相比算法简化前大大减少。
驱动反馈信号的幅度VF、相位θd可由VFI、VFQ计算得到。
V F = k 1 V FI 2 + V FQ 2
&theta; d = &theta; s 0 - tan - 1 ( V FQ / V FI ) V FI &GreaterEqual; 0 &theta; s 0 - &pi; - tan - 1 ( V FQ / V FI ) V FI < 0 - - - ( 7 )
其中k1为系统常数,可由计算或标定得到。
解算得到的相位θd如与谐振时驱动反馈相对驱动输入的相移θd0d0可在标定过程中确定)不相等,则由数字信号处理器1更改直接数字频率合成器2的频率控制字调整驱动信号频率,直至二者相等,此时陀螺工作在所需要的谐振频率上。在某些特殊情况下,也可控制θd与θd0相差一定值,使陀螺工作在谐振频率的附近,以获得合适的灵敏度与带宽。
解算得到的幅度VF如与参考幅度VF0不相等,则由数字信号处理器1更改直接数字频率合成器2的幅度控制字调整驱动信号幅度,直至二者相等,此时陀螺工作在所需要的振动幅度上。由于振动幅度随温度等环境参数变化缓慢,可在数字信号处理器1内使用简单的比例积分控制即可完成模拟自激振荡电路所需的自动增益控制电路功能。同时,可适当降低VFI、VFQ、VF、θd的更新频率,如降至100Hz,这样可以进一步减少计算量。
如果θs0设置适当,与读出信号相位θs值相同,则角速度Ω与正交误差E可分别由VsI、VsQ得到。
Ω=k2·VsI
E=k2·VsQ                                                 (8)
其中,k2为系统常数,可由标定得到。
可以各种陀螺形式输出角速度信息,如经过数模转换器8转换为模拟输出可用于平台稳定或姿态控制系统,也可以经RS422、RS232异步串行口数字输出。正交误差E可用于微机械陀螺的进一步控制。
在某些微机械陀螺系统中,正交误差可以忽略,而读出信号相位θs会在陀螺工作过程中偏离标定时的θs0,此时VsI=Ω/k2·cos(θs0s),按照标定时的常数k2计算得到的角速度Ω′=Ω·cos(θs0s)与真实角速度Ω有误差。类似振动幅度计算方法,可由
Figure BSA00000381697300051
计算得到角速度,以保证陀螺比例因子的稳定性。角速度的正负由VsI正负决定。
陀螺信号处理包括数据采集中断处理子程序和信号处理主程序,信号处理主程序流程如图2所示,数据采集中断处理子程序如图3所示。在数字信号处理器1内部或外部开辟A、B两块数据累加缓冲区,每块缓冲区长度2N以存储V[i][k]、V[i][k],i=0,...15表示每周16点,k=0,1表示缓冲区A、B。一缓冲区采集和累加M个整周期后开始后续计算,同时另一缓冲区开始数据采集、累加,这样可保证数据采集与处理并行进行,不丢失信息。
如图2所示,信号处理主程序流程:系统上电后,数字信号处理器首先进行初始化,禁止数据采集中断,将周期内采样点位置计数器i、整周期计数器j、缓冲区计数器k清0;缓冲区数据采集就绪标志FLAGA、FLAGB清0。其中,FLAGA、FLAGB为1表示相应的缓冲区数据采集就绪。初始化结束后在数字信号处理器的控制下直接数字频率合成器2输出正弦波驱动陀螺振动,输出正弦波信号的频率、幅度与陀螺正常工作时的谐振频率、幅度接近。然后开放中断,等待数据采集中断处理子程序采集、累加M个整周期的数据。当任一缓冲区数据采集就绪(FLAGA或FLAGB=1)时将缓冲区累加结果与预先存储好的正、余弦系数相乘相加,计算出VFI、VFQ、VsI、VsQ,并清除FLAGA或FLAGB。利用VFI、VFQ计算出驱动反馈信号的幅度VF、相位θd,数字信号处理器调整直接数字频率合成器2的频率控制字改变输出信号频率以使θd=θd0,调整直接数字频率合成器2的幅度控制字改变输出信号幅度以使VF=VF0。利用VsI、VsQ计算出角速度Ω与正交误差E。
数据采集中断处理子程序流程如图3所示:数字信号处理器响应中断进入数据采集中断处理子程序,将采样数据与相应的缓冲区结果累加,当M个整周期采集就绪后,置位数据采集就绪标志FLAGA或FLAGB,同时初始化另一缓冲区数据、缓冲区就绪标志和计数器i、j。缓冲区A、B交替工作,数据采集与处理并行进行,避免丢失信息。
