CN205160502U - 金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路 - Google Patents
金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205160502U CN205160502U CN201520959219.4U CN201520959219U CN205160502U CN 205160502 U CN205160502 U CN 205160502U CN 201520959219 U CN201520959219 U CN 201520959219U CN 205160502 U CN205160502 U CN 205160502U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- digital
- differential signal
- metal vibration
- vibration gyro
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
本实用新型公开一种用于金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路，该检测电路包含：输出第一差分信号的第一差分电路；第一模数转换器，模数转换第一差分信号输出第一数字信号；输出第二差分信号的第二差分电路；第二模数转换器，模数转换第二差分信号输出第二数字信号；数字处理器，选择第一数字信号或第二数字信号进行检测；第一差分电路的放大倍率小于第二差分电路的放大倍率。本实用新型通过小倍率的第一差分电路和大倍率的第二差分电路对金属振动陀螺差分信号进行不同放大倍率的信号合成，可以提高微弱信号的信噪比，对信号源和作为信号源负载的检测电压进行缓冲隔离，使信号源与信号检测电路之间互不影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及金属振动陀螺控制系统，具体涉及一种用于金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路。
背景技术
现有的卫星姿态控制系统所采用的金属振动陀螺组合对陀螺的精度要求越来越高，模拟控制的金属振动陀螺组合已经达不到所需精度，数字控制方式成为金属振动陀螺的主要研究方向。
数字控制的金属振动陀螺需要利用模数转换器（ADC）将模拟信号转换成为数字信号来检测金属振动陀螺信号。模数转换器的转换电压范围、电压分辨精度及抗干扰能力决定了金属振动陀螺的信号检测精度，进而决定了金属振动陀螺数字控制的精度。
当前航天应用中受限的模数转换器选用，限制了模数转换精度，模数转换分辨率的提高。
实用新型内容
本实用新型提供一种金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路，在使用现有模数转换器的前提下提高其信号分辨率，改善信号的抗干扰能力，提高金属振动陀螺的信号检测精度，进而提高金属振动陀螺的整体性能。
为实现上述目的，本实用新型提供一种用于金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路，其特点是，该检测电路包含：
第一差分电路，其对金属振动陀螺差分信号进行信号合成，输出第一差分信号；
第一模数转换器，其接收第一差分信号进行模数转换输出第一数字信号；
第二差分电路，其对金属振动陀螺差分信号进行信号合成，输出第二差分信号；
第二模数转换器，其接收第二差分信号进行模数转换输出第二数字信号；
数字处理器，其接收第一数字信号和第二数字信号，根据金属振动陀螺工作速率选择第一数字信号或第二数字信号进行检测；
上述第一差分电路的放大倍率小于第二差分电路的放大倍率；当金属振动陀螺工作速率大于预设速率阈值，则数字处理器选择第一数字信号；当金属振动陀螺工作速率小于预设速率阈值，则数字处理器选择第二数字信号。
上述第二差分电路与第二模数转换器之间设有限幅电路，当第二差分信号大于预设信号幅值，限幅电路对第二差分信号进行限幅。
上述第一差分电路和第二差分电路都连接并同步接受金属振动陀螺差分信号的差分同相端和差分反相端。
第一差分电路与第二差分电路分别对金属振动陀螺差分信号进行信号合成；第一差分电路的放大倍率小于第二差分电路的放大倍率；模数转换后进行检测信号选择，当金属振动陀螺工作速率大于预设速率阈值，则选择第一差分电路的输出对金属振动陀螺差分信号进行检测；当金属振动陀螺工作速率小于预设速率阈值，则选择第二差分电路的输出对金属振动陀螺差分信号进行检测。
本实用新型金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路及其检测信号选择方法和现有技术的金属振动陀螺差分信号检测技术相比，其优点在于，本实用新型通过小倍率的第一差分电路和大倍率的第二差分电路对金属振动陀螺差分信号进行不同放大倍率的信号合成，可以提高微弱信号的信噪比，对信号源和作为信号源负载的检测电压进行缓冲隔离，使信号源与信号检测电路之间互不影响；
本实用新型通过两路模数转换器同步转换，可灵活的选用不同放大倍率的模拟信号，对不同电压范围的信号分别选用模数转换电路，以提高电压信号的电压分辨精度，适用于高精度金属振动陀螺等应用场合；
本实用新型通过数字处理器灵活选用不同放大倍率的数字信号，以适应不同的工作模式；选用小倍率数字信号，满足大速率，高带宽的工作要求；选用大倍率数字信号，满足高精度，高带宽的工作要求，提高金属振动陀螺稳态工作时的性能。
附图说明
图1为本实用新型金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路实施例一的模块图；
图2为本实用新型金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路实施例二的模块图。
具体实施方式
以下结合附图，进一步说明本实用新型的具体实施例。
如图1所示，揭示了用于高精度金属振动陀螺数字控制系统的金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路的实施例一，该检测电路包含：第一差分电路101、第二差分电路102、第一模数转换器103、第二模数转换器104和数字处理器105。
第一差分电路101输入端同时接入金属振动陀螺差分信号的差分同相端和差分反相端，用于对金属振动陀螺差分信号进行信号合成，输出第一差分信号。
第二差分电路102输入端同时接入金属振动陀螺差分信号的差分同相端和差分反相端，用于对金属振动陀螺差分信号进行信号合成，输出第二差分信号。
这里，第一差分电路101的放大倍率小于第二差分电路102的放大倍率，利用小倍率差分电路和大倍率差分电路对金属振动陀螺差分信号进行不同放大倍率的信号合成，对信号源和作为信号源负载的检测电压进行缓冲隔离，使信号源与信号检测电路之间互不影响。
第一模数转换器103的输入端电路连接第一差分电路101，接收第一差分信号进行模数转换，输出第一数字信号至数字处理器105。
第二模数转换器104的输入端电路连接第二差分电路102，接收第二差分信号进行模数转换，输出第二数字信号至数字处理器105。
由于第一差分电路101的放大倍率小于第二差分电路102的放大倍率，第一数字信号倍率也小于第二数字信号。
数字处理器105输入端电路连接第一模数转换器103和第二模数转换器104，接收第一数字信号和第二数字信号。两路不同倍率的差分放大信号分别通过两路模数转换器同步对不同放大倍率的差分信号进行模数转换并同步输出至数字处理器105，数字处理器105根据金属振动陀螺工作速率对两通道的数字信号（即第一数字信号和第二数字信号）选择使用，进行金属振动陀螺的信号检测。
数字处理器105中设有预设速率阈值，预设速率阈值根据具体工艺要求设定，大于预设速率阈值定义金属振动陀螺工作于大速率范围，小于预设速率阈值定义金属振动陀螺工作于大速率范围。当金属振动陀螺工作速率大于预设速率阈值，金属振动陀螺工作于大速率范围时，陀螺信号电压大，此时数字处理器选用小倍率的第一数字信号，以适应大速率，高带宽的工作要求；当金属振动陀螺工作速率小于预设速率阈值，金属振动陀螺工作于小速率的稳态工作情况时，陀螺信号电压微弱，此时数字处理器选用大倍率的第二数字信号，以提高电压分辨率，满足高精度，高带宽的工作要求，提高金属振动陀螺稳态工作时的性能。
如图2所述，揭示了用于高精度金属振动陀螺数字控制系统的金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路的实施例二，该检测电路包含：第一差分电路201、第二差分电路202、第一模数转换器203、第二模数转换器204和数字处理器205、限幅电路206。
第一差分电路201输入端同时接入金属振动陀螺差分信号的差分同相端和差分反相端，用于对金属振动陀螺差分信号进行信号合成，输出第一差分信号。
第二差分电路202输入端同时接入金属振动陀螺差分信号的差分同相端和差分反相端，用于对金属振动陀螺差分信号进行信号合成，输出第二差分信号。
第一差分电路201的放大倍率小于第二差分电路202的放大倍率，利用小倍率差分电路和大倍率差分电路对金属振动陀螺差分信号进行不同放大倍率的信号合成，对信号源和作为信号源负载的检测电压进行缓冲隔离，使信号源与信号检测电路之间互不影响。
本实施例中，第二差分电路202输出端电路连接限幅电路206，输出连接至第二模数转换器204。限幅电路206用于对第二差分电路202的过大的输出进行限幅，当第二差分信号大于预设信号幅值，限幅电路对第二差分信号进行限幅。其中，预设信号幅值根据具体工艺要求设定。
第一模数转换器203的输入端电路连接第一差分电路201，接收第一差分信号进行模数转换，输出第一数字信号至数字处理器205。
第二模数转换器204的输入端电路连接限幅电路206，接收第二差分信号进行模数转换，输出第二数字信号至数字处理器205。
由于第一差分电路201的放大倍率小于第二差分电路202的放大倍率，第一数字信号倍率也小于第二数字信号。
数字处理器205输入端电路连接第一模数转换器203和第二模数转换器204，接收第一数字信号和第二数字信号。两路不同倍率的差分放大信号分别通过两路模数转换器同步对不同放大倍率的差分信号进行模数转换并同步输出至数字处理器205，数字处理器205根据金属振动陀螺工作速率对两通道的数字信号（即第一数字信号和第二数字信号）选择使用，进行金属振动陀螺的信号检测。
