[发明专利]基于数字化嵌入式系统的微陀螺驱动与检测装置及方法

摘要

本发明提供一种基于数字化嵌入式系统的微陀螺驱动与检测装置及方法，所述装置包括：嵌入式数字单元、模拟电路单元以及无线模块；所述嵌入式数字单元与所述模拟电路单元连接，所述模拟电路单元与体声波固体波动微陀螺连接，所述无线模块集成于所述嵌入式数字单元上；驱动信号经所述嵌入式数字单元到所述模拟电路单元，再到体声波固体波动微陀螺，体声波固体波动微陀螺信号输出到所述模拟电路单元，经所述模拟电路单元前置处理后输入到所述嵌入式数字单元进行信号处理，所述无线模块负责所述装置与外界之间的控制命令以及最终信号的输出。本发明可以有效检测并输出陀螺信号，精度高，稳定性好。

主权项

1.一种基于数字化嵌入式系统的微陀螺驱动与检测装置，其特征在于，所述装置包括：嵌入式数字单元、模拟电路单元以及无线模块；/n所述嵌入式数字单元与所述模拟电路单元连接，所述模拟电路单元与体声波固体波动微陀螺连接，所述无线模块集成于所述嵌入式数字单元上；驱动信号经所述嵌入式数字单元到所述模拟电路单元，再到体声波固体波动微陀螺，体声波固体波动微陀螺信号输出到所述模拟电路单元，经所述模拟电路单元前置处理后输入到所述嵌入式数字单元进行信号处理，所述无线模块负责所述装置与外界之间的控制命令以及最终信号的输出；/n所述模拟电路单元包括驱动模块、检测模块和监测模块，其中：/n所述驱动模块，连接体声波固体波动微陀螺的驱动电极，负责体声波固体波动微陀螺驱动信号的发生工作，其信号发生频率与体声波固体波动微陀螺固有频率实时锁定，且信号发生幅值恒定，并将发生信号输出给与体声波固体波动微陀螺；/n所述检测模块，连接体声波固体波动微陀螺的检测电极，用于接收体声波固体波动微陀螺的检测电极的输出信号，对体声波固体波动微陀螺输出信号放大与解调；/n所述监测模块，连接体声波固体波动微陀螺的监测电极，并与驱动模块实时关联，用于监控体声波固体波动微陀螺的工作状态，将体声波固体波动微陀螺的监测信号经过嵌入式数字单元处理后反馈给驱动模块，以保证体声波固体波动微陀螺的稳定工作状态；/n所述嵌入式数字单元，包括锁相环系统、智能增益控制器以及数字解调系统，其中：/n所述锁相环系统，连接驱动模块的数模转换器，用于根据智能增益控制器反馈的信号，为驱动模块的数模转换器提供需要的频率和相位的驱动信号；/n所述智能增益控制器，连接监测模块的第二模数转换器，用于接收监测模块的监测信号，并对监测信号进行放大或者缩小，作为锁相环系统的反馈信号；/n所述数字解调系统，其一端连接检测模块，另一端连接无线模块，用于接收检测模块的检测信号，并对检测信号进行解调后传输至无线模块；/n所述检测模块由第一模数转换器、第一电荷放大器组成，其中：所述第一电荷放大器的一端连接体声波固体波动微陀螺的检测电极，另一端连接第一模数转换器，用于接收检测电极的检测信号，对接收到的检测信号进行放大，并传输至第一模数转换器；所述第一模数转换器的另一端连接嵌入式数字单元，用于接收第一电荷放大器的放大信号，将模拟信号转换为数字信号，并传输至嵌入式数字单元；/n所述嵌入式数字单元配合检测模块中的第一电荷放大器和第一模数转换器完成体声波固体波动微陀螺输出信号的检测解调工作：/n在无角速度输入初始化时，嵌入式数字单元智能调整体声波固体波动微陀螺的三路监测信号中的任意两路等幅值且固定相位差；/n在体声波固体波动微陀螺稳定工作阶段，体声波固体波动微陀螺感应到角速度输出产生科氏力，并作用于体声波固体波动微陀螺的检测电极，使得体声波固体波动微陀螺两路检测信号的输出幅值发生变化，检测模块捕捉此变化并通过嵌入式数字单元中的数字解调系统进行数字解调以及数字滤波的数字信号处理工作，最终得到一标定值，以最终反应体声波固体波动微陀螺的角速度信息。/n