图1所示的实施例中,驱动反馈信号与角速度读出信号各自使用独立的模数转换器。作为本发明的另一可选实施例,驱动反馈信号与角速度读出信号可经二选一模拟开关切换后再由同一个模数转换器转换。锁相环输出的采样时钟高、低电平分别选择驱动反馈信号与读出信号通过模拟开关,时钟的上升沿、下降沿分别启动模数转换器对驱动反馈信号与读出信号转换,同时数据采集中断处理子程序在相应的边沿读取结果。这样在锁相环频率不变的情况下,驱动反馈信号与角速度读出信号的采样频率仍为N×fd。模数转换器5、数模转换器8和模拟开关可以独立于数字信号处理器1,也可以集成在数字信号处理器1内部。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种微机械陀螺数字信号处理装置,其特征在于:包括:
数字信号处理器(1)用于信号解算与控制;
直接数字频率合成器(2)输出正弦信号,经低通滤波器与抖动驱动电路(5)滤波、放大后驱动陀螺振动轴;
数字锁相环(3)对驱动信号进行整数倍频生成与驱动信号同步的模数转换与数据中断采集时钟;
模数转换器(4)对驱动反馈信号、角速度读出信号进行模数转换,转换后的数据由数字信号处理器处理;
驱动反馈信号调理电路(6)对驱动反馈信号进行放大、滤波;
角速度读出信号调理电路(7)对读出信号进行放大、滤波;
数模转换与低通滤波器(8)以模拟形式输出角速度信息。
2.一种微机械陀螺角速度与正交误差的数字相干解调算法,其特征在于步骤为:
(1)在数字信号处理器内部预先存储用于解调用的正、余弦系数;
(2)以驱动信号频率的整数倍频采样角速度读出信号,采样时间长度为驱动信号周期的整数倍;
(3)正、余弦系数与采样数据相乘并累加得到角速度读出信号的同相分量和正交分量;
(4)根据同相分量和正交分量得到输入角速度、正交误差。
3.一种微机械陀螺驱动幅度、相位的数字相干解调算法,其特征在于步骤为:
(1)在数字信号处理器内部预先存储用于解调用的正、余弦系数;
(2)以驱动信号频率的整数倍频采样陀螺驱动反馈信号,采样时间长度为驱动信号周期的整数倍;
(3)正、余弦系数与采样数据相乘并累加得到驱动反馈信号的同相分量和正交分量;
(4)根据同相分量和正交分量得到驱动反馈信号的幅度、相位。
4.根据权利要求2或3的简化的微机械陀螺数字相干解调算法,其特征在于:
将采样时间长度内每个信号周期对应位置上的点先相加,然后与正、余弦系数相乘相加得到驱动反馈信号、角速度读出信号的同相分量和正交分量。
5.根据权利要求1或3或4的微机械陀螺驱动信号产生与控制,其特征在于步骤为:
(1)直接数字频率合成器产生微机械陀螺驱动轴正弦驱动信号;
(2)数字信号处理器利用解算出的驱动反馈信号相位调整直接数字频率合成器输出频率使陀螺工作在所需要的谐振频率上;
(3)数字信号处理器利用解算出的驱动反馈信号幅度进行比例积分控制,并调整直接数字频率合成器输出幅度使陀螺振动轴以所需要的幅度稳定振荡。 
CN 201010583404 2010-12-13 2010-12-13 微机械陀螺数字信号处理方法与装置 Expired - Fee Related CN102109345B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010583404 CN102109345B (zh) 2010-12-13 2010-12-13 微机械陀螺数字信号处理方法与装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010583404 CN102109345B (zh) 2010-12-13 2010-12-13 微机械陀螺数字信号处理方法与装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102109345A true CN102109345A (zh) 2011-06-29
CN102109345B CN102109345B (zh) 2012-12-12

