[发明专利]基于数字相频检测法的谐振式加速度计频率锁定电路

摘要

本发明公开了基于数字相频检测法的谐振式加速度计频率锁定电路装置，由硅微谐振式微加速度计的两组信号敏感电极、两组力矩反馈电极以及两组恒幅稳频控制电路组成。每组恒幅稳频控制电路包括检测接口电路、解调滤波电路、AD采样电路、比较器电路、FPGA控制算法、DA转换电路、驱动接口电路，硅微谐振式微加速度计的信号敏感电极与检测接口电路相连接、硅微谐振式微加速度计的力矩反馈电极与驱动接口电路相连接。本发明采用分开获取信号幅值和相位信息的方法，能够用低速率高精度的AD实现幅值的高精度采样，同时采用高速比较器对信号进行转换以保留信号的相位信息，从而实现了高转换速率和量化精度的协调，提高了测控电路的整体精度。

主权项

1.基于数字相频检测法的谐振式加速度计频率锁定电路，包括谐振式微加速度计(1)，其特征在于：在所述谐振式微加速度计(1)上设有至少两组信号敏感电极以及与所述信号敏感电极相对应的力矩反馈电极；每组所述信号敏感电极与相对应的所述力矩反馈电极之间通过恒幅稳频控制电路连接；所述恒幅稳频控制电路包括检测接口电路、解调滤波电路、AD采样电路、比较器电路、FPGA控制模块、DA转换电路、驱动接口电路；所述检测接口电路与所述信号敏感电极连接；所述驱动接口电路与所述力矩反馈电极连接；所述检测接口电路一路输出与所述解调滤波电路连接；所述检测接口电路的另一路输出与所述比较器电路连接；所述比较器电路一路输出连接所述FPGA控制模块，另一路输出与所述解调滤波电路连接；所述解调滤波电路、AD采样电路、FPGA控制模块、DA转换电路以及驱动接口电路依次连接；所述FPGA控制模块包括恒幅控制电路和稳频控制电路；所述恒幅控制电路包括依次连接的第一滤波模块(16)和第一PI控制模块(17)；所述第一滤波模块(16)与所述AD采样电路连接；所述第一PI控制模块(17)连接输出调理模块(23)；所述稳频控制电路包括依次连接的鉴频鉴相器(18)、第二滤波模块(19)、第二PI控制模块(20)以及移位相加控制模块(21)；所述鉴频鉴相器(18)与所述比较器电路连接；所述移位相加控制模块(21)的一路输出端连接有数字比较器(22)，所述数字比较器(22)的输出端连接所述鉴频鉴相器(18)；所述移位相加控制模块(21)的另一路输出端连接所述输出调理模块(23)；所述输出调理模块(23)与所述DA转换电路连接；所述鉴频鉴相器(18)包括第一触发器模块(24)、第二触发器模块(25)以及与两个触发器模块连接的逻辑判断模块(26)；所述第一触发器模块(24)与所述比较器电路(4)连接；所述第二触发器模块(25)与所述数字比较器(22)连接；所述逻辑判断模块(26)的输出包含超前、滞后、跟踪三种状态并将状态反馈给两个所述触发器模块；所述逻辑判断模块(26)连接所述第二滤波模块(19)。