CN117705073A - 一种适用于环式机械陀螺的电容检测及幅度控制电路 - Google Patents
一种适用于环式机械陀螺的电容检测及幅度控制电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117705073A CN117705073A CN202311736971.8A CN202311736971A CN117705073A CN 117705073 A CN117705073 A CN 117705073A CN 202311736971 A CN202311736971 A CN 202311736971A CN 117705073 A CN117705073 A CN 117705073A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- operational amplifier
- resistor
- circuit
- type mechanical
- 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.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 44
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006880 cross-coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
本申请提供一种适用于环式机械陀螺的电容检测及幅度控制电路，所述电路包括载波发生电路A、环式机械陀螺谐振子B、模拟开关通道C、电容差分放大D、信号整定E、信号移相F和幅度控制G，其中：载波发生电路A用于产生正弦/方波的载波信号，载波发生电路A的输出端分别与环式机械陀螺谐振子B和模拟开关通道C连接，模拟开关通道C的输出端依次与电容差分放大D、信号整定E、信号移相F和幅度控制G连接，幅度控制G的输出端与环式机械陀螺谐振子B连接。
Description
技术领域
本申请涉及传感器控制与检测技术领域，具体涉及一种适用于环式机械陀螺的电容检测及幅度控制电路。
背景技术
环式机械陀螺是一种基于MEMS加工工艺下的新型陀螺，该陀螺以谐振子振动为基准信号，振动位移为检测信息，为追求更高的精度，提高陀螺系统的振动位移检测信号信噪比是一项关键技术。这尤其对于振动幅度微弱的谐振体，如何高信噪比的、抑制能力强的完成微弱电容的检测成为陀螺传感器的必备技术。
发明内容
本发明提供一种适用于环式机械陀螺的电容检测及幅度控制电路，能够提升环式机械陀螺的微小电容的检测精度，降低信号串扰影响，提高陀螺系统检测信号信噪比，且电路可以自动完成机械陀螺的驱动环路振动自锁定驱动功能。
技术方案：一种适用于环式机械陀螺的电容检测及幅度控制电路，所述电路包括载波发生电路A、环式机械陀螺谐振子B、模拟开关通道C、电容差分放大D、信号整定E、信号移相F和幅度控制G，其中：
载波发生电路A用于产生正弦/方波的载波信号，载波发生电路A的输出端分别与环式机械陀螺谐振子B和模拟开关通道C连接，模拟开关通道C的输出端依次与电容差分放大D、信号整定E、信号移相F和幅度控制G连接，幅度控制G的输出端与环式机械陀螺谐振子B连接。
进一步的，模拟开关通道C和电容差分放大D的电路具体包括：
载波解调模拟开关控制端N1的一端接地，载波解调模拟开关控制端N1的的另一端分别与R3、R4连接；R3的另一端通过R5与N2的负端连接，R4的另一端通过R6与N2的正端连接，N2的输出端依次与R7、C3连接；C3的另一端分别与R8、R9、R12的一端连接；R8的另一端接地；R9的另一端分别与R10、C4的一端连接；R10另一端通过C5与N3的输出端连接；C4另一端接地；R12的另一端通过C5与R10连接；N3的正端通过R11接地；VDD分别与电阻R1的一端、R2的一端连接；电阻R1的另一端与电容C1的一端连接，R2的另一端与电容C2的一端连接；C1的另一端、C2的另一端分别与环式机械陀螺谐振子B的两端连接。