Family

ID=44173565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010583404 Expired - Fee Related CN102109345B (zh) 2010-12-13 2010-12-13 微机械陀螺数字信号处理方法与装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102109345B (zh)

Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102607546A (zh) * 2012-03-06 2012-07-25 中国人民解放军国防科学技术大学 用于微机械陀螺的正交误差处理方法及装置
CN102692221A (zh) * 2012-03-07 2012-09-26 上海交通大学 微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路
CN102749090A (zh) * 2012-07-25 2012-10-24 浙江大学 一种降低光纤陀螺温度漂移的方法
CN103162679A (zh) * 2013-03-06 2013-06-19 莫冰 一种基于乘法消除微机械陀螺同相误差系统及方法
CN103363983A (zh) * 2012-04-05 2013-10-23 快捷半导体(苏州)有限公司 用于机械振幅驱动的mems设备自动增益控制回路
CN103697881A (zh) * 2013-12-27 2014-04-02 北京航天时代光电科技有限公司 一种高可靠冗余型四轴光纤陀螺惯测装置
CN103884370A (zh) * 2014-03-25 2014-06-25 北京航天控制仪器研究所 一种基于可编程drc的轴角转换测试系统
CN104390637A (zh) * 2014-11-18 2015-03-04 中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心 一种小型化耐高过载数字式mems陀螺仪传感器
CN104848847A (zh) * 2014-02-19 2015-08-19 无锡华润上华半导体有限公司 一种陀螺仪传感器控制电路和电子装置
WO2015197030A1 (zh) * 2014-06-26 2015-12-30 无锡华润上华半导体有限公司 校正陀螺仪传感器驱动幅度的方法和系统
CN105258689A (zh) * 2015-10-19 2016-01-20 北京航天控制仪器研究所 一种数字陀螺仪信号控制处理系统
US9246018B2 (en) 2010-09-18 2016-01-26 Fairchild Semiconductor Corporation Micromachined monolithic 3-axis gyroscope with single drive
US9278846B2 (en) 2010-09-18 2016-03-08 Fairchild Semiconductor Corporation Micromachined monolithic 6-axis inertial sensor
US9278845B2 (en) 2010-09-18 2016-03-08 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS multi-axis gyroscope Z-axis electrode structure
US9352961B2 (en) 2010-09-18 2016-05-31 Fairchild Semiconductor Corporation Flexure bearing to reduce quadrature for resonating micromachined devices
CN105716597A (zh) * 2016-01-26 2016-06-29 上海交通大学 采用dsp与fpga的微半球谐振陀螺控制及信号检测系统和方法
CN105716596A (zh) * 2016-01-26 2016-06-29 上海交通大学 压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统
US9444404B2 (en) 2012-04-05 2016-09-13 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS device front-end charge amplifier
US9488693B2 (en) 2012-04-04 2016-11-08 Fairchild Semiconductor Corporation Self test of MEMS accelerometer with ASICS integrated capacitors
CN106289213A (zh) * 2016-08-18 2017-01-04 上海交通大学 一种分立与环形双电极分布式全角度控制系统
CN106370171A (zh) * 2016-08-18 2017-02-01 上海交通大学 一种双分立电极分布式全角度信号控制系统
US9625272B2 (en) 2012-04-12 2017-04-18 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS quadrature cancellation and signal demodulation
US9644963B2 (en) 2013-03-15 2017-05-09 Fairchild Semiconductor Corporation Apparatus and methods for PLL-based gyroscope gain control, quadrature cancellation and demodulation
