CN102692221A - 微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路，包括闭环锁相稳幅驱动电路以及与其连接的科氏力检测电路，其中科氏力检测电路包括第二电荷放大器电路、第三电荷放大器电路、第四电荷放大器电路、第二等幅调相电路、第一放大器电路、差分电路、乘法器电路、低通滤波电路，第二放大器电路组成。本发明能够为微固体模态陀螺提供恒幅且跟踪陀螺谐振频率的驱动信号，保证陀螺时刻都处于谐振状态，减小因谐振频率漂移或振动幅值波动带来的误差，可以有效地解决目前开环驱动检测电路中存在的问题，同时能有效检测到微固体陀螺上的检测点电荷，分辨出科氏力效应引起的电荷变化，因而有效的检测出微固体陀螺在旋转时产生的科氏力效应。

Description

微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路

技术领域

本发明涉及的微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路，具体是一种微固体模态陀螺频率跟踪与稳定驱动幅值的电路及科氏力感应信号检测电路。

背景技术

微固体模态陀螺采用压电材料作为驱动和检测部件，是一种新型的全固态MEMS微陀螺。不同于一般MEMS振动陀螺，微固体模态陀螺的惯性质量和弹性支撑结构融合在一起，因此具有抗过载、抗冲击能力强、工作谐振频率高、不需真空封装、启动时间短等优越特性，在消费电子产品、飞行器导航、智能炮弹与制导等领域具有广泛的应用前景。

微固体模态陀螺的驱动电路是其工作的一个重要环节，它产生的驱动信号要求具有良好的可靠性、稳定性和重复一致性。经对现有技术的文献检索发现，上海交通大学的吴校生等人在2009年Journal of Micromechanics&Microengineering期刊上发表了一篇论文，题为“压电式微固体模态陀螺的振动分析”，该论文的期刊编号是125008。文献中提到的微固体模态陀螺驱动电路采用的是开环驱动模式。在开环驱动控制中，首先对陀螺的工作振动模态谐振频率进行测量，然后在驱动电极上施加正弦驱动信号，驱动信号的频率与陀螺工作振动模态谐振频率相同。但是在实际工作中，当环境温度、湿度、气压等参数发生变化的时候，陀螺的工作振动模态谐振频率也会在一定范围内发生漂移。另外，由于制造误差或材料参数的微小差异，不同的陀螺个体的工作振动模态的谐振频率也不尽相同。开环驱动不能够自动检测陀螺的工作振动模态谐振频率，从而带来较大的测量误差。在现有电路中，当微固体模态陀螺谐振体受到外界冲击或电源电压波动等干扰时，驱动振动幅值会发生相应的冲击或波动，这些因素都会造成陀螺测量精度的不稳定。

本申请人在2011年申请了一项发明专利：微固体模态陀螺闭环锁相稳幅驱动电路，申请号为：201110400091.4，该专利申请中提出了一种闭环锁相稳幅驱动电路，电路由电荷放大器电路，锁相环电路，等幅调相电路，自动增益控制电路，正反向放大电路组成，在振动初始，闭环锁相稳幅驱动电路以自身固定的频率输出给陀螺，作为初始驱动信号，陀螺受驱动后将会输出和驱动信号有一定的相位差的参考信号经电荷放大器转换为电压信号，此信号分为两路，一路经过锁相环电路，一路经过自动增益控制电路，经过锁相环电路后输出信号经过等幅调相电路，再经过自动增益控制电路，自动增益控制电路输出信号是被调相到和参考信号提前π/2的相位，再分别经过正反向放大电路去驱动陀螺，经过瞬时修正，陀螺即达到谐振状态，其谐振时输入和输出相位差恒定为π/2，从而锁定了频率，此时整个闭环驱动系统稳定。

本发明在上述专利技术的基础上，进一步提出一种新型的角速度传感器，它利用压电质量块在特殊振动模态下的本征振动作为驱动振动,通过检测压电体极化方向上感应出的电压效应来获得外界相应方向上输入的角速度大小。

发明内容

本发明针对现有微固体模态陀螺驱动电路存在的不足，提出了一种微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路，能够为微固体模态陀螺提供陀螺谐振频率跟踪、恒幅的驱动信号，同时可以有效检测到科氏力感应信号，有效地解决了上述问题。

为实现上述目的，本发明提供一种微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路，该电路由两部分构成：闭环锁相稳幅驱动电路，以及与所述闭环锁相稳幅驱动电路连接的科氏力检测电路。

所述科氏力检测电路由第二电荷放大器电路、第三电荷放大器电路、第四电荷放大器电路、第二等幅调相电路、第一放大器电路、差分电路、乘法器电路、低通滤波电路、第二放大器电路等组成。微固体陀螺的两端检测点分别通过第三电荷放大器电路、第四电荷放大器电路，第三电荷放大器电路另一端连至第二等幅调相电路，第四电荷放大器电路另一端连至第一放大器电路，第二等幅调相电路另一端和第一放大器电路另一端分别连至差分电路的两端，差分电路另一端连至乘法器电路一端。微固体陀螺参考点连至第二电荷放大器电路，第二电荷放大器电路另一端连至乘法器电路另一端，乘法器电路输出端连至低通滤波器电路一端，低通滤波器电路另一端连至第二放大器电路一端，第二放大器电路输出端既可到得输出信号。

所述第三电荷放大器电路、第四电荷放大器电路可以有效的将压电体电荷大小转化为电压幅值。

所述第二等幅调相电路的作用是调节电路的输入与输出的相位差，调节相位范围为0至2π，而幅值增益不随调节相位变化变化，即其增益为1。

所述第一放大器电路和第二放大器电路可以有效地对各自的输入信号进行幅值大小的调节，或是放大或是缩小。

所述差分电路将陀螺检测端上两个振动检测电极的输出信号作相减处理，得到差分信号，陀螺在感应科氏力时，振动的两个检测电极的振幅由于受到科氏力影响，一个电极的振幅加大，另外一个振动电极的振幅减小，所增加或减少的大小与科氏力的大小成正比：ΔA*cos wt，用差分电路将此变化的差量给提取出来。

所述乘法器电路是将参考电极的信号Rcosw_bt与陀螺检测端上两个振动电极的输出信号的差量ΔA*cos wt作调制处理，即将信号ΔAcos w_at与信号Rcos w_bt作相乘：

ΔAcosw_at×Rcosw_bt

那么，对于同频的两路信号w_a=w_b=w，得到的结果即为ΔAR（cos wt）²起到倍频作用，那么，可以推断，此同频的两路信号若有固定的相位差ψ，即科氏力信号ΔA*cos wt与R*cos（wt+ψ）与之相乘，得到混频信号，有：

ΔA*cos wt*Rcos（wt+ψ）

=ΔAR*cos wt*cos（wt+ψ）

=ΔAR*（0.5*cos（ψ）+0.5*cos（ψ）*cos（2wt）-0.5sin（ψ）*sin（2wt））

所述低通滤波器电路将混频信号中的高频信号部分给滤除：ΔAR*（0.5*cos（ψ）+0.5*cos（ψ）*cos（2wt）-0.5sin（ψ）*sin（2wt）），由于ψ是定值，上式在经过低通滤波器后只留下信号量ΔAR*0.5*cos（ψ），此信号即为所要得到的信号。

本发明中，陀螺未旋转时，分别调节第一放大器电路的输出端幅值大小和第二等幅调相电路的输出端相位大小，使它们的信号在到达差分电路前时，幅值和相位相同。当陀螺旋转时，感应到科氏力信号后，由于科氏力造成的两端检测点的不等信号分别经过第三电荷放大器电路和第四电荷放大器电路，再分别经过差分电路后与同频恒幅信号相乘，此同频恒幅信号来源于第二电荷放大器电路输出端，乘后，可得到与科氏力大小成比例的直流信号与高频信号之和，此混合信号再经过低通滤波电路后即可滤掉高频成分，得到直流信号，此信号为科氏力感应出的信号，再经过第二放大器电路放大或缩小，起到调控科氏力效应信号的系数作用。本发明能够为微固体模态陀螺提供恒幅且跟踪陀螺谐振频率的驱动信号，保证陀螺时刻都处于谐振状态，减小因谐振频率漂移或振动幅值波动带来的误差，同时能有效检测到微固体陀螺上的检测点电荷，分辨出科氏力效应引起的电荷变化，因而有效的检测出微固体陀螺在旋转时产生的科式力效应。

本发明上述的闭环锁相稳幅驱动电路，即申请人已经申请的发明专利：微固体模态陀螺闭环锁相稳幅驱动电路，申请号为：201110400091.4，该电路是一种闭环驱动控制方式，电路由第一电荷放大器电路，锁相环电路，第一幅等幅调相电路，自动增益控制电路，正反向放大电路组成，在振动初始，闭环锁相稳幅驱动电路以自身固定的频率输出给陀螺，作为初始驱动信号，陀螺受驱动后将会输出和驱动信号有一定的相位差的参考信号经第一电荷放大器电路转换为电压信号，此信号分为两路，一路经过锁相环电路，一路经过自动增益控制电路，经过锁相环电路后输出信号经过第一等幅等幅调相电路，再经过自动增益控制电路，自动增益控制电路输出信号是被调相到和参考信号提前π/2的相位，再分别经过正反向放大电路去驱动陀螺，经过瞬时修正，陀螺即达到谐振状态，其谐振时输入和输出相位差恒定为π/2，从而锁定了频率，此时整个闭环驱动系统稳定。

所述闭环锁相稳幅驱动电路中，第一等幅等幅调相电路的作用是调节整个闭环锁相稳幅驱动电路的输入与输出的相位差为-π/2的相位差，增益为1。正向放大电路和反向放大电路均一端与自动增益控制器连接，另一端与微固体模态陀螺驱动电极连接，在所述自动增益控制器得到的恒幅驱动信号分别经过正向放大电路和反向放大电路之后加在陀螺的驱动电极上。

所述锁相环电路是由一个锁相芯片、低通滤波器组成，输入为正弦信号。在锁相环频率捕获范围内，锁相环输出信号将会和锁相环的输入信号频率一致，输出为方波，经过低通滤波器后转换为正弦波。在锁相环频率捕获范围外，输出频率与锁相环自身的固有频率一致，输出为正弦波。

所述锁相芯片为专用集成锁相芯片，可跟踪输入信号的频率。固有频率的设置可通过锁相芯片外围电容的大小来设置，在本发明中，将其设置为陀螺谐振频率以上的一定范围的值所对应的电容大小。

所述自动增益控制器是由一个可变增益放大器、放大电路、参考信号和检幅器组成的控制器。可变增益放大器的输出信号放大后经过检幅器，得到信号的振幅，再与参考电压比较，若检幅器输出高于参考信号幅值，则减小可变增益放大器增益；若检幅器输出低于参考信号幅值，则增大可变增益放大器增益，如此使得输出的信号幅值恒定，完成自动增益控制。

所述可变增益放大器为压控增益放大器，即电压作为控制信号调节放大器的增益。可变增益放大器是自动增益控制的核心部件，其作用等效于信号幅值控制器，通过闭环调节可变增益放大器的控制端来控制环路信号的幅值，使驱动信号的幅值恒定。

所述检幅器为峰值检波器，用于检测驱动信号的幅值，与参考信号比较之后控制VGA的增益。

本发明利用压电质量块在特殊振动模态下的本征振动作为驱动振动,通过检测压电体极化方向上感应出的电压效应来获得外界相应方向上输入的角速度大小，有效地解决了目前开环驱动电路中存在的问题，可检测出科氏力效应。

附图说明

图1为本发明一实施例总体原理图；

图2为本发明一实施例电荷放大电路原理图；

图3为锁相芯片及外围电路图；

图4为本发明一实施例第一等幅调相电路图；

图5为本发明一实施例自动增益控制电路和检幅器电路图；其中图a为自动增益控制电路图；图b为检幅器电路图；

图6为本发明一实施例正反向放大器电路图；其中：图a为正向放大器电路图；图b为反向放大器电路图；

图7为本发明一实施例第二电荷放大器电路图；

图8为本发明一实施例第三电荷放大器电路图；

图9为本发明一实施例第四电荷放大器电路图；

图10为本发明一实施例第二等幅调相电路图；

图11为本发明一实施例第一放大器电路图；

图12为本发明一实施例差分电路图；

图13为本发明一实施例乘法器示意图；其中：图a为乘法器原理图；图b为乘法器芯片AD734电路图；

图14为本发明一实施例低通滤波器电路图；

图15为本发明一实施例第二电路放大器电路图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本发明提供一种微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路，包括闭环锁相稳幅驱动电路，以及与所述闭环锁相稳幅驱动电路连接的科氏力检测电路。图1中：微固体模态陀螺1，第一电荷放大器电路2，锁相环电路3，第一等幅调相电路4，自动增益控制电路5，正向放大器电路6，第二电荷放大器电路7，第三电荷放大器电路8，第四电荷放大器电路9，第二等幅调相电路10，第一放大器电路11，差分电路12，乘法器电路13，低通滤波电路14，第二放大器电路15。

所述闭环锁相稳幅驱动电路包括第一电荷放大器2电路，锁相环电路3，第一幅等幅调相电路4，自动增益控制电路5，正反向放大电路6组成，在振动初始，闭环锁相稳幅驱动电路以自身固定的频率输出给陀螺，作为初始驱动信号，陀螺受驱动后将会输出和驱动信号有一定的相位差的参考信号经第一电荷放大器电路转换为电压信号，此信号分为两路，一路经过锁相环电路，一路经过自动增益控制电路，经过锁相环电路后输出信号经过第一等幅等幅调相电路，再经过自动增益控制电路，自动增益控制电路输出信号是被调相到和参考信号提前π/2的相位，再分别经过正反向放大电路去驱动陀螺，经过瞬时修正，陀螺即达到谐振状态，其谐振时输入和输出相位差恒定为π/2，从而锁定了频率，此时整个闭环驱动系统稳定。

其中，微固体模态陀螺1上下表面分别对称分布有两个驱动电极101、108，两个参考电极103、106和四个传感电极102、104、105、107（反面亦如此）。驱动电极101、108用于接收两幅值相等、相位相差180°的正弦驱动信号，使微固体模态陀螺1在驱动信号的作用下运动；参考电极103、106用于反映微固体模态陀螺1的运动情况，在闭环锁相稳幅驱动电路中用于陀螺信号的输出；传感电极102、104、105、107用于检测外加角速度的大小，在本实施例中不涉及。

从微固体模态陀螺1的参考电极103上获取的陀螺振动信号，首先通过电荷放大电路2的接收和增强。信号一路通过锁相环电路3进行捕获锁相；通过锁相环电路3的输出信号进入等幅调相电路4，再作为一路通过自动增益控制电路5。信号另一路直接接入自动增益控制电路5。自动增益控制电路5的输出经过正向放大和反向放大电路后加到陀螺1的两个驱动电极D1、D2上，最终可得到恒幅、陀螺谐振频率跟踪的正弦驱动信号，使整个闭环驱动系统稳定。

所述科氏力检测电路由第二电荷放大器电路7、第三电荷放大器电路8、第四电荷放大器电路9、第二等幅调相电路10、第一放大器电路11、差分电路12、乘法器电路13、低通滤波电路14、第二放大器电路15等组成。微固体陀螺的两端检测点分别通过第三电荷放大器电路、第四电荷放大器电路，第三电荷放大器电路另一端连至第二等幅调相电路，第四电荷放大器电路另一端连至第一放大器电路，第二等幅调相电路另一端和第一放大器电路另一端分别连至差分电路的两端，差分电路另一端连至乘法器电路一端。微固体陀螺参考点连至第二电荷放大器电路，第二电荷放大器电路另一端连至乘法器电路另一端，乘法器电路输出端连至低通滤波器电路一端，低通滤波器电路另一端连至第二放大器电路一端，第二放大器电路输出端既可到得输出信号。

陀螺未旋转时，分别调节第一放大器电路的输出端幅值大小和第二等幅调相电路的输出端相位大小，使它们的信号在到达差分电路前时，幅值和相位相同；当陀螺旋转时，感应到科氏力信号后，由于科氏力造成的两端检测点的不等信号分别经过第三电荷放大器电路和第四电荷放大器电路，再分别经过差分电路后与同频恒幅信号相乘，此同频恒幅信号来源于第二电荷放大器电路输出端，乘后，可得到与科氏力大小成比例的直流信号与高频信号之和，此混合信号再经过低通滤波电路后即可滤掉高频成分，得到直流信号，此信号为科氏力感应出的信号，再经过第二放大器电路放大或缩小，起到调控科氏力效应信号的系数作用。

在本发明中，图1上部为闭环锁相稳幅驱动电路，图1下部为科氏力检测电路，其中，闭环锁相稳幅驱动电路的陀螺参考极R1连至科氏力检测电路的第二电荷放大器电路，闭环锁相稳幅驱动电路的S2和S3连至科氏力检测电路的第三电荷放大器电路，闭环锁相稳幅驱动电路的S1和S4连至科氏力检测电路的第四电荷放大器电路。

如图2所示，为图1中第一电荷放大电路2的电路图，其作用主要体现在对于微固体模态陀螺1上电极输出信号的接收和增强。具体目的是增大输出信号的反应，同时将压电材料部分与后端的检测部分相互隔离，保持电路的稳定性。从图中可以看到，电荷放大电路的基本结构组成类似于运算放大器构成的滤波电路。如果不考虑元件参数选择，可以将电荷放大电路看作是运算放大器构成的积分电路，其输入信号以测量电流为主，其输出电压代表了一定时间量内电路所积攒的总电荷，这也是其被称之为电荷放大器的原因。

如图3所示，锁相环电路3采用芯片NE564，其外围电路中，决定自身震荡频率的外接电容接于12,13脚之间，6号脚为信号输入脚，9号脚为信号输出脚。

如图4所示，第一等幅调相电路图用于调整驱动电路相位差为-π/2。

如图5.a所示，自动增益控制电路由可变增益放大器501、放大电路502、检幅器503和参考信号Ref504四个部分组成。可变增益放大器501为压控增益放大器，即电压作为控制信号调节放大器的增益，本实施例选用Analog Device公司的压控增益放大器集成芯片AD603。可变增益放大器501的输出信号放大后经过检幅器503，再与参考电压504比较，若检幅器输出高于参考信号幅值，则减小可变增益放大器501增益；若检幅器503输出低于参考信号幅值，则增大可变增益放大器501增益，如此使得输出的信号幅值恒定，完成自动增益控制。图中P1、P2分别与图1中P1、P2对应，表示自动增益控制电路的输入与输出。

如图5中，图b所示，检幅器503电路包含三个模块：用来保持电压的电容C0和电阻R2，对电容单向充电的二极管D1、D2，用于跟随输入电压的运算放大器A603。

如图6所示，图a为正向放大电路，图b为反向放大电路。正向放大电路和反向放大电路均一端与自动增益控制器连接，另一端与微固体模态陀螺驱动电极连接。自动增益控制器得到的稳频、恒幅驱动信号分别经过正向放大电路和反向放大电路之后加在陀螺的驱动电极上。

如图7所示，第二电荷放大器电路可以将电荷有效转为电压。

如图8所示，第三电荷放大器电路可以将电荷有效转为电压。

如图9所示，第四电荷放大器电路可以将电荷有效转为电压。

如图10所示，第二等幅调相电路用于调整第三电荷放大器和第四电荷放大器各自输出的信号相位，可使二者同相位。

如图11所示，第一放大器电路可以调整第三电荷放大器和第四电荷放大器各自输出的信号的幅值，可使二者同幅值。

如图12所示，差分电路可以对两路信号作减法处理。

如图13中图a与b所示，乘法器可将其输入管脚1和6两路信号作相乘处理，对于同频的信号可起到倍频作用：Acosw_at×Bcosw_bt，若w_a=w_b=w，得到的结果即为A*B（coswt）²。本发明实例采用的是专用集成芯片AD734。

如图14所示，低通滤波电路可以滤除乘法器出来的混频信号中的高频部分，可调节电容大小只留下直流部分信号。

如图15所示，第二放大器电路可以对直流信号作放大或缩小处理，调节系数。

本发明提出的微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路的工作原理概述如下：在初始，闭环锁相稳幅驱动部分有自身固定的频率输出给陀螺，作为初始驱动信号，陀螺受驱动后将会输出和驱动信号有一定的相位差的参考信号，此信号经锁相环电路、等幅调相电路、正反向放大电路，自动增益控制电路等电路后，被调相-π/2的相位，再去作为陀螺的驱动输入信号，直到陀螺本身达到谐振状态，即达到谐振状态时候，陀螺的输出比输入滞后π/2，经过闭环锁相稳幅驱动电路消除相位滞后的影响后的信号和之前驱动信号同频，至此得到锁频的正弦信号。锁相稳幅驱动电路使整个闭环驱动系统稳定、及时的调整驱动电压频率与幅值。当陀螺感应到科氏力信号后，经由电荷放大器，由于科氏力造成的两端检测点的不等信号，经过差分电路后与同频恒幅信号相乘后，可得到与科氏力大小成比例的直流信号与高频信号，经过低通滤波器后即可得到直流信号，此信号为科氏力感应出的信号。由于闭环稳幅驱动电路的保证，可以有效的降低误差噪声的影响，检测科氏力效应感应出的信号。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路，其特征在于该电路由两部分构成：闭环锁相稳幅驱动电路以及与其连接的科氏力检测电路；其中：

所述科氏力检测电路包括第二电荷放大器电路、第三电荷放大器电路、第四电荷放大器电路、第二等幅调相电路、第一放大器电路、差分电路、乘法器电路、低通滤波电路、第二放大器电路组成；微固体陀螺的两端检测点分别通过第三电荷放大器电路、第四电荷放大器电路，第三电荷放大器电路另一端连至第二等幅调相电路，第四电荷放大器电路另一端连至第一放大器电路，第二等幅调相电路另一端和第一放大器电路另一端分别连至差分电路的两端，差分电路另一端连至乘法器电路一端；微固体陀螺参考点连至第二电荷放大器电路，第二电荷放大器电路另一端连至乘法器电路另一端，乘法器电路输出端连至低通滤波器电路一端，低通滤波器电路另一端连至第二放大器电路一端，第二放大器电路输出端得到输出信号。

2.根据权利要求1所述的一种微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路，其特征在于：陀螺未旋转时，分别调节第一放大器电路的输出端幅值大小和第二等幅调相电路的输出端相位大小，使它们的信号在到达差分电路前时，幅值和相位相同；当陀螺旋转时，感应到科氏力信号后，科氏力造成的两端检测点的不等信号分别经过第三电荷放大器电路和第四电荷放大器电路，再分别经过差分电路后与同频恒幅信号相乘，此同频恒幅信号来源于第二电荷放大器电路输出端，乘后，得到与科氏力大小成比例的直流信号与高频信号之和，此混合信号再经过低通滤波电路后即可滤掉高频成分，得到直流信号，此信号为科氏力感应出的信号，再经过第二放大器电路放大或缩小，起到调控科氏力效应信号的系数作用。

3.据权利要求1或2所述的一种微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路，其特征在于，第二、三、四电荷放大器电路将压电体电荷大小转化为电压幅值，且第二电荷放大器电路能提供稳幅同频信号作调制载波。

4.据权利要求1或2所述的一种微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路，其特征在于，所述第二等幅调相电路调节电路的输入与输出的相位差，调节相位范围为0至2π，而幅值增益不随调节相位变化变化，即其增益为1。

5.据权利要求1或2所述的一种微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路，其特征在于，所述第一放大器电路和第二放大器电路对各自的输入信号进行幅值大小的调节，或是放大或是缩小。

6.据权利要求1或2所述的一种微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路，其特征在于，所述差分电路将陀螺检测端上两个振动检测电极的输出信号作相减处理，得到差分信号，陀螺在感应科氏力时，振动的两个检测电极的振幅由于受到科氏力影响，一个电极的振幅加大，另外一个振动电极的振幅减小，所增加或减少的大小与科氏力的大小成正比：ΔA*coswt，用差分电路将此变化的差量给提取出来。

7.根据权利要求1或2所述的一种微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路，其特征在于，所述乘法器电路是将参考电极的信号Rcosw_bt与陀螺检测端上两个振动电极的输出信号的差量ΔA*cos wt作调制处理，即将信号ΔAcosw_at与信号Rcosw_bt作相乘：

ΔAcosw_at×Rcos w_bt

那么，对于同频的两路信号w_a=w_b=w，得到的结果即为ΔAR（coswt）²起到倍频作用，那么，此同频的两路信号若有固定的相位差ψ，即科氏力信号ΔA*coswt与R*cos（wt+ψ）与之相乘，得到混频信号，有：

ΔA*coswt*Rcos（wt+ψ）

=ΔAR*coswt*cos（wt+ψ）

=ΔAR*（0.5*cos（ψ）+0.5*cos（ψ）*cos（2wt）-0.5sin（ψ）*sin（2wt））。

8.根据权利要求7所述的一种微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路，其特征在于，所述低通滤波器电路将混频信号中的高频信号部分给滤除：ΔAR*（0.5*cos（ψ）+0.5*cos（ψ）*cos（2wt）-0.5sin（ψ）*sin（2wt）），由于ψ是定值，上式在经过低通滤波器后只留下信号量ΔAR*0.5*cos（ψ），此信号即为所要得到的信号。

9.根据权利要求1所述的一种微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路，其特征在于，所述闭环锁相稳幅驱动电路由第一电荷放大器电路，锁相环电路，第一幅等幅调相电路，自动增益控制电路，正反向放大电路组成，在振动初始，闭环锁相稳幅驱动电路以自身固定的频率输出给陀螺，作为初始驱动信号，陀螺受驱动后将会输出和驱动信号有一定的相位差的参考信号经第一电荷放大器转换为电压信号，此信号分为两路，一路经过锁相环电路，一路经过自动增益控制电路，经过锁相环电路后输出信号经过第一等幅等幅调相电路，再经过自动增益控制电路，自动增益控制电路输出信号是被调相到和参考信号提前π/2的相位，再分别经过正反向放大电路去驱动陀螺，经过瞬时修正，陀螺即达到谐振状态，其谐振时输入和输出相位差恒定为π/2，从而锁定了频率，此时整个闭环驱动系统稳定。

10.根据权利要求1或9所述的一种微固体模态陀螺闭环驱动与科氏力检测电路，其特征在于，该电路能时刻跟踪微固体模态陀螺振子的模态谐振频率，稳定驱动幅值，且电路能够有效的检测到科氏力效应。

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