[发明专利]基于一体化封装的小尺寸光纤陀螺信号处理电路

说明书

本发明涉及惯性导航技术领域，具体涉及基于一体化封装的小尺寸光纤陀螺信号处理电路，包括：信号采集单元、输出驱动单元以及RS‑422/485通讯接口单元；所有单元使用裸芯片，且各个单元独立工作，互不干扰，信号采集单元、输出驱动单元以及RS‑422/485通讯接口单元均封装于同一个腔体内，实现一体化封装。本发明采用一体化封装，单腔体多层布线集成多个元器件，将各个功能单元封装集成于同一个腔体内，相对于现有的分立器件结构，提高了光纤陀螺系统集成度，在集成光纤陀螺系统需要的多种功能的同时，极大减少了电路封装的尺寸，且能够满足GJB2438A‑2002《混合集成电路通用规范》中的H级标准军用质量等级的要求。

技术领域

本发明涉及惯性导航技术领域，具体涉及基于一体化封装的小尺寸光纤陀螺信号处理电路。

背景技术

光纤陀螺是惯性导航系统的重要部件，主要由光路和信号处理电路两部分组成。在传统的设计中，信号处理电路目的是把光纤陀螺的电压信号转换为频率信号。信号处理电路通常采用分离的塑封或陶封器件进行设计，这种设计往往效率低、成本高，并且占用空间较大，容易造成信号串扰以及损耗，阻碍了光纤陀螺的小型化，从而限制了光纤陀螺的应用领域。

发明内容

为了解决上述传统信号处理电路效率低、成本高、占用空间较大的问题，本发明提供一种基于一体化封装的小尺寸光纤陀螺信号处理电路。

一种基于一体化封装的小尺寸光纤陀螺信号处理电路，包括：信号采集单元、输出驱动单元以及RS-422/485通讯接口单元；所有单元使用裸芯片，且各个单元独立工作，互不干扰，信号采集单元、输出驱动单元以及RS-422/485通讯接口单元均封装于同一个腔体内，实现一体化封装。

进一步的，腔体底座内部的布线方式为多层布线，用于电气连接，实现多器件、多芯片的一体化封装，布线尺寸为14.60±0.20mm×14.60±0.20mm×2.5±0.25mm。

进一步的，所述信号采集单元主要用于光纤陀螺系统光电探测器信号的采集和转换，采集1V_PP的模拟信号，并将模拟信号转换为14位数字信号。

进一步的，所述信号采集单元包括差分运算放大器和模数转换器，所述差分运算放大器用于将采集的模拟信号进行放大处理；所述模数转换器用于实现1路1V_PP模拟信号的转换。

进一步的，所述输出驱动单元把16位数字信号转换为差分模拟信号，差分模拟信号输出幅度不低于8V_PP，主要用于驱动Y波导。

进一步的，所述输出驱动单元包括数模转换器和双通道运算放大器，其中，数模转换器用于实现16位数字信号转换为差分模拟信号，双通道运算放大器主要是对差分模拟信号的幅度进行调整，使得输出差分幅度在8V_PP以上。

进一步的，所述RS-422/485通讯接口收发单元包括1路RS-422/485接口接收单元和1路RS-422/485接口发送单元，主要用于数据通讯。

进一步的，RS-422/485通讯接口收发单元采用RS-422/485收发芯片进行设计，实现1路RS-422/485收发功能。

进一步的，小尺寸光纤陀螺信号处理电路中所选用的电子元器件均满足-55℃～125℃军用使用环境。

进一步的，所述腔体为陶瓷腔体，实现一体化封装采用高温共烧陶瓷工艺实现。

本发明的有益效果：

1.本发明的光纤陀螺信号处理电路采用集成化设计，光纤陀螺信号处理电路所需的信号采集功能、输出驱动功能、RS-422/485接口功能集成在同一个封装内实现，应用简单，提高光纤陀螺设计效率，降低成本；