US9802814B2 (en) 2012-09-12 2017-10-31 Fairchild Semiconductor Corporation Through silicon via including multi-material fill
CN107367271A (zh) * 2016-05-11 2017-11-21 株式会社村田制作所 用于微机电陀螺仪的数字控制器
US9835647B2 (en) 2014-03-18 2017-12-05 Fairchild Semiconductor Corporation Apparatus and method for extending analog front end sense range of a high-Q MEMS sensor
CN107504964A (zh) * 2017-09-22 2017-12-22 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 自时钟数字式微机械陀螺∑△m闭环检测电路系统
US9856132B2 (en) 2010-09-18 2018-01-02 Fairchild Semiconductor Corporation Sealed packaging for microelectromechanical systems
US10060757B2 (en) 2012-04-05 2018-08-28 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS device quadrature shift cancellation
US10065851B2 (en) 2010-09-20 2018-09-04 Fairchild Semiconductor Corporation Microelectromechanical pressure sensor including reference capacitor
CN109029409A (zh) * 2018-06-15 2018-12-18 浙江大学 一种可调谐栅结构微机械陀螺中的参量放大方法及其装置
CN109084742A (zh) * 2018-06-15 2018-12-25 东南大学 基于谐振频率的硅微陀螺仪最优解调相角数字补偿方法
CN111780736A (zh) * 2020-05-28 2020-10-16 深迪半导体(上海)有限公司 微机械结构驱动幅度校正系统及方法
CN111928836A (zh) * 2020-07-16 2020-11-13 北京控制工程研究所 一种适用于mems陀螺宽q值变化的系统及锁频启动方法
CN113390401A (zh) * 2020-03-12 2021-09-14 精工爱普生株式会社 物理量检测电路、物理量传感器及物理量检测电路的工作方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5893054A (en) * 1993-09-07 1999-04-06 Boeing North American, Inc. Amplitude detection and automatic gain control of a sparsely sampled sinusoid by computation including a hilbert transform
CN1692270A (zh) * 2002-11-20 2005-11-02 Bae系统公共有限公司 测量振动结构陀螺仪中比例系数变动的方法和设备
US20070234803A1 (en) * 2003-10-27 2007-10-11 Udo-Martin Gomez Yaw Rate Sensor
CN101382425A (zh) * 2008-09-26 2009-03-11 北京航空航天大学 一种微机械陀螺自激驱动与解调装置
JP2010133804A (ja) * 2008-12-03 2010-06-17 Hitachi Automotive Systems Ltd 角速度検出装置
CN101900554A (zh) * 2010-06-24 2010-12-01 西北工业大学 一种多表头陀螺数字化驱动及检测方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5893054A (en) * 1993-09-07 1999-04-06 Boeing North American, Inc. Amplitude detection and automatic gain control of a sparsely sampled sinusoid by computation including a hilbert transform
CN1692270A (zh) * 2002-11-20 2005-11-02 Bae系统公共有限公司 测量振动结构陀螺仪中比例系数变动的方法和设备
US20070234803A1 (en) * 2003-10-27 2007-10-11 Udo-Martin Gomez Yaw Rate Sensor
CN101382425A (zh) * 2008-09-26 2009-03-11 北京航空航天大学 一种微机械陀螺自激驱动与解调装置
JP2010133804A (ja) * 2008-12-03 2010-06-17 Hitachi Automotive Systems Ltd 角速度検出装置
CN101900554A (zh) * 2010-06-24 2010-12-01 西北工业大学 一种多表头陀螺数字化驱动及检测方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《计算机测量与控制》 20071231 李志新等 微石英音叉陀螺的方波驱动及解调电路研究 第613-615页 1,5 第15卷, 第5期 2 *

