[实用新型]并行激励陀螺数字化信号检测装置

说明书

本实用新型属于陀螺仪技术领域，具体公开了一种并行激励陀螺数字化信号检测装置。该装置包括前端模拟电路、模数隔离电路、接口电路和后端数字电路。在前端模拟电路中设计有通带可调采集器，以便根据后端数字电路中锁相环电路输出的频率信号进行在线实时调整通带频段，从而对噪声进行及时、有效地处理，避免噪声叠加在后级电路上，保证信号顺利传输。本实用新型将低频噪声和高频噪声同时滤除，利于提升数字化信号检测装置的信噪比。此外，本实用新型中的检测装置对环境敏感度较低，适用于恶劣环境下运行。

技术领域

本实用新型属于陀螺仪技术领域，涉及一种并行激励陀螺数字化信号检测装置。

背景技术

并行激励陀螺是较为常见的微机电传感器，由于陀螺机械结构本身的诸多特性，导致了其在运行过程中，不可避免地会产生各类误差，诸如信号漂移等。究其原因，除陀螺机械结构本身导致的误差外，其信号读出装置同样会加剧误差影响。因此，对于陀螺信号读出装置的研究显得尤为重要。经过调查发现，传统的陀螺信号读出方案，其前端电路的信号采集工作往往采用普通的放大器，对陀螺输出的信号进行采集。有的方案在传输过程中，采用了低通滤波，以便对高频噪声进行滤除。然而对于低频噪声造成的影响，并没有采取相关措施。此外，针对外部环境变化和陀螺悬臂梁蠕变等因素造成的谐振频段偏移问题，传统方案在信号读出层面未能予以有效解决。可见，传统的信号读出方案存在如下问题：

1.传统方案仅采用普通放大器对陀螺的输出信号进行提取采集，没有在最前端对噪声进行处理，导致噪声持续叠加在后级电路上，对信号传输产生影响。

2.传统方案在放大器之后的传输电路中只进行了低通滤波，忽视了低频噪声对于信号读出信噪比的影响。由于传统方案未对各类噪声进行及时地、有效地处理，导致传统的信号读出装置输出信号的零偏稳定性、标度因数稳定性以及信噪比普遍有待提高。

3.在实际运行过程中，由于外部恶劣环境的影响以及陀螺悬臂梁产生蠕变，其谐振频段会不断发生偏移，导致信号采集产生误差，传统方案对此问题并未有效处理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种数字化处理方案实现的并行激励陀螺数字化信号检测装置，以便及时、有效地将各类噪声滤除，利于提高信号检测装置的信噪比。

本实用新型为了实现上述目的，采用如下技术方案：

并行激励陀螺数字化信号检测装置，包括前端模拟电路、模数隔离电路、接口电路以及后端数字电路；其中，前端模拟电路包括两个通带可调采集器；

以上两个通带可调采集器分别连接到陀螺的输出端；

模数隔离电路包括ADC转换电路以及DAC转换电路；

其中，ADC转换电路有两个，且分别与一个通带可调采集器的输出端相连；

后端数字电路包括相干解调电路、减法器、加法器、锁相环电路、数控振荡器电路和PID控制器；相干解调电路有两个，即第一相干解调电路和第二相干解调电路；

减法器有一个；加法器有两个，即第一加法器和第二加法器；

两个ADC转换电路通过接口电路分别与第一相干解调电路和第二相干解调电路连接；

第一相干解调电路的同相信号输出端分别连接到减法器和第二加法器的输入端，第二相干解调电路的同相信号输出端分别连接到减法器和第二加法器的另一个输入端；

第一相干解调电路和第二相干解调电路的正交信号输出端与第一加法器的输入端相连；

第一加法器和第二加法器的输出端连接到锁相环电路的输入端；

锁相环电路的输出端分别与PID控制器的输入端以及数控振荡器电路的输入端相连；