进一步的，环式机械陀螺谐振子B即电容C1、C2的公共极板，载波信号分别施加到环式机械陀螺谐振子B和载波解调模拟开关控制端N1处，由模拟开关控制的检测电容C1、C2的上极板节点Node1、Node2处，载波信号控制模拟开关N1；N1当控制信号载波幅度为高时，模拟开关切换到地，使电容C1、C2上极板电荷与地相联，将电容上一个时钟周期的电荷释放掉，当模拟开关断开后，通过上拉的VDD及电阻R1、R2进行对电容C1、C2进行充电，完成一个载波周期的电容充放电。
进一步的，信号整定E的电路具体包括：
信号1通过R13进入后，由运放N4的正端的电位计R*进行相位移动调整，使得振动检测信号由N4的1脚输出，N4的1脚输出通过电阻R14与运放的输入负端形成负反馈，N4的输出端通过电阻R16进入运放N5的正端，N5的负端与电路的直流工作点VCM连接，N5的输出端通过电阻R17形成负反馈回路后，再通过电阻R18进入运放N6的负相输入端，运放N6的正端输入与VCM通过电阻R19连接，再由R20形成电路负反馈，运放N6的输出为信号2。
进一步的，信号整定E的电路还包括：
信号2通过电阻R21与运放N7的负端连接，通过电阻R22与运放N7的正端连接，运放N7负端输入通过电阻R23与运放N7输出端相连，运放N7正端通过电阻R24与运放N7输出端相连，运放N7输出端通过二极管D1形成限幅功能；D1的上端电路通过电阻R25进入运放N8的负端，D1的下端电路直接进入N8的正端输入，R26是N8的负反馈电阻，N8的输出通过电阻R27、R28进入运放N9的正端输入，N9的正端输入与电容C8形成低通滤波器，电容C7、C6以并联的形式与运放N9的负端输入相联，N9的输出端通过电阻R29进入运放N10，运放N10的正端输入通过R31提供输出信号的直流工作点，电容C9与电阻R31相联形成低通滤波；电阻R30与电容C10形成运放N10的输出负反馈形式；由N10电路整定后振动信号直流信息，用于陀螺驱动信号的幅度信息。
进一步的，电容C3、电阻R8参数组成无源滤波的第一级高通滤波特性的高截止频率。
进一步的，电阻R9、电容C4参数决定第二级低通滤波特性的低截止频率；整体形成带通滤波特性，带通滤波参数与环式机械陀螺的表头特性强耦合。
进一步的，电阻R8、电阻R9的构成采用MOS管的三极管的工作区域原理，形成可控电阻的形式。
本发明提供一种适用于环式机械陀螺的电容检测及幅度控制电路，具有的优点和有益效果：
1本发明有效提升环形机械陀螺的位移检测精度，避免传感器内部的干扰/串扰信号降低陀螺检测灵敏度；
2本发明极大的提升陀螺位移检测的灵敏度，提升信号识别检测信噪比，进而提高环式机械陀螺精度；
3提高环境温度适应性，可以根据环境温度设计带通滤波器的陷波作用，提高电路的产品适应性，可以满足不同的环形机械陀螺表头的需求；
4将环式机械陀螺的差分电容位移信号转换成易于处理的单端信号，单端信号有力于后续的可控模拟滤波器的参数调整。
5陀螺的振动信号通过相位移动控制，幅度检测控制后，将环式机械陀螺的检测和驱动电路合并设计，将自动调整陀螺的驱动环路后，完成陀螺驱动控制。
附图说明
图1为本申请提供的一种适用于环式机械陀螺的电容检测及幅度控制电路的示意图；
图2为本申请提供的开关式电荷检测用电路；
图3为本申请提供的信号移相电路；
图4为本申请提供的幅度控制电路。
具体实施方式
下面的结合附图对本发明进行详细的说明。
环式机械陀螺的位移检测基本有电容检测、压电检测方式，而基于MEMS工艺设计的陀螺传感器，对于电容的设计加工有着天然的技术优势，高精度的微小电容检测技术是环式机械陀螺的核心技术之一。