数字处理器205中设有预设速率阈值，大于预设速率阈值定义金属振动陀螺工作于大速率范围，小于预设速率阈值定义金属振动陀螺工作于大速率范围。当金属振动陀螺工作速率大于预设速率阈值，金属振动陀螺工作于大速率范围时，陀螺信号电压大，此时数字处理器选用小倍率的第一数字信号，以适应大速率，高带宽的工作要求；当金属振动陀螺工作速率小于预设速率阈值，金属振动陀螺工作于小速率的稳态工作情况时，陀螺信号电压微弱，此时数字处理器选用大倍率的第二数字信号，以提高电压分辨率，满足高精度，高带宽的工作要求，提高金属振动陀螺稳态工作时的性能。
以下说明上述金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路实施例二的检测信号选择方法，该方法具体包含以下步骤：
S1、第一差分电路201与第二差分电路202分别对金属振动陀螺差分信号进行信号合成；第一差分电路201的放大倍率小于第二差分电路的放大倍率202。
S2、第一差分电路201输出第一差分信号至第一模数转换器203进行数模转换输出第一数字信号。
第二差分电路202输出第二差分信号至第二模数转换器204，进行数模转换输出第二数字信号。
在第二差分信号输入第二模数转换器204之前，先输入至限幅电路206，判断第二差分信号是否过大，若是，第二差分信号大于限幅电路206的预设信号幅值，限幅电路对第二差分信号进行限幅，后输送第二差分信号至第二模数转换器204；若否，则直接输送第二差分信号至第二模数转换器204。
S3、第一数字信号与第二数字信号同时输入至数字处理器205进行检测信号选择。当金属振动陀螺工作速率大于预设速率阈值，则选择第一差分电路的输出对金属振动陀螺差分信号进行检测；当金属振动陀螺工作速率小于预设速率阈值，则选择第二差分电路的输出对金属振动陀螺差分信号进行检测。
以下说明数字处理器205进行检测信号选择的一种实施例，具体流程如下：
假定金属振动陀螺差分信号的电压范围为±U，第一差分电路201放大倍率为1，第二差分电路202放大倍率为k。
S3.1、数字处理器205同时接收小倍率的第一数字信号和大倍率的第二数字信号。
S3.2、第二数字信号经过幅值提取得到大倍率的第二数字信号的幅值。
同时，第一数字信号经过幅值提取得到小倍率的一数字信号的幅值。
S3.3、对第二数字信号进行溢出判断，判断是否溢出。
若否，则数字处理器205选择选择第二模数转换器204转换得到的第二数字信号进行检查。
若是，则跳转到S3.4。
S3.4、判断金属振动陀螺差分信号的电压范围是否持续≥U，若是，则数字处理器205转入故障诊断。若否，则数字处理器205选择第一模数转换器203转换得到的第一数字信号进行检测。
本实用新型金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路利用两路差分电路、两路模数转换器及相应的数字处理器组合成差分信号检测电路，对不同电压范围的信号分别选用模数转换电路，以提高电压信号的电压分辨精度，适用于高精度金属振动陀螺等应用场合。
尽管本实用新型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实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (3)
1.一种金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路，其特征在于，该检测电路包含：
第一差分电路，其对金属振动陀螺差分信号进行信号合成，输出第一差分信号；
第一模数转换器，其接收第一差分信号进行模数转换输出第一数字信号；
第二差分电路，其对金属振动陀螺差分信号进行信号合成，输出第二差分信号；
第二模数转换器，其接收第二差分信号进行模数转换输出第二数字信号；
数字处理器，其接收第一数字信号和第二数字信号，根据金属振动陀螺工作速率选择第一数字信号或第二数字信号进行检测；
所述第一差分电路的放大倍率小于第二差分电路的放大倍率。
2.如权利要求1所述的金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路，其特征在于，所述第二差分电路与第二模数转换器之间设有限幅电路，当第二差分信号大于预设信号幅值，限幅电路对第二差分信号进行限幅。
3.如权利要求1所述的金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路，其特征在于，所述第一差分电路和第二差分电路都连接并同步接受金属振动陀螺差分信号的差分同相端和差分反相端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520959219.4U CN205160502U (zh) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520959219.4U CN205160502U (zh) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205160502U true CN205160502U (zh) | 2016-04-13 |
Family
ID=55696142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520959219.4U Active CN205160502U (zh) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205160502U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105356881A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-02-24 | 上海新跃仪表厂 | 金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路及其检测信号选择方法 |
| CN111162784A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-15 | 北京工业大学 | 一种高分辨率模数转换器的实现方式 |
-
2015
- 2015-11-27 CN CN201520959219.4U patent/CN205160502U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105356881A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-02-24 | 上海新跃仪表厂 | 金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路及其检测信号选择方法 |
| CN111162784A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-15 | 北京工业大学 | 一种高分辨率模数转换器的实现方式 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102353836B (zh) | 宽范围电能表的电流通道增益动态调整方法 | |
| CN101576745B (zh) | 直接驱动阀用永磁直线音圈电机的全数字驱动控制器 | |
| CN103248364B (zh) | 一种惯性传感器imu信号模数转换模块 | |
| CN102230959A (zh) | 一种电能表的校正方法、系统及电能表 | |
| CN102288899A (zh) | 一种精密恒流恒压施加测试电路 | |
| CN104410418A (zh) | 一种高动态范围的模数转换电路 | |
| CN205160502U (zh) | 金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路 | |
| CN112362960A (zh) | 一种电参数高速高精度大动态范围测量系统及方法 | |
| CN105716597A (zh) | 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 | |
| CN110032126B (zh) | 一种多通道应变信号同步采集系统与方法 | |
| CN107656572B (zh) | 用数模转换器实现的多路可调电压源及其控制方法 | |
| CN105356881A (zh) | 金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路及其检测信号选择方法 | |
| CN205156926U (zh) | 用于金属振动陀螺的数字差分信号检测电路 | |
| CN103163924B (zh) | SoC芯片及其运放失调电压的补偿方法和补偿装置 | |
| CN103472751A (zh) | 纯电动汽车用ad采样电路 | |
| CN103439379A (zh) | 一种基于电化学传感器的读出电路及读出方法 | |
| CN102332829A (zh) | 交交变频器实际值采样的零点漂移数字抑制装置 | |
| CN103762959A (zh) | 一种信号占空比与周期检测系统及方法 | |
| CN102981085A (zh) | 通用串行总线接口动态信号测试分析系统 | |
| CN203661014U (zh) | 一种信号占空比与周期检测系统 | |
| CN104467853A (zh) | 一种ad转换电路 | |
| US4584560A (en) | Floating point digitizer | |
| CN110611507A (zh) | 一种具有全范围动态自检功能的a/d转换装置及方法 | |
| CN105277186B (zh) | 用于金属振动陀螺的数字差分信号检测电路及其检测方法 | |
| CN111551771A (zh) | If芯片及其数字补偿方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |