[发明专利]自适应相位对准电路、调试方法及陀螺仪测控电路

说明书

一种自适应相位对准电路，包括：数控移相器，用于调节第一信号的相位，锁相环，用于对移相后的第一信号进行锁相滤波，从第一信号中获取第二信号，鉴相器，用于比较第二信号与第三信号的相位，得到第二信号和第三信号的相位差，第二信号与第三信号之间存在特定的相位对准关系，信号转换模块，用于将相位差转换为数字量，加法器，用于计算第一信号的相位调节控制量，基于相位调节使数控移相器将第一信号的相位调节到与第三信号对准。基于此电路，本公开还提供了一种陀螺仪测控电路，通过自适应相位对准电路将陀螺仪的正交误差与其载波信号进行90度相位对准，以便于相干解调器准确提取科氏位移，进一步可利用科氏位移计算陀螺仪的角速度。

技术领域

本公开涉及陀螺仪技术领域，尤其涉及一种自适应相位对准电路、调试方法及陀螺仪测控电路。

背景技术

相对于传统陀螺仪，硅MEMS陀螺仪具有成本低、功耗低、尺寸小、重量轻和可靠性高等显著优势，已经在消费电子、汽车和工业控制等领域实现了广泛的应用。

通常MEMS陀螺仪是振动式陀螺，它基于科氏效应进行角速度的感测。如果陀螺仪在X轴被驱动至稳定振荡，此时若在Z轴再输入一个旋转角速度，那么在Y轴(检测轴)就会产生一个科氏位移，检测此位移量便可获知输入的角速度大小。为提高MEMS陀螺仪的抗干扰能力，MEMS陀螺仪一般工作于低通区而非模态匹配区，这就造成科氏位移极其微弱。由于微加工工艺的非理想因素，MEMS陀螺仪的驱动位移会偏离X轴一个角度，使得驱动位移的分量耦合到检测轴，形成正交误差。正交误差的相位滞后科氏位移90度，并且正交误差的幅度远大于科氏位移。通常采用相干解调法来提取科氏位移，完成角速度检测。

发明内容

本公开提供了一种自适应相位对准电路、调试方法及陀螺仪测控电路，用以解决上述技术问题。

本公开提供了一种自适应相位对准电路，包括：数控移相器，用于调节第一信号的相位；锁相环，用于对移相后的所述第一信号进行锁相滤波，从所述第一信号中获取第二信号；鉴相器，用于比较所述第二信号与第三信号的相位，得到所述第二信号和所述第三信号的相位差，所述第二信号与所述第三信号之间存在特定的相位对准关系；信号转换模块，用于将所述相位差转换为数字量；加法器，用于计算所述数字量与预置数字量之和，得到所述第一信号的相位调节控制量，以及，将所述相位调节控制量传输给所述数控移相器，使所述数控移相器将所述第一信号的相位调节到与所述第三信号形成90度的相位对准。

可选地，数控移相器包括：运算放大器、第一电阻、第二电阻、数控调极点子电路；所述第一电阻的一端与所述第一信号的输入端连接，另一端与所述运算放大器的负向输入端连接；所述第二电阻的一端与所述运算放大器的负向输入端连接，另一端与所述运算放大器的输出端连接；所述数控调极点子电路的第一端口与所述第一信号的输入端连接，第二端口与所述运算放大器的正向输入端连接，第三端口与外部数字信号输入端连接。

可选地，所述数控调极点子电路至少包括数控可调电阻器或数控可调电容器，所述数控可调电阻器或数控可调电容器受所述外部数字信号控制，用于调节所述数控移相器的极点位置，以使所述第一信号的相位发生相应变化。

可选地，所述信号转换模块包括：鉴相器，用于将所述相位差转换为电压控制信号；电荷泵，用于将所述的电压控制信号转换为电流信号；环路滤波器，用于将所述电流信号转换为电压信号；模数转换器，用于将所述电压信号转换为所述数字量。

可选地，所述锁相环设有输入信号阈值，仅使所述第一信号中高于所述输入信号阈值的部分信号输入所述锁相环中。

可选地，所述锁相环对所述第一信号锁相滤波处理后，输出的所述第二信号与所述第一信号同相。