JP2021144025A - Memsジャイロスコープ感度補償 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1は、2つの弁別可能な基本周波数を含む自己診断信号がMEMSジャイロスコープの二次ループに供給される、MEMSジャイロスコープの連続自己診断方法を開示している。
Claims (14)
- MEMSジャイロスコープの感度のドリフトを補償するための方法であって、
−生レート信号を生成するために同相搬送波信号によって角速度信号を復調することであり、前記角速度信号は、少なくとも1つの試験周波数を含む試験信号成分を含み、前記少なくとも1つの試験周波数は、前記MEMSジャイロスコープの公称周波数から逸脱する、復調することと、
−前記角速度信号を処理することによってDC試験信号を取得することであり、前記角速度信号を処理することは、
−前記試験信号成分が少なくとも2つの試験周波数を含む振幅変調試験信号を含む場合、
a)直交位相搬送波信号を使用して前記角速度信号を復調するステップと、
b)前記DC試験信号を取得するために前記復調角速度信号を試験信号搬送波信号と乗算するステップと
を実行すること、または
−前記試験信号成分が単一の試験周波数を含む場合、
b)前記DC試験信号を取得するために前記角速度信号を試験信号搬送波信号と乗算するステップを実施することを含む、取得すること、
または
−前記生レート信号をさらに処理することによって前記DC試験信号を取得することであり、前記生レート信号の前記さらなる処理は、
−前記DC試験信号を得るために、前記生レート信号を試験搬送波信号と乗算することを含む、取得することと
を含み、前記方法は、
−生試験信号を取得するために前記DC試験信号をローパスフィルタリングすることと、
−前記試験信号正規化値からの前記生試験信号のサンプルの偏差を表すオフセットゼロ化試験信号を生成するために、前記生試験信号の各サンプルを試験信号正規化値と比較することによって前記生試験信号のオフセットをゼロ化することと、
−前記オフセットゼロ化試験信号および所定の利得係数に基づいて感度補償乗数を決定することと、
−感度補償レート信号を提供するために前記生レート信号を前記感度補償乗数と乗算することと
をさらに含むことを特徴とする、方法。 - 前記感度補償乗数を決定する前に、前記オフセットゼロ化試験信号をローパスフィルタリングすることをさらに含む、請求項1または2に記載の方法。
- −前記オフセットゼロ化試験信号の各サンプルをオフセット閾値と比較することと、
−前記オフセットが前記オフセット閾値以上である場合に前記サンプルを廃棄すること、または
−前記オフセットが前記オフセット閾値未満である場合に前記サンプルを先入れ先出しキューに追加することと、前記先入れ先出しキュー内のサンプルを前記オフセットゼロ化試験信号として使用することと
をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 - −前記MEMSジャイロスコープ内の前記少なくとも1つの試験周波数の位相シフトの影響を緩和するために前記直交位相搬送波信号を位相トリミングすることと、
−前記ステップa)において復調のために前記位相トリミングされた直交位相搬送波信号を使用することと
をさらに含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 - 直交制御信号を生成するために前記直交位相搬送波信号を使用して前記角速度信号を復調すること
をさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 - 連続感度補償レート信号を生成するために前記感度補償レート信号をローパスフィルタリングすること
をさらに含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 - MEMSジャイロスコープ自体の感度のドリフトを補償するように構成されているMEMSジャイロスコープであって、
−生レート信号を生成するために同相搬送波信号によって角速度信号を復調するように構成されている第1の復調器であり、前記角速度信号は、少なくとも1つの試験周波数を含む試験信号成分を含み、前記少なくとも1つの試験周波数は、前記MEMSジャイロスコープの公称周波数から逸脱する、第1の復調器と、
−i)前記角速度信号を処理するように構成されている回路であり、
−前記試験信号成分が少なくとも2つの試験周波数を含む振幅変調試験信号を含む場合、前記角速度信号を処理するように構成されている前記回路は、
a)直交位相搬送波信号を使用して前記角速度信号を復調するように構成されている第2の復調器と、
b)DC試験信号を取得するために前記復調角速度信号を試験信号搬送波信号と乗算するように構成されている第1の乗算器とを備え、
−前記試験信号成分が単一の試験周波数を含む場合、前記角速度信号を処理するように構成されている前記回路は、
a)前記DC試験信号を取得するために前記角速度信号を前記試験信号搬送波信号と乗算するように構成されている第1の乗算器を備える、回路、
または
−ii)前記生レート信号をさらに処理するように構成されている回路であり、前記生レート信号をさらに処理するように構成されている前記回路は、前記DC試験信号を生成するために、前記生レート信号を前記試験搬送波信号と乗算するように構成されている第1の乗算器を備える、回路と
を備え、
前記MEMSジャイロスコープは、
−前記生試験信号を取得するために前記DC試験信号をフィルタリングするように構成されている第1のローパスフィルタと、
−前記試験信号正規化値からの前記生試験信号のサンプルの偏差を表すオフセットゼロ化試験信号を生成するために、前記生試験信号の各サンプルを試験信号正規化値と比較することによって前記生試験信号のオフセットをゼロ化するように構成されているオフセットゼロ化回路と、
−感度補償回路であり、
−前記オフセットゼロ化試験信号および所定の利得係数に基づいて感度補償乗数を決定することと、
−感度補償レート信号を提供するために前記生レート信号を前記感度補償乗数と乗算することと
を行うように構成されている、感度補償回路と
をさらに備えることを特徴とする、MEMSジャイロスコープ。 - 前記感度補償乗数を決定する前に前記オフセットゼロ化試験信号をローパスフィルタリングするように構成されている第2のローパスフィルタをさらに備える、請求項8または9に記載のMEMSジャイロスコープ。
- −前記オフセットゼロ化試験信号の各サンプルをオフセット閾値と比較し、前記オフセットが前記オフセット閾値以上である場合に前記サンプルを廃棄し、前記オフセットが前記オフセット閾値未満である場合に前記サンプルを先入れ先出しキューに追加するように構成されているIF&FIFO回路をさらに備え、前記先入れ先出しキュー内の前記サンプルは前記オフセットゼロ化試験信号として使用されるように構成されている、請求項8〜10のいずれか一項に記載のMEMSジャイロスコープ。
- −前記MEMSジャイロスコープ内の前記少なくとも1つの試験周波数の位相シフトの影響を緩和するために前記直交位相搬送波信号を位相トリミングし、前記位相トリミングされた直交位相搬送波信号を前記第2の復調器に提供するように構成されている位相トリミング回路
をさらに備える、請求項8〜11のいずれか一項に記載のMEMSジャイロスコープ。 - −直交制御信号を生成するために前記直交位相搬送波信号を使用して前記角速度信号を復調するように構成されている第3の復調器
をさらに備える、請求項8〜12のいずれか一項に記載のMEMSジャイロスコープ。 - 連続感度補償レート信号を生成するために前記感度補償レート信号をローパスフィルタリングするように構成されている第3のローパスフィルタ
をさらに備える、請求項8〜13のいずれか一項に記載のMEMSジャイロスコープ。
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