本发明采用自激振荡器的方式产生电容检测所需的载波信号，载波信号频率选取1MHz，幅度(200mV-1200mV)可调的方式，将载波信号输入到环式机械陀螺传感器的谐振子，使谐振子在自身谐振工作的同时，携带着载波信号的信息，这样在环式机械陀螺的振动信号就由载波信号和自身谐振信号两部分组成，该信号在通过环式机械陀螺传感器结构及接口电路时，由于工作在载波频率范围内，故该信号具有更强的抗干扰能力，可以提升环式机械陀螺的检测信噪比。该信号进入载波解调通道，载波解调通道利用模拟开关的工作方式，使用载波信号作为模拟开关的控制信号，使该信号由载波信号控制实现着微电容的充电和放电的过程，该过程实现信号的载波解调功能，使经过载波解调通道后的信号剔出载波信息，留下环式机械陀螺的振动位移信息。环式机械陀螺的振动位移信息再进入共模抑制/电容差分放大电路，该电路将环式机械陀螺的差分微电容信号转换为单端连续模拟量，并产生较高的共模抑制，提高信号信噪比，该单端信号进入可控硅电阻模拟滤波单元，该单元提供可调制的模拟滤波器方案，针对不同的环式机械陀螺表头可以调整滤波器相应参数，提高电路的适应性。环式机械陀螺表头的振动信号检测后进入相位移动控制环节，该环节将环式机械陀螺的振动信号移动后，再施加到环式机械陀螺的驱动端，使整个信号环路满足180度相位差的条件，产生自激振荡效应。环式机械陀螺表头的振动信号进入幅度检测环节，该环节检测出环式机械陀螺表头振动幅度与目标值进行比例积分计算后，将环式机械陀螺表头振动幅度稳定到目标值，最终输入到环式机械陀螺表头的驱动端。
本申请提供一种适用于环式机械陀螺的电容检测及幅度控制电路，包括:载波发生电路，模拟开关通道、电容差分放大模块，信号整定模块，信号移相模块，幅度控制模块。
载波发生电路负责产生1M频率的载波的基础信号，该载波信号一部分连接到表头，使表头振动携带着载波信息，该信息如下所示。即表头的振动信息Vd中包含着两种信息，一个是陀螺的振动信息sin(ωdt+φd)携带着环式机械陀螺振动的微电容信号，一个是载波信息sin(ωmt+φm)的频率作为载波信号，幅度不携带调制信号信息。通过载波调制后信息为
Vd＝sin(ωdt+φd)sin(ωmt+φm)＝-0.5[cos(ωdt+φd+ωmt+φm)-cos(ωdt+φd-ωmt-φm)]，
通过该信号调制方案将环式机械陀螺的误差信息从低频的ωd处，提升到ωm+ωd和ωm-ωd处。信号频段提升，提高信号在低频领域抗低频干扰能力；
模拟开关通道通过模拟开关器件来模拟环式机械陀螺微电容往复开关的工作方式，选择适当的载波幅度来实现开关电容的检测原理，并利用载波频率作为模拟开关的控制频率，模拟开关的开、合操作可以完成并实现微电容信号的充、放电过程，模拟开关的控制频率为载波频率ωm，即实现信号的载波解调功能，将环式机械陀螺调制后的误差信息从ωm+ωd和ωm-ωd还原回ωd处。
电容差分放大部模块，信号经过上述调制解调过程后，ωd信号中依然会残留部分ωm载波频率信息，需要进一步处理，随即，将信号再进入共模抑制以及差分转换单端的过程，该信号过程主要采用仪表放大器，将陀螺振动误差信息通过差分信号放大并转换成单端，方便处理，再进入信号调理部分，提高信号共模抑制能力及抗干扰能力。
信号整定模块，中心频率锁定的带通滤波器设计方法。载波经过解调后的过程中，残留的载波信息需要进一步的处理，以实现载波信号抑制处理。信号加入载波处理后，在提高信号抗干扰能力的同时，由于解调过程的残留误差，导致残留载波信息在信号检测通道，需要进一步对信号通道进行带通滤波器实现提高信噪比。采用可控硅的形式实现电阻可控的模拟带通滤波器方案，使得模拟滤波器环节的中心频率可调，可以适应不同的环式机械陀螺的需求。
信号移相模块，振动信号完成检测后。将振动信号调整相位，使陀螺振动信号的相位可控，使陀螺振动环路满足自激振荡的需求，即输入/输出信号相位差为180度。满足自激振荡条件。
幅度控制模块振动信号完成相位移动后进入幅度控制环节，振动幅度检测环节将振动幅度与目标值比较后进入比例积分环节，将振动幅度控制在目标值，使得环式机械陀螺的驱动环路满足振动控制的需求。
如图1所示，本申请提供一种适用于环式机械陀螺谐振子的电容检测及幅度控制电路，包括载波发生电路A、环式机械陀螺谐振子B、模拟开关通道C、电容差分放大D、信号整定E、信号移相F和幅度控制G，其中：
载波发生电路A用于产生正弦/方波的载波信号，载波发生电路A的输出端分别与环式机械陀螺谐振子B和模拟开关通道C连接，模拟开关通道C的输出端依次与电容差分放大D、信号整定E、信号移相F和幅度控制G连接，幅度控制G的输出端与环式机械陀螺谐振子B连接。
