CN217335417U - 一种挠性陀螺仪用三相电源产生器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种挠性陀螺仪用三相电源产生器，包括晶体振荡器、分频电路、计数电路、自动复位电路、逻辑运算电路和功率驱动电路；晶体振荡器的信号输出端与分频电路的信号输入端连接；分频电路的信号输出端与计数电路的信号输入端连接；自动复位电路的信号输出端与计数电路的信号输入端连接；计数电路的信号输出端与逻辑运算电路的信号输入端连接；逻辑运算电路的信号输出端与功率驱动电路的信号输入端连接；功率驱动电路的信号输出端用于与驱动电机电连接。本方案中的各电路均可以采用硬件电路进行实现，由此使得本方案的三相电源产生器不依赖于软件编程，故本方案的三相电源产生器开发周期短、使用成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及挠性陀螺仪技术领域，具体涉及一种挠性陀螺仪用三相电源产生器。
背景技术
挠性陀螺仪具有体积小、重量轻、可靠性高、成本低、能够消除支承摩擦等特点 ，挠性陀螺仪主要用于惯性导航系统，提供角速度等信息。
随着挠性陀螺仪技术的发展和市场需求的改变，挠性陀螺仪组件逐步往小型化、国产化的方向发展；挠性陀螺仪主要由陀螺转子、挠性接头、驱动电机、信号器和力矩器五大部分组成，其中，挠性陀螺仪中驱动电机的转动需要三相电源的驱动，目前挠性陀螺仪组件的三相电源主要是通过微控制器、FPGA等可编程芯片，在程序的控制下产生驱动逻辑信号来驱动功率器件，最终生成可驱动电机的三相电源，这种采用软件方式产生三相电源的方法，由于可编程芯片的价格、程序软件的开发环境成本、程序软件的测评费用都很高，进而导致采用软件方式产生三相电源的方法存在技术开发周期长，成本高等问题。
实用新型内容
针对现有技术存在的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是：如何提供一种技术开发周期短，且使用成本低的挠性陀螺仪用三相电源产生器。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种挠性陀螺仪用三相电源产生器，包括晶体振荡器、分频电路、计数电路、自动复位电路、逻辑运算电路和功率驱动电路；
所述晶体振荡器的信号输出端与所述分频电路的信号输入端连接，所述晶体振荡器用于产生具有第一频率的交流信号，并将具有第一频率的交流信号输送到所述分频电路；
所述分频电路的信号输出端与所述计数电路的信号输入端连接，以用于对所述晶体振荡器产生的交流信号进行分频处理，并将分频处理后的信号输送到所述计数电路；
所述自动复位电路的信号输出端与所述计数电路的信号输入端连接，以用于对所述计数电路进行复位处理；
所述计数电路的信号输出端与所述逻辑运算电路的信号输入端连接，以用于对所述分频电路分频处理后的信号进行计数处理，并在所述自动复位电路的作用下输出设定状态的交流信号到所述逻辑运算电路；
所述逻辑运算电路的信号输出端与所述功率驱动电路的信号输入端连接，以用于对所述计数电路输出的设定状态的交流信号进行逻辑运算，并得到三路相位相差120°的交流信号输出给所述功率驱动电路；
所述功率驱动电路的信号输出端用于与驱动电机电连接，以用于将三路相位相差120°的交流信号进行功率放大处理后输出到驱动电机。
本实用新型的工作原理是：本方案利用晶体振荡器产生具有第一频率的交流信号，具体使用时，根据不同电源的频率计算选择相应的晶体振荡器的交流信号的第一频率数据，然后利用分频电路对该交流信号进行分频处理，分频处理后的信号进一步输送到计数电路进行计数处理，同时自动复位电路对计数电路进行复位处理，使得计数电路输出设定状态的交流信号到逻辑运算电路，逻辑运算电路再进一步将信号处理为三路相位相差120°的交流信号输出给功率驱动电路，功率驱动电路再将信号进行功率放大处理后输出三相电源给挠性陀螺仪的驱动电机。
本方案三相电源产生器中的各电路均可以采用硬件电路进行实现，由此使得本方案的三相电源产生器不依赖于软件编程，故本方案的三相电源产生器开发周期短、使用成本低。
优选的，三相电源产生器还包括自举电路，所述自举电路的信号输出端与所述功率驱动电路的信号输入端连接。
这样，利用自举电路进行控制死区的保护设计，以达到简化功率驱动电路的目的。
优选的，所述晶体振荡器为有源晶振振荡器。
优选的，所述第一频率为3.072MHz。
优选的，所述分频电路包括分频器，所述分频器用于对所述晶体振荡器产生的交流信号进行1024分频，以得到频率为3000Hz的方波信号。
优选的，所述自动复位电路包括或非门芯片，所述或非门芯片用于对所述计数电路进行复位处理，以使得所述计数电路输出6个状态，且频率为500Hz的交流信号。
优选的，所述逻辑运算电路包括三端输入或门芯片，所述三端输入或门芯片用于对所述计数电路输出的设定状态的交流信号进行逻辑运算，以得到三路相位相差120°的交流信号。
优选的，所述功率驱动电路包括场效应驱动芯片和驱动场效应管，所述场效应驱动芯片的信号输入端与所述逻辑运算电路的信号输出端连接，且所述场效应驱动芯片的信号输出端与所述驱动场效应管的信号输入端连接，所述驱动场效应管的信号输出端用于与驱动电机连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本技术方案开创性的对晶体振荡器进行分频、计数、数字逻辑运算等处理，同时对功率驱动电路进行控制死区保护设计，实现了全硬件方案产生三相电源的目的。
2、本方案针对不同频率的要求只需改变晶振振荡器的频率即可，降低了开发难度和时间成本。
3、本技术方案通过实现去软件化，节约了软件开发环境搭建费用、控制芯片及相应配套电路的硬件费用、软件开发时间等，达到了缩短技术开发周期，降低使用成本的目的。
附图说明
图1为本实用新型挠性陀螺仪用三相电源产生器的系统框图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
如附图1所示，一种挠性陀螺仪用三相电源产生器，包括晶体振荡器、分频电路、计数电路、自动复位电路、逻辑运算电路和功率驱动电路；
晶体振荡器的信号输出端与分频电路的信号输入端连接，晶体振荡器用于产生具有第一频率的交流信号，并将具有第一频率的交流信号输送到分频电路；
分频电路的信号输出端与计数电路的信号输入端连接，以用于对晶体振荡器产生的交流信号进行分频处理，并将分频处理后的信号输送到计数电路；
自动复位电路的信号输出端与计数电路的信号输入端连接，以用于对计数电路进行复位处理；
计数电路的信号输出端与逻辑运算电路的信号输入端连接，以用于对分频电路分频处理后的信号进行计数处理，并在自动复位电路的作用下输出设定状态的交流信号到逻辑运算电路；
逻辑运算电路的信号输出端与功率驱动电路的信号输入端连接，以用于对计数电路输出的设定状态的交流信号进行逻辑运算，并得到三路相位相差120°的交流信号输出给功率驱动电路；
功率驱动电路的信号输出端用于与驱动电机电连接，以用于将三路相位相差120°的交流信号进行功率放大处理后输出到驱动电机。
本实用新型的工作原理是：本方案利用晶体振荡器产生具有第一频率的交流信号，具体使用时，根据不同电源的频率计算选择相应的晶体振荡器的交流信号的第一频率数据，然后利用分频电路对该交流信号进行分频处理，分频处理后的信号进一步输送到计数电路进行计数处理，同时自动复位电路对计数电路进行复位处理，使得计数电路输出设定状态的交流信号到逻辑运算电路，逻辑运算电路再进一步将信号处理为三路相位相差120°的交流信号输出给功率驱动电路，功率驱动电路再将信号进行功率放大处理后输出三相电源给挠性陀螺仪的驱动电机。
本方案三相电源产生器中的各电路均可以采用硬件电路进行实现，由此使得本方案的三相电源产生器不依赖于软件编程，故本方案的三相电源产生器开发周期短、使用成本低。
在本实施例中，三相电源产生器还包括自举电路，自举电路的信号输出端与功率驱动电路的信号输入端连接。
这样，利用自举电路进行控制死区的保护设计，以达到简化功率驱动电路的目的。
在本实施例中，晶体振荡器为有源晶振振荡器。
在本实施例中，第一频率为3.072MHz。
在本实施例中，分频电路包括分频器，具体的，本实施例中，分频器采用CD4040芯片，分频器用于对晶体振荡器产生的交流信号进行1024分频，以得到频率为3000Hz的方波信号。
在本实施例中，自动复位电路包括或非门芯片，或非门芯片用于对计数电路进行复位处理，以使得计数电路输出6个状态，且频率为500Hz的交流信号。具体的，本实施例中，或非门芯片选用CD4001芯片，计数电路采用CD4017芯片。
在本实施例中，逻辑运算电路包括三端输入或门芯片，三端输入或门芯片用于对计数电路输出的设定状态的交流信号进行逻辑运算，以得到三路相位相差120°的交流信号。具体的，本实施例中，三端输入或门芯片采用CD4075芯片。
在本实施例中，功率驱动电路包括场效应驱动芯片和驱动场效应管，场效应驱动芯片的信号输入端与逻辑运算电路的信号输出端连接，且场效应驱动芯片的信号输出端与驱动场效应管的信号输入端连接，驱动场效应管的信号输出端用于与驱动电机连接。具体的，本实施例中，场效应驱动芯片采用EG2104芯片，驱动场效应管采用CJQ4800。
本技术方案开创性的对晶体振荡器进行分频、计数、数字逻辑运算等处理，同时对功率驱动电路进行控制死区保护设计，实现了全硬件方案产生三相电源的目的。本方案针对不同频率的要求只需改变晶振振荡器的频率即可，降低了开发难度和时间成本。本技术方案通过实现去软件化，节约了软件开发环境搭建费用、控制芯片及相应配套电路的硬件费用、软件开发时间等，达到了缩短技术开发周期，降低使用成本的目的。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种挠性陀螺仪用三相电源产生器，其特征在于，包括晶体振荡器、分频电路、计数电路、自动复位电路、逻辑运算电路和功率驱动电路；
所述晶体振荡器的信号输出端与所述分频电路的信号输入端连接，所述晶体振荡器用于产生具有第一频率的交流信号，并将具有第一频率的交流信号输送到所述分频电路；
所述分频电路的信号输出端与所述计数电路的信号输入端连接，以用于对所述晶体振荡器产生的交流信号进行分频处理，并将分频处理后的信号输送到所述计数电路；
所述自动复位电路的信号输出端与所述计数电路的信号输入端连接，以用于对所述计数电路进行复位处理；
所述计数电路的信号输出端与所述逻辑运算电路的信号输入端连接，以用于对所述分频电路分频处理后的信号进行计数处理，并在所述自动复位电路的作用下输出设定状态的交流信号到所述逻辑运算电路；
所述逻辑运算电路的信号输出端与所述功率驱动电路的信号输入端连接，以用于对所述计数电路输出的设定状态的交流信号进行逻辑运算，并得到三路相位相差120°的交流信号输出给所述功率驱动电路；
所述功率驱动电路的信号输出端用于与驱动电机电连接，以用于将三路相位相差120°的交流信号进行功率放大处理后输出到驱动电机。
2.根据权利要求1所述的挠性陀螺仪用三相电源产生器，其特征在于，三相电源产生器还包括自举电路，所述自举电路的信号输出端与所述功率驱动电路的信号输入端连接。
3.根据权利要求1所述的挠性陀螺仪用三相电源产生器，其特征在于，所述晶体振荡器为有源晶振振荡器。
4.根据权利要求1所述的挠性陀螺仪用三相电源产生器，其特征在于，所述第一频率为3.072MHz。
5.根据权利要求1所述的挠性陀螺仪用三相电源产生器，其特征在于，所述分频电路包括分频器，所述分频器用于对所述晶体振荡器产生的交流信号进行1024分频，以得到频率为3000Hz的方波信号。
6.根据权利要求1所述的挠性陀螺仪用三相电源产生器，其特征在于，所述自动复位电路包括或非门芯片，所述或非门芯片用于对所述计数电路进行复位处理，以使得所述计数电路输出6个状态，且频率为500Hz的交流信号。
7.根据权利要求1所述的挠性陀螺仪用三相电源产生器，其特征在于，所述逻辑运算电路包括三端输入或门芯片，所述三端输入或门芯片用于对所述计数电路输出的设定状态的交流信号进行逻辑运算，以得到三路相位相差120°的交流信号。
8.根据权利要求1所述的挠性陀螺仪用三相电源产生器，其特征在于，所述功率驱动电路包括场效应驱动芯片和驱动场效应管，所述场效应驱动芯片的信号输入端与所述逻辑运算电路的信号输出端连接，且所述场效应驱动芯片的信号输出端与所述驱动场效应管的信号输入端连接，所述驱动场效应管的信号输出端用于与驱动电机连接。
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2022
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