CN105716596A - 压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统，包括压电半球谐振微陀螺仪模块、电荷放大器模块、ADC模块、DAC模块、数字信号处理模块和输出或保存模块，其中：电荷放大器模块将压电半球谐振微陀螺仪模块产生的电荷信号转换为电压信号；ADC模块将接收到的模拟信号转换为数字信号；数字信号处理模块处理接收到的数字信号，处理结果一部分对外显示或保存，一部分作为反馈信号输出；DAC模块将反馈信号从数字信号转换为模拟信号从而反馈给压电半球谐振微陀螺仪模块；压电半球谐振微陀螺仪模块在给定反馈信号下被激振或被驱动并产生检测信号。本发明实现了对压电半球谐振微陀螺仪的稳幅稳频控制和数字检测。

Description

压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统

技术领域

本发明涉及微机电系统技术领域，具体地，涉及一种压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统。

背景技术

微机械电子系统(MEMS)主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分。MEMS利用各种加工工艺，尤其是微细加工技术，在电子通信以及微电子技领域最新成果的基础上，逐渐成为了高科技前沿学科。

压电半球谐振微陀螺仪采用压电材料作为主体部件，采用MEMS加工工艺和技术，具有抗过载、抗冲击能力强、工作谐振频率高、分辨率高、启动时间短等优越特性，在军用导航、航空航天、制导技术以及民用消费电子等领域等具有广泛的应用前景。这种陀螺利用谐振状态和压电效应，在极化方向上获得外界相应方向上输入的角速度对应的电信号，通过检测电信号的幅值和频率，反映出外加角速度的信号。

无论是压电半球谐振微陀螺仪的控制还是检测，都是它本身工作的重要环节。对一些文献进行检索，浙江大学信电系半导体光电子研究所的王慧泉和上海微系统与信息技术研究所的焦继伟等人在2006年CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS上发表的文章“高性能微机械陀螺接口电路研究”。文献中提到，高性能微机械陀螺的接口电路采用的是闭环驱动，并给出了基本的框图。微机械陀螺接口电路可分为两部分:驱动环路和检测电路；驱动环路包括陀螺监测端、隔离放大器、自动增益控制(automaticgaincontrol,AGC电路)、相移电路、功放电路以及陀螺驱动端,检测电路包括电容-电压转换电路(C-V电路)、滤波放大电路、乘法器和低通滤波器。驱动环路为陀螺提供驱动信号,并为检测电路提供载波信号,检测电路将陀螺输出的变化电容转换为电压信号,通过同步解调电路得到角速度信号。但是，文献中所述的工作方式并没有给出具体的实施方案，而且所采用的方案中并没有结合数字信号处理系统。

在实际中，对不同特征的陀螺所需要配套的控制检测系统中各项电路参数是不同的。即便针对一种陀螺，当其谐振频率随着外部因素变化而变化时，电路参数也必须随之进行调整。为了应对陀螺的控制检测系统多样而变化的需求，采用数字控制及检测的方案，不仅能够快速的实现控制检测系统与陀螺的配套，也为通过升级硬件水平来达到陀螺的检测精度要求和通过调整所采用的硬件水平来调整陀螺控制系统的成本提供了便利。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统，能够根据控制检测的需要对陀螺的输入角速度进行检测并对陀螺进行反馈控制，具有性能可随硬件发展升级、响应快、调试简单等特点。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：本发明提供一种压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统，包括压电半球谐振微陀螺仪模块、电荷放大器模块、ADC模块、DAC模块和数字信号处理模块，其中：

所述电荷放大器模块将所述压电半球谐振微陀螺仪模块产生的电荷信号转换为电压信号，并传输给所述ADC模块；

所述ADC模块将从所述电荷放大器模块接收到的模拟信号转换为数字信号，并传输给所述数字信号处理模块；

所述数字信号处理模块将从所述ADC模块接收到的数字信号进行处理，处理的结果一部分作为结果对外进行显示或保存，一部分作为反馈信号向所述DAC模块输出；

所述DAC模块将由所述数字信号处理模块产生的反馈信号从数字信号转换为模拟信号，反馈给所述压电半球谐振微陀螺仪模块；

所述压电半球谐振微陀螺仪模块在所述DAC模块给定的反馈信号下被激振或被驱动，并产生检测信号。

优选地，所述的压电半球谐振微陀螺仪模块具有半球壳，该半球壳上均匀分布有八个金属电极，依次为第一驱动电极、第一检测电极、第一监测电极、第一平衡电极、第二驱动电极、第二检测电极、第二监测电极和第二平衡电极，其中：在第一驱动电极、第二驱动电极上施加一个与压电半球谐振微陀螺仪模块谐振频率同频的正弦电压信号，将压电半球谐振微陀螺仪模块激振；压电半球谐振微陀螺仪模块被激振后，在两个监测电极上将产生与驱动信号同频的电荷信号，在两个检测电极上将产生由与驱动信号同频定幅值的信号和与驱动信号同频且幅值和压电半球谐振微陀螺仪模块输入角速度正相关的信号所叠加的信号，在两个平衡电极上将产生由与驱动信号同频定幅值的信号和与驱动信号同频且幅值和压电半球谐振微陀螺仪模块输入角速度正相关的信号所叠加的信号，上述信号可以根据需要输入所述电荷放大器模块。

更优选地，所述的两个检测电极和两个平衡电极上与驱动信号同频定幅值的信号相位相同时，两个检测电极和两个平衡电极上与驱动信号同频且幅值和压电半球谐振微陀螺仪模块输入角速度正相关的信号的相位相差180°。

优选地，所述的压电半球谐振微陀螺仪模块被激振后，产生的检测信号、监测信号经过电荷放大器模块和ADC模块输入数字信号处理模块，通过滤波、调相、差分、解调、稳幅的数字信号处理方法后，一部分信号作为反映压电半球谐振微陀螺仪模块输出角速度的信息进行对外显示或者保存，另一部分信号作为反馈量，经过DAC模块反馈给压电半球谐振微陀螺仪模块。

优选地，所述的电荷放大器模块通过积分的方式将从压电半球谐振微陀螺仪模块产生的电荷量积分为电压信号。

优选地，所述的ADC模块根据电荷放大器模块所输出的电压信号大小选择输入信号范围、根据电荷放大器模块所输出的电压信号频率选择采样率、根据电荷放大器模块所输出的电压中所包含的压电半球谐振微陀螺仪模块输入角速度相关信号分量大小选择采样位数。

优选地，所述的数字信号处理模块采用ARM、FPGA、DPS作为核心，并配合外部电路形成一套对由ADC模块输出的数字信号进行处理的数字信号处理系统。

更优选地，所述数字信号处理模块对由压电半球谐振微陀螺仪模块产生并经过所述电荷放大器模块和所述ADC模块处理后的任意一路检测信号和任意一路平衡信号进行滤波调相后进行差分，从而去除两路信号中的共模基波分量，并对其中包含的压电半球谐振微陀螺仪模块输入角速度相关信号分量进行放大；对由压电半球谐振微陀螺仪模块产生并经过所述电荷放大器模块和所述ADC模块处理后的任意一路监测信号进行滤波和稳幅，作为反馈量进行反馈；将差分后的信号和调相后的监测信号进行解调和滤波，产生幅值与压电半球谐振微陀螺仪模块输入角速度大小正相关的直流信号。

更优选地，所述数字信号处理模块中的程序能自动分别找出并比较几路输入数字信号在第一个周期内的最大值和最小值在保存这些数字信号的数组中的位置，并根据不同的需要将保存这些数字信号的数组进行调整，实现自动调相功能。

优选地，所述的DAC模块根据压电半球谐振微陀螺仪模块所需信号的精度选择分辨率、根据压电半球谐振微陀螺仪模块所需信号的频率选择输出频率范围。

本发明中，通过合理地选择ADC模块的采样率和采样位数、DAC模块的分辨率和输出频率范围，并且选择与之相对应的数字信号处理核心，可以改变整套数字控制检测系统的构建成本和检测能力。在对检测精度和检测速度要求较高的场合，可以选择有较高采样率和采样位数的ADC芯片和有较高分辨率的DAC芯片，配合新款的FPGA或DSP芯片构建系统，同时当硬件水平获得发展的同时，通过更换系统中的部分模块便可以提升数字控制检测系统的检测水平。在对检测精度和检测速度要求不高的场合，可以选择采样率和采样位数不高的ADC芯片和有较低分辨率的DAC芯片，配合ARM芯片构建系统，从而降低构建系统所需的成本。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明通过采用数字控制检测的方法，实现了当陀螺所处环境变化时，可以不修改电路参数继续对陀螺进行检测的功能。同时，为实现对陀螺检测性能的进一步升级预留了发展空间。另外，本发明可以针对不同场合对陀螺的需要控制陀螺数字控制检测系统构建的成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例压电半球谐振微陀螺仪数字控制检测系统的原理框图；

图2为本发明一实施例自动调相方法框图；

图3为本发明一实施例自动调相的原理图；

图4为本发明一实施例信号处理模块的原理框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例提供一种压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统，包括压电半球谐振微陀螺仪模块、电荷放大器模块、ADC模块、DAC模块和数字信号处理模块，其中：电荷放大器模块将压电半球谐振微陀螺仪模块产生的电荷信号转换为电压信号，并传输给ADC模块；ADC模块将从电荷放大器模块接收到的模拟信号转换为数字信号，并传输给数字信号处理模块；所述数字信号处理模块将从ADC模块接收到的数字信号进行处理，处理的结果一部分作为结果对外进行显示或保存，一部分作为反馈信号向DAC模块输出；DAC模块将由数字信号处理模块产生的反馈信号从数字信号转换为模拟信号，反馈给压电半球谐振微陀螺仪模块；压电半球谐振微陀螺仪模块在DAC模块给定的反馈信号下被激振或被驱动，并产生检测信号。

所述的压电半球谐振微陀螺仪模块的半球壳上均匀分布有八个金属电极，依次为第一驱动电极、第一检测电极、第一监测电极、第一平衡电极、第二驱动电极、第二检测电极、第二监测电极和第二平衡电极，其中：在第一驱动电极、第二驱动电极上施加一个与压电半球谐振微陀螺仪模块谐振频率同频的正弦电压信号，将压电半球谐振微陀螺仪模块激振；压电半球谐振微陀螺仪模块被激振后，在两个监测电极上将产生与驱动信号同频的电荷信号，在两个检测电极上将产生由与驱动信号同频定幅值的信号和与驱动信号同频且幅值和压电半球谐振微陀螺仪模块输入角速度正相关的信号所叠加的信号，在两个平衡电极上将产生由与驱动信号同频定幅值的信号和与驱动信号同频且幅值和压电半球谐振微陀螺仪模块输入角速度正相关的信号所叠加的信号，上述信号可以根据需要输入所述电荷放大器模块。如图1所示，图中：D为驱动电极，S为检测电极，M为监测电极，B为平衡电极。

所述的两个检测电极和两个平衡电极上与驱动信号同频定幅值的信号相位相同时，两个检测电极和两个平衡电极上与驱动信号同频且幅值和压电半球谐振微陀螺仪模块输入角速度正相关的信号的相位相差180°。

所述的压电半球谐振微陀螺仪模块被激振后，产生的检测信号、监测信号经过电荷放大器模块和ADC模块输入数字信号处理模块，通过滤波、调相、差分、解调、稳幅的数字信号处理方法后，一部分信号作为反映陀螺输出角速度的信息进行对外显示或者保存，另一部分信号作为反馈量，经过DAC模块反馈给压电半球谐振微陀螺仪模块。

所述的电荷放大器模块通过积分的方式将从压电半球谐振微陀螺仪模块产生的电荷量积分为电压信号。

所述的ADC模块根据电荷放大器模块所输出的电压信号大小选择输入信号范围、根据电荷放大器模块所输出的电压信号频率选择采样率、根据电荷放大器模块所输出的电压中所包含的压电半球谐振微陀螺仪模块输入角速度相关信号分量大小选择采样位数。

所述的数字信号处理模块采用ARM、FPGA、DPS作为核心，并配合外部电路形成一套对由ADC模块输出的数字信号进行处理的数字信号处理系统。

所述的DAC模块根据压电半球谐振微陀螺仪模块所需信号的精度选择分辨率、根据压电半球谐振微陀螺仪模块所需信号的频率选择输出频率范围。

如图2所示，为本发明一实施例自动调相方法框图，所述数字信号处理模块中的程序能自动分别找出并比较几路输入数字信号在第一个周期内的最大值和最小值在保存这些数字信号的数组中的位置，并根据不同的需要将保存这些数字信号的数组进行调整，实现自动调相功能。

如图3所示，为本发明一实施例自动调相的原理图，先将两个保存数字信号的数组中各自第一个周期内的最大值和最小值在各自数组中的位置求出，分别为i、j、k、l，其次比较上述两个最大值位置相差多少亦即两个信号的相差，为k-i，以及每个信号的最大值最小值之间位置相差多少亦即每个信号半周期的相差，为j-i，最后将其中一个数组根据需要进行位置的移位，获得保存调相后信号的数组，完成自动调相。

如图4所示，为本发明一实施例信号处理模块的原理框图，所述数字信号处理模块对由压电半球谐振微陀螺仪模块产生并经过所述电荷放大器模块和所述ADC模块处理后的任意一路检测信号和任意一路平衡信号进行滤波调相后进行差分，从而去除两路信号中的共模基波分量，并对其中包含的压电半球谐振微陀螺仪模块输入角速度相关信号分量进行放大；对由压电半球谐振微陀螺仪模块产生并经过所述电荷放大器模块和所述ADC模块处理后的任意一路监测信号进行滤波和稳幅，作为反馈量进行反馈；将差分后的信号和调相后的监测信号进行解调和滤波，产生幅值与压电半球谐振微陀螺仪模块输入角速度大小正相关的直流信号。

具体的：

假设输入压电半球谐振微陀螺仪模块的驱动信号为Asin(ωt)，其中ω为压电半球谐振微陀螺仪模块的谐振频率，则驱动电极D处的等效质量体的振动速度为v_d＝∫a_d＝∫F_d/m＝∫k_dU_d＝Bcos(ωt)，其中v_d为驱动电极D处等效质量体的振动速度，a_d为驱动电极D处等效质量体的振动加速度，F_d为驱动电极D处等效质量体由逆压电效应所受的力。而在检测电极S处等效质量体所受到的等效柯氏力F_c为其中Ω为外部输入的角速度，因此检测电极S处的输出电荷信号大小mΩ×v_d＝CΩcos(ωt)，其中k_s表示压电材料在单位压力作用下能产生的电荷量大小。考虑到由陀螺制造过程中所存在的不对称性等原因所带来的影响，若输入压电半球谐振微陀螺仪模块的驱动信号为Asin(ωt)，则在检测电极S处输出接口输出的信号为一由与驱动信号同频的载波信号和由柯氏效应产生的信号叠加所产生的信号Dsin(ωt)+EΩcos(ωt)。为了检测上述信号中的Ω，由于平衡电极B处和检测电极S处的输出信号中载波分量相位、频率相同，同时由柯氏效应产生的信号频率相同，相位相差180゜，所以在平衡电极B处输出接口输出的信号为Fsin(ωt)-GΩcos(ωt)，将上述两信号进行检波差分去除共模部分，便可得到含Ω的差模放大部分信号HΩcos(ωt)。再将此信号与调相过的驱动信号，或是与驱动信号同频率的监测电极M处输出接口输出的信号进行乘法解调，就可以得到HΩcos(ωt)*Icos(ωt)＝Jcos²(ωt)-KΩ，最后通过低通滤波的方法就可以得到Ω的大小。需要说明的是，在实际测试当中，平衡电极B处和检测电极S处的输出信号中载波分量相位会有一点的角度差，所以才需要进行调相。

考虑到使用DSP进行信号的采集和处理，自动调相方案如下：

将检测电极信号、平衡电极信号和监测电极信号的数据通过ADC模块进行采集并滤波，分别保存在Sen[]、Bal[]、Det[]三个数组中，其中Det[]数组中的数据经过对其数组中的最大值进行归一化处理，即稳幅处理后可以通过DAC模块反馈给压电半球谐振微陀螺仪模块，对压电半球谐振微陀螺仪模块的驱动信号进行稳幅稳频控制。

考虑到算法需要保证一定的实时性，故采用精度较低但耗时较短的检波及调相算法：在初始化阶段，输入角速度Ω为0，此时Sen[]、Bal[]两数组中的信号仅为载波信号；分别求出Sen[]数组和Bal[]数组中第一个周期中数据点中的最大值Max1、Max2和在数组中所在的位置p1、p2，将Bal[]数组对Sen[]数组进行归一化处理，并将Bal[]数组中数据的位置进行平移使其最大值的位置p2与p1对齐，最后进行差分得到新数组Dec[]。在有角速度输入的测试阶段，按照上述方法进行信号处理就能有效地去除共模载波信号。

另一方面，求出Det[]数组中第一个周期中数据点中最大值Max3和最小值Min3在数组中的位置p3、p4，通过平移数组Det[]中数据的位置，将上述两位置的中间位置p5与p1重合，并将之与Dec[]中的数据相乘，得到解调信号数组Mul[]。最后用窗函数对数组Mul[]进行低通滤波，就可以得到与Ω大小正比例相关的数据。

上述处理方法由于使用的处理方法简单，未使用计算量较大的检波、测频等算法，保证了信息处理的实时性，同时实现了应用程序自动调相的功能，避免了模拟检测系统中每次开机都需要手动调相的繁琐步骤。

但在调相的过程中，由于检测到的最大值不一定是实际信号的最大值，所以在调相的过程中可能产生两实际信号的最大值位置相差一个小角度。考虑p1与p2位置相差θ，p1与p5位置相差λ，即检测电极信号为Dsin(ωt)+EΩcos(ωt)时，平衡电极信号为Fsin(ωt+θ)-GΩcos(ωt+θ)，与差分信号相乘的信号为Icos(ωt+λ)，最后滤波前的信号为：

a₁cos(λ)cos(ωt)sin(ωt)

-a₁sin(λ)sin(ωt)sin(ωt)

-a₁cos(λ)cos(θ)cos(ωt)sin(ωt)

-a₁cos(λ)sin(θ)cos(ωt)cos(ωt)

+a₁sin(λ)cos(θ)sin(ωt)sin(ωt)

+a₁sin(λ)sin(θ)sin(ωt)cos(ωt)

+Ω[a₂cos(λ)cos(ωt)cos(ωt)

-a₂sin(λ)sin(ωt)cos(ωt)

-a₃cos(λ)cos(θ)cos(ωt)cos(ωt)

+a₃cos(λ)sin(θ)sin(ωt)cos(ωt)

+a₃sin(λ)cos(θ)sin(ωt)cos(ωt)

-a₃sin(λ)sin(θ)sin(ωt)sin(ωt)]

去除信号中的高频分量，进行化简后，得到的信号为a₄+a₅Ω，其中a₄、a₅均为与θ和λ相关的常数，也就是说，如果θ和λ的值不变，调过程相存在的误差并不影响最终的检测结果。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统，其特征在于，包括压电半球谐振微陀螺仪模块、电荷放大器模块、ADC模块、DAC模块和数字信号处理模块，其中：

所述电荷放大器模块将所述压电半球谐振微陀螺仪模块产生的电荷信号转换为电压信号，并传输给所述ADC模块；

所述ADC模块将从所述电荷放大器模块接收到的模拟信号转换为数字信号，并传输给所述数字信号处理模块；

所述数字信号处理模块将从所述ADC模块接收到的数字信号进行处理，处理的结果一部分作为结果对外进行显示或保存，一部分作为反馈信号向所述DAC模块输出；

所述DAC模块将由所述数字信号处理模块产生的反馈信号从数字信号转换为模拟信号，反馈给所述压电半球谐振微陀螺仪模块；

所述压电半球谐振微陀螺仪模块在所述DAC模块给定的反馈信号下被激振或被驱动，并产生检测信号。

2.根据权利要求1所述的一种压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统，其特征在于，所述的压电半球谐振微陀螺仪模块具有半球壳，该半球壳上均匀分布有八个金属电极，依次为第一驱动电极、第一检测电极、第一监测电极、第一平衡电极、第二驱动电极、第二检测电极、第二监测电极和第二平衡电极，其中：在第一驱动电极、第二驱动电极上施加一个与压电半球谐振微陀螺仪模块谐振频率同频的正弦电压信号，将压电半球谐振微陀螺仪模块激振；压电半球谐振微陀螺仪模块被激振后，在两个监测电极上将产生与驱动信号同频的电荷信号，在两个检测电极上将产生由与驱动信号同频定幅值的信号和与驱动信号同频且幅值和压电半球谐振微陀螺仪模块输入角速度正相关的信号所叠加的信号，在两个平衡电极上将产生由与驱动信号同频定幅值的信号和与驱动信号同频且幅值和压电半球谐振微陀螺仪模块输入角速度正相关的信号所叠加的信号，上述信号根据需要输入所述电荷放大器模块。

3.根据权利要求2所述的一种压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统，其特征在于，所述的两个检测电极和两个平衡电极上与驱动信号同频定幅值的信号相位相同时，两个检测电极和两个平衡电极上与驱动信号同频且幅值和压电半球谐振微陀螺仪模块输入角速度正相关的信号的相位相差180°。

4.根据权利要求2所述的一种压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统，其特征在于，所述的压电半球谐振微陀螺仪模块被激振后，产生的检测信号、监测信号经过电荷放大器模块和ADC模块输入数字信号处理模块，通过滤波、调相、差分、解调、稳幅的数字信号处理方法后，一部分信号作为反映压电半球谐振微陀螺仪模块输出角速度的信息进行对外显示或者保存，另一部分信号作为反馈量，经过DAC模块反馈给压电半球谐振微陀螺仪模块。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统，其特征在于，所述的电荷放大器模块通过积分的方式将从压电半球谐振微陀螺仪模块产生的电荷量积分为电压信号。

6.根据权利要求1-4任一项所述的一种压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统，其特征在于，所述的ADC模块根据电荷放大器模块所输出的电压信号大小选择输入信号范围、根据电荷放大器模块所输出的电压信号频率选择采样率、根据电荷放大器模块所输出的电压中所包含的压电半球谐振微陀螺仪模块输入角速度相关信号分量大小选择采样位数。

7.根据权利要求1-4任一项所述的一种压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统，其特征在于，所述的数字信号处理模块采用ARM、FPGA、DPS作为核心，并配合外部电路形成一套对由ADC模块输出的数字信号进行处理的数字信号处理系统。

8.根据权利要求7所述的一种压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统，其特征在于，所述数字信号处理模块对由压电半球谐振微陀螺仪模块产生并经过所述电荷放大器模块和所述ADC模块处理后的任意一路检测信号和任意一路平衡信号进行滤波调相后进行差分，从而去除两路信号中的共模基波分量，并对其中包含的压电半球谐振微陀螺仪模块输入角速度相关信号分量进行放大；对由压电半球谐振微陀螺仪模块产生并经过所述电荷放大器模块和所述ADC模块处理后的任意一路监测信号进行滤波和稳幅，作为反馈量进行反馈；将差分后的信号和调相后的监测信号进行解调和滤波，产生幅值与压电半球谐振微陀螺仪模块输入角速度大小正相关的直流信号。

9.根据权利要求8所述的一种压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统，其特征在于，所述数字信号处理模块中的程序能自动分别找出并比较几路输入数字信号在第一个周期内的最大值和最小值在保存这些数字信号的数组中的位置，并根据不同的需要将保存这些数字信号的数组进行调整，实现自动调相功能。

10.根据权利要求9所述的一种压电半球谐振微陀螺仪的数字控制检测系统，其特征在于，所述自动调相，具体如下：

压电半球谐振微陀螺仪模块具有检测电极、平衡电极和监测电极，将检测电极信号、平衡电极信号和监测电极信号的数据通过ADC模块进行采集并滤波，分别保存在Sen[]、Bal[]、Det[]三个数组中，其中Det[]数组中的数据经过对其数组中的最大值进行归一化处理，即稳幅处理后可以通过DAC模块反馈给压电半球谐振微陀螺仪模块，对压电半球谐振微陀螺仪模块的驱动信号进行稳幅稳频控制；

在初始化阶段，外部输入角速度Ω为0，此时Sen[]、Bal[]两数组中的信号仅为载波信号；分别求出Sen[]数组和Bal[]数组中第一个周期中数据点中的最大值Max1、Max2和在数组中所在的位置p1、p2，将Bal[]数组对Sen[]数组进行归一化处理，并将Bal[]数组中数据的位置进行平移使其最大值的位置p2与p1对齐，最后进行差分得到新数组Dec[]；

另一方面，求出Det[]数组中第一个周期中数据点中最大值Max3和最小值Min3在数组中的位置p3、p4，通过平移数组Det[]中数据的位置，将上述两位置的中间位置p5与p1重合，并将之与Dec[]中的数据相乘，得到解调信号数组Mul[]，最后用窗函数对数组Mul[]进行低通滤波，就可以得到与Ω大小正比例相关的数据。