需要说明的是，载波发生电路A一部分连接环式机械陀螺的公共端口谐振子B上，载波发生电路A产生的正弦/方波频率可以为1MHz。谐振子B相当于环式机械陀螺位移电容的公共极板，使载波信号叠加到环式机械陀螺的各个极板上，当环式机械陀螺起振后，振动信号就调制到公共端的载波频率之上，使环式机械陀螺的振动信号携带着振动及载波信息。
需要说明的是，载波发生电路A负责产生1MHz频率的正弦/方波的另一部分施加到模拟开关通道C上，利用载波信号作为模拟开关通道C的开关控制信号，载波发生电路A信号通过模拟开关通道C后，信号被模拟开关解调后，振动信号再进入到电容差分放大部分，将差分信号转换为单端信号的同时提供较强的共模抑制，处理后的信号进入滤波器整定环节，滤波器整定环节提高信号信噪比。
具体的，如附图2所示，附图2中的电路部分是附图1中的C模拟开关通道、D电容差分放大部分。载波解调模拟开关控制端N1的一端接地，载波解调模拟开关控制端N1的的另一端分别与R3、R4连接；R3的另一端通过R5与N2的负端连接，R4的另一端通过R6与N2的正端连接，N2的输出端依次与R7、C3连接；C3的另一端分别与R8、R9、R12的一端连接；R8的另一端接地；R9的另一端分别与R10、C4的一端连接；R10另一端通过C5与N3的输出端连接；C4另一端接地；R12的另一端通过C5与R10连接；N3的正端通过R11接地；VDD分别与电阻R1的一端、R2的一端连接；电阻R1的另一端与电容C1的一端连接，R2的另一端与电容C2的一端连接；C1的另一端、C2的另一端分别与环式机械陀螺谐振子B的两端连接。
环式机械陀螺谐振子B，即电容C1、C2的公共极板，载波信号分别施加到环式机械陀螺谐振子B和载波解调模拟开关控制端N1处，由模拟开关控制的检测电容C1、C2的上极板节点Node1、Node2处，载波信号控制模拟开关N1；N1当控制信号载波幅度为高时，模拟开关切换到地，使电容C1、C2上极板电荷与地相联，将电容上一个时钟周期的电荷释放掉，当模拟开关断开后，通过上拉的VDD及电阻R1、R2进行对电容C1、C2进行充电，完成一个载波周期的电容充放电。
需要说明的是，由于按照载波频率进行周期的性充、放电使检测电容C1、C2的上极板附带着载波信号，该信号通过环型机械陀螺谐振子的表头结构，由于该信号属于载波频率范围，对于低频(20KHz以下)的自然界环境干扰有着较强的抗干扰能力。使信号在传感器内部具有较强的抗干扰能力。
实际应用中，N2部分选取共模抑制能力强的仪表放大器，该类型放大器具有较强的共模抑制能力，一般增益＝10的情况下，共模抑制比一般可以达到100db水平，可以将陀螺传感器的差分振动信号进行放大，可以提高环式机械陀螺的差分信号共模抑制能力。并将陀螺传感器的振动信号转换成单端信号，单端信号具有布线方便、接口方便处理的优点。
需要说明的是，共模放大后的信号作为环式机械陀螺基础信号用于振动信号的检测。
具体的，N3选取Mu lt ip ly_Feedback型滤波器架构处理信号，将振动信号中残余的载波信号滤除。
具体的，如图2所示，电容C3、电阻R8参数组成无源滤波的第一级高通滤波特性的高截止频率。电阻R9、电容C4参数决定第二级低通滤波特性的低截止频率。整体形成带通滤波特性，带通滤波参数与环式机械陀螺的表头特性强耦合。
其中，电阻R8、电阻R9的构成采用MOS管的三极管的工作区域原理，形成可控电阻的形式，进而实现参数可控的模拟滤波作用，以适应不同的环式机械陀螺表头，提高模拟电路的适应性。
具体的，如附图3所示，附图3中的电路部分为附图1中的E信号整定部分。信号1通过R13进入后，由N4的运放的正端的电位计R*进行相位移动调整，使得振动检测信号由N4的1脚输出，N4的1脚输出通过电阻R14与运放的输入负端形成负反馈，N4的输出通过电阻R16进入运放N5，N5的负端输入由电路的直流工作点VCM提供，N5的输出端通过电阻R17形成负反馈回路后，再通过电阻R18进入运放N6的负相输入端，运放的正端输入由VCM通过电阻R19提供，再由R20形成电路负反馈，运放N6的输出为信号2。
具体的，信号2带有振动信号频率和相位信息，如附图4所示，附图4中的电路部分是附图1中的E信号整定部分。该信号2分别通过电阻R21、R22进入运放N7的负端、正端，负端输入通过电阻R23与输出端相联，正端通过电阻R24与输出端相联，输出端通过二极管D1形成限幅功能。D1的上端电路通过电阻R25进入运放N8的负端，D1的下端电路直接进入N8的正端输入，R26是N8的负反馈电阻，N8的输出通过电阻R27、R28进入运放N9的正端输入，N9的正端输入与电容C8形成低通滤波器，电容C7、C6以并联的形式与运放N9的负端输入相联，N9的输出端通过电阻R29进入运放N10，运放N10的正端输入通过R31提供输出信号的直流工作点，电容C9与电阻R31相联形成低通滤波。电阻R30与电容C10形成运放N10的输出负反馈形式。由N10电路整定后振动信号直流信息，用于陀螺驱动信号的幅度信息。
其中，信号1为环式机械陀螺振动检测信号，是将环式机械陀螺的振动位移转化为电容变化后，再利用电容检测的原理对变化的电容转化成电压的信号
信号2为通过相位移动控制环节后的环式机械陀螺的振动位移信号。
信号3为通过幅度控制环节后的环式机械陀螺的振动位移信号，经过改环节后信号具备了驱动环路信号幅度控制的能力。
实施举例1
高精度MEMS环式机械陀螺的性能体现在振动信号检测、控制能力方面，振动位移的电容检测，采用模拟开关控制的载波调制的形式，将载波施加到环式机械陀螺的谐振子公共端，环式机械陀螺谐振子振动产生的微位移信号转换为微电容检测信号，载波信号附加到微电容信号端，使微电容信号附带着载波频率上的振动信号，振动信号通过载波进行控制时序，该时序控制外部电路对微电容进行充电和放电处理，使微电容的检测信号被载波信号进行解调，通过该调制、解调信号通道的处理方式，使环式机械陀螺的振动信号在传感器内部传递的过程中，以相对高频的形式传递，降低低频交叉耦合信号的干扰，提高环式机械陀螺的检测信噪比。该微电容检测电路方案适用于所有微电容检测微小位移的应用方面，例如，压力传感器，差压变送器，摆式加速度计等传感器测量领域
实施举例2
微电容检测信号经过实施举例1的调制解调后，微电容信息进入电容差分放大环节，利用共模抑制能力强的仪表放大器对差分微电容信号进行放大，将差分微电容信号转换成单端信号，该单端信号携带着微电容的微小位移信号。利用仪表放大器较强的共模抑制能力，可以提供100dB以上的共模抑制能力。该处理方式可以应用于差分电容检测等领域，对于差压传感器的差分电容检测具有优异的性能优势。
实施举例3
经过仪表放大器处理后的信号，进入信号整定环节，信号整定环节采用MOS管的三极管区域压控电阻特性，实现附图2中的R8、R9作为可变电阻，可变电阻的阻值特性可以更改模拟滤波器的滤波特性，产生于环式机械陀螺相关的带通滤波器特性，使电路与环式机械陀螺谐振频率的可适配性极大的提升，针对不同的环式机械陀螺谐振频率，设计相应的带通滤波器，极大的提升检测电路的信噪比的同时。提高电路的表头适配性。该方案主要用于自适应滤波器的设计环节，十分有利于用于谐振式陀螺的信号处理。例如，半球谐振陀螺、微半球谐振陀螺的自适应滤波器的信号处理环节。
Claims (8)
1.一种适用于环式机械陀螺的电容检测及幅度控制电路，其特征在于，所述电路包括载波发生电路A、环式机械陀螺谐振子B、模拟开关通道C、电容差分放大D、信号整定E、信号移相F和幅度控制G，其中：
载波发生电路A用于产生正弦/方波的载波信号，载波发生电路A的输出端分别与环式机械陀螺谐振子B和模拟开关通道C连接，模拟开关通道C的输出端依次与电容差分放大D、信号整定E、信号移相F和幅度控制G连接，幅度控制G的输出端与环式机械陀螺谐振子B连接。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，模拟开关通道C和电容差分放大D的电路具体包括：
载波解调模拟开关控制端N1的一端接地，载波解调模拟开关控制端N1的的另一端分别与R3、R4连接；R3的另一端通过R5与N2的负端连接，R4的另一端通过R6与N2的正端连接，N2的输出端依次与R7、C3连接；C3的另一端分别与R8、R9、R12的一端连接；R8的另一端接地；R9的另一端分别与R10、C4的一端连接；R10另一端通过C5与N3的输出端连接；C4另一端接地；R12的另一端通过C5与R10连接；N3的正端通过R11接地；VDD分别与电阻R1的一端、R2的一端连接；电阻R1的另一端与电容C1的一端连接，R2的另一端与电容C2的一端连接；C1的另一端、C2的另一端分别与环式机械陀螺谐振子B的两端连接。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，环式机械陀螺谐振子B即电容C1、C2的公共极板，载波信号分别施加到环式机械陀螺谐振子B和载波解调模拟开关控制端N1处，由模拟开关控制的检测电容C1、C2的上极板节点Node1、Node2处，载波信号控制模拟开关N1；N1当控制信号载波幅度为高时，模拟开关切换到地，使电容C1、C2上极板电荷与地相联，将电容上一个时钟周期的电荷释放掉，当模拟开关断开后，通过上拉的VDD及电阻R1、R2进行对电容C1、C2进行充电，完成一个载波周期的电容充放电。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，信号整定E的电路具体包括：
信号1通过R13进入后，由运放N4的正端的电位计R*进行相位移动调整，使得振动检测信号由N4的1脚输出，N4的1脚输出通过电阻R14与运放的输入负端形成负反馈，N4的输出端通过电阻R16进入运放N5的正端，N5的负端与电路的直流工作点VCM连接，N5的输出端通过电阻R17形成负反馈回路后，再通过电阻R18进入运放N6的负相输入端，运放N6的正端输入与VCM通过电阻R19连接，再由R20形成电路负反馈，运放N6的输出为信号2。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，信号整定E的电路还包括：
信号2通过电阻R21与运放N7的负端连接，通过电阻R22与运放N7的正端连接，运放N7负端输入通过电阻R23与运放N7输出端相连，运放N7正端通过电阻R24与运放N7输出端相连，运放N7输出端通过二极管D1形成限幅功能；D1的上端电路通过电阻R25进入运放N8的负端，D1的下端电路直接进入N8的正端输入，R26是N8的负反馈电阻，N8的输出通过电阻R27、R28进入运放N9的正端输入，N9的正端输入与电容C8形成低通滤波器，电容C7、C6以并联的形式与运放N9的负端输入相联，N9的输出端通过电阻R29进入运放N10，运放N10的正端输入通过R31提供输出信号的直流工作点，电容C9与电阻R31相联形成低通滤波；电阻R30与电容C10形成运放N10的输出负反馈形式；由N10电路整定后振动信号直流信息，用于陀螺驱动信号的幅度信息。
6.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，电容C3、电阻R8参数组成无源滤波的第一级高通滤波特性的高截止频率。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，电阻R9、电容C4参数决定第二级低通滤波特性的低截止频率；整体形成带通滤波特性，带通滤波参数与环式机械陀螺的表头特性强耦合。
8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，电阻R8、电阻R9的构成采用MOS管的三极管的工作区域原理，形成可控电阻的形式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311736971.8A CN117705073A (zh) | 2023-12-15 | 2023-12-15 | 一种适用于环式机械陀螺的电容检测及幅度控制电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311736971.8A CN117705073A (zh) | 2023-12-15 | 2023-12-15 | 一种适用于环式机械陀螺的电容检测及幅度控制电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117705073A true CN117705073A (zh) | 2024-03-15 |