Cited By (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9856132B2 (en) 2010-09-18 2018-01-02 Fairchild Semiconductor Corporation Sealed packaging for microelectromechanical systems
US9352961B2 (en) 2010-09-18 2016-05-31 Fairchild Semiconductor Corporation Flexure bearing to reduce quadrature for resonating micromachined devices
US9278845B2 (en) 2010-09-18 2016-03-08 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS multi-axis gyroscope Z-axis electrode structure
US9278846B2 (en) 2010-09-18 2016-03-08 Fairchild Semiconductor Corporation Micromachined monolithic 6-axis inertial sensor
US10050155B2 (en) 2010-09-18 2018-08-14 Fairchild Semiconductor Corporation Micromachined monolithic 3-axis gyroscope with single drive
US9246018B2 (en) 2010-09-18 2016-01-26 Fairchild Semiconductor Corporation Micromachined monolithic 3-axis gyroscope with single drive
US10065851B2 (en) 2010-09-20 2018-09-04 Fairchild Semiconductor Corporation Microelectromechanical pressure sensor including reference capacitor
CN102607546B (zh) * 2012-03-06 2014-09-17 中国人民解放军国防科学技术大学 用于微机械陀螺的正交误差处理方法及装置
CN102607546A (zh) * 2012-03-06 2012-07-25 中国人民解放军国防科学技术大学 用于微机械陀螺的正交误差处理方法及装置
CN102692221B (zh) * 2012-03-07 2015-10-28 上海交通大学 微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路
CN102692221A (zh) * 2012-03-07 2012-09-26 上海交通大学 微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路
US9488693B2 (en) 2012-04-04 2016-11-08 Fairchild Semiconductor Corporation Self test of MEMS accelerometer with ASICS integrated capacitors
US10060757B2 (en) 2012-04-05 2018-08-28 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS device quadrature shift cancellation
CN103363983A (zh) * 2012-04-05 2013-10-23 快捷半导体(苏州)有限公司 用于机械振幅驱动的mems设备自动增益控制回路
US9618361B2 (en) 2012-04-05 2017-04-11 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS device automatic-gain control loop for mechanical amplitude drive
US9444404B2 (en) 2012-04-05 2016-09-13 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS device front-end charge amplifier
CN103363983B (zh) * 2012-04-05 2018-01-12 快捷半导体(苏州)有限公司 用于机械振幅驱动的mems设备自动增益控制回路
US9625272B2 (en) 2012-04-12 2017-04-18 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS quadrature cancellation and signal demodulation
CN102749090A (zh) * 2012-07-25 2012-10-24 浙江大学 一种降低光纤陀螺温度漂移的方法
CN102749090B (zh) * 2012-07-25 2015-01-14 浙江大学 一种降低光纤陀螺温度漂移的方法
US9802814B2 (en) 2012-09-12 2017-10-31 Fairchild Semiconductor Corporation Through silicon via including multi-material fill
CN103162679A (zh) * 2013-03-06 2013-06-19 莫冰 一种基于乘法消除微机械陀螺同相误差系统及方法
CN103162679B (zh) * 2013-03-06 2015-07-22 莫冰 一种基于乘法消除微机械陀螺同相误差系统及方法
US9644963B2 (en) 2013-03-15 2017-05-09 Fairchild Semiconductor Corporation Apparatus and methods for PLL-based gyroscope gain control, quadrature cancellation and demodulation
CN103697881A (zh) * 2013-12-27 2014-04-02 北京航天时代光电科技有限公司 一种高可靠冗余型四轴光纤陀螺惯测装置
CN103697881B (zh) * 2013-12-27 2016-09-21 北京航天时代光电科技有限公司 一种高可靠冗余型四轴光纤陀螺惯测装置
CN104848847A (zh) * 2014-02-19 2015-08-19 无锡华润上华半导体有限公司 一种陀螺仪传感器控制电路和电子装置
CN104848847B (zh) * 2014-02-19 2017-11-03 无锡华润上华科技有限公司 一种陀螺仪传感器控制电路和电子装置
US9835647B2 (en) 2014-03-18 2017-12-05 Fairchild Semiconductor Corporation Apparatus and method for extending analog front end sense range of a high-Q MEMS sensor
CN103884370B (zh) * 2014-03-25 2016-06-01 北京航天控制仪器研究所 一种基于可编程drc的轴角转换测试系统
CN103884370A (zh) * 2014-03-25 2014-06-25 北京航天控制仪器研究所 一种基于可编程drc的轴角转换测试系统
WO2015197030A1 (zh) * 2014-06-26 2015-12-30 无锡华润上华半导体有限公司 校正陀螺仪传感器驱动幅度的方法和系统
CN105333886B (zh) * 2014-06-26 2018-04-06 无锡华润上华科技有限公司 校正陀螺仪传感器驱动幅度的方法和系统
US10466065B2 (en) 2014-06-26 2019-11-05 Csmc Technologies Fab2 Co., Ltd. Method and system for correcting driving amplitude of gyro sensor
US10782148B2 (en) 2014-06-26 2020-09-22 Csmc Technologies Fab2 Co., Ltd. Method and system for correcting driving amplitude of gyro sensor
CN105333886A (zh) * 2014-06-26 2016-02-17 无锡华润上华半导体有限公司 校正陀螺仪传感器驱动幅度的方法和系统
CN104390637A (zh) * 2014-11-18 2015-03-04 中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心 一种小型化耐高过载数字式mems陀螺仪传感器
CN105258689A (zh) * 2015-10-19 2016-01-20 北京航天控制仪器研究所 一种数字陀螺仪信号控制处理系统
CN105716596A (zh) * 2016-01-26 2016-06-29 上海交通大学 压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统
CN105716597A (zh) * 2016-01-26 2016-06-29 上海交通大学 采用dsp与fpga的微半球谐振陀螺控制及信号检测系统和方法
CN105716596B (zh) * 2016-01-26 2018-10-23 上海交通大学 压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统
CN105716597B (zh) * 2016-01-26 2018-12-18 上海交通大学 采用dsp与fpga的微半球谐振陀螺控制及信号检测系统和方法
CN107367271A (zh) * 2016-05-11 2017-11-21 株式会社村田制作所 用于微机电陀螺仪的数字控制器
CN106370171B (zh) * 2016-08-18 2020-01-07 上海交通大学 一种双分立电极分布式全角度信号控制系统
CN106370171A (zh) * 2016-08-18 2017-02-01 上海交通大学 一种双分立电极分布式全角度信号控制系统
CN106289213A (zh) * 2016-08-18 2017-01-04 上海交通大学 一种分立与环形双电极分布式全角度控制系统
CN106289213B (zh) * 2016-08-18 2020-01-07 上海交通大学 一种分立与环形双电极分布式全角度控制系统
CN107504964A (zh) * 2017-09-22 2017-12-22 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 自时钟数字式微机械陀螺∑△m闭环检测电路系统
CN109029409A (zh) * 2018-06-15 2018-12-18 浙江大学 一种可调谐栅结构微机械陀螺中的参量放大方法及其装置
CN109084742A (zh) * 2018-06-15 2018-12-25 东南大学 基于谐振频率的硅微陀螺仪最优解调相角数字补偿方法
CN109084742B (zh) * 2018-06-15 2022-04-26 东南大学 基于谐振频率的硅微陀螺仪最优解调相角数字补偿方法
CN113390401A (zh) * 2020-03-12 2021-09-14 精工爱普生株式会社 物理量检测电路、物理量传感器及物理量检测电路的工作方法
CN113390401B (zh) * 2020-03-12 2024-05-14 精工爱普生株式会社 物理量检测电路、物理量传感器及物理量检测电路的工作方法
CN111780736A (zh) * 2020-05-28 2020-10-16 深迪半导体(上海)有限公司 微机械结构驱动幅度校正系统及方法
CN111780736B (zh) * 2020-05-28 2022-03-08 深迪半导体(绍兴)有限公司 微机械结构驱动幅度校正系统及方法
CN111928836A (zh) * 2020-07-16 2020-11-13 北京控制工程研究所 一种适用于mems陀螺宽q值变化的系统及锁频启动方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102109345B (zh) 2012-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102109345B (zh) 微机械陀螺数字信号处理方法与装置
CN102686976A (zh) 角速度传感器
CN101968360B (zh) 一种钟形振子式角速率陀螺的电路系统
JP3816674B2 (ja) 慣性センサ用の信号処理システム
CN105258689A (zh) 一种数字陀螺仪信号控制处理系统
CN110631570B (zh) 一种用于提升硅微陀螺仪标度因数温度稳定性的系统和方法
JP2000513452A (ja) 振動構造ジャイロスコープ用デジタル制御システム
JP2016189515A (ja) 回路装置、電子機器及び移動体
CN109211275A (zh) 一种陀螺仪的零偏温度补偿方法
US8327705B2 (en) Frequency modulated micro-gyro signal processing method and device
Langfelder et al. Frequency modulated MEMS gyroscopes: Recent developments, challenges and outlook
CN113607151B (zh) 一种基于时分驱动和正交电对消的石英陀螺误差抑制方法
CN207095569U (zh) 振动结构陀螺仪的数字同步测控装置及系统
Fan et al. High performance MEMS disk gyroscope with force-to-rebalance operation mode
CN102506844A (zh) 谐振式微光学陀螺调制解调方法及装置
CN116558548A (zh) 一种高q值mems谐振器的稳定幅度控制系统
CN115655251A (zh) 用于谐振陀螺的数字频率跟踪和同步采样控制系统
RU2411522C1 (ru) Компенсационный акселерометр
CN111380561B (zh) 一种基于多参数融合的微机电陀螺标度因数补偿方法
KR20070078334A (ko) 링 레이저 자이로스코프의 각진동 제거 방법
RU2656119C2 (ru) Микромеханический гироскоп
JPH088413Y2 (ja) 速度軸まわりの物体の角回転速度を求める装置
CN116683871A (zh) 一种微机电陀螺的幅频控制驱动电路系统
JP2008058305A (ja) 駆動装置、物理量測定装置及び電子機器
Challoner et al. A new IMU with a digitally controlled PZT CVG

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20110629

Assignee: Hunan highland photoelectric science and Technology Development Co Ltd

Assignor: Xie Yuanping

Contract record no.: 2015430000021

Denomination of invention: Digital signal processing method and device for micro-mechanical gyroscope

Granted publication date: 20121212

License type: Exclusive License

Record date: 20150407

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121212

Termination date: 20181213