Family
ID=90154927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311736971.8A Pending CN117705073A (zh) | 2023-12-15 | 2023-12-15 | 一种适用于环式机械陀螺的电容检测及幅度控制电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117705073A (zh) |
-
2023
- 2023-12-15 CN CN202311736971.8A patent/CN117705073A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108562383B (zh) | 静电激励/压阻检测硅微谐振式压力传感器闭环自激系统 | |
| CN108253952A (zh) | 一种零偏自校准mems陀螺仪及其零偏自校准方法 | |
| CN1764824B (zh) | 检波电路、检波方法以及物理量测定装置 | |
| US20030200803A1 (en) | Pulse width modulation drive signal for a MEMS gyroscope | |
| JP6785795B2 (ja) | ジャイロスコープの位相に基づく測定及び制御 | |
| CN111024056B (zh) | 一种高动态输入的mems陀螺带宽扩展闭环控制方法 | |
| CN106289212B (zh) | 用于硅微音叉陀螺的集成测控单元 | |
| CN106969785B (zh) | 陀螺仪自校准装置及方法 | |
| CN115824181A (zh) | 谐振陀螺分时复用电容检测方法、控制系统及谐振陀螺 | |
| CN113819898B (zh) | 一种正交力反馈闭环的小频差石英陀螺误差抑制方法 | |
| CN117705073A (zh) | 一种适用于环式机械陀螺的电容检测及幅度控制电路 | |
| CN108332732B (zh) | 微机械单振子三轴陀螺仪的驱动和检测装置 | |
| CN106525015A (zh) | 物理量检测系统、电子设备以及移动体 | |
| CN106323263A (zh) | 硅微陀螺机电结合带通sigma‑delta闭环检测电路 | |
| CN108332734B (zh) | 测量微机械单振子三轴陀螺仪的三轴角速度的方法 | |
| CN108318019B (zh) | 测量微机械单振子三轴陀螺仪的三轴角速度的方法 | |
| CN114199221B (zh) | 一种频率可调的mems陀螺仪自激启动电路 | |
| CN114353775B (zh) | 一种微机械陀螺集成电路 | |
| EP4113060A1 (en) | Driving circuit for controlling a mems oscillator of resonant type | |
| CN108318018B (zh) | 微机械单振子三轴陀螺仪 | |
| JPH0412398Y2 (zh) | ||
| CN101115325B (zh) | 一种适合单芯片集成的调频硅微电容传声器系统 | |
| CN108332733B (zh) | 微机械单振子三轴陀螺仪的驱动和检测装置 | |
| CN108332731B (zh) | 微机械单振子三轴陀螺仪 | |
| WO2024147299A1 (en) | Systems and methods for real-time frequency shift detection technical field |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |