硅微机械陀螺仪自激驱动闭环电路设计+电路图(2)

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2.3本章小结10

3闭环自激驱动系统研究10

3.1正弦波振荡器.10

3.2硅微机械陀螺仪的闭环自激驱动..12

3.2.1相位控制12

3.2.2幅度控制12

3.2.3硅微陀螺仪的AGC环路14

3.3本章小结15

4硅微机械陀螺仪驱动电路设计15

4.1机电接口电路.15

4.1.1前置放大电路.15

4.1.2RC高通滤波电路..18

4.1.3方波信号发生器19

4.1.4差动放大器..20

4.2相位控制电路.20

4.2.1-90°移相器..20

4.2.2-90°精密移相电路..22

4.3稳幅AGC电路设计..27

4.3.1幅值检测电路.27

4.3.2控制信号产生电路..30

4.3.3可变增益放大器35

4.4闭环自激电路仿真..35

4.5本章小结39

5实验..39

5.1实验仪器与设备39

5.2开环驱动实验.40

5.3闭环自激驱动实验..41

6总结与展望..44

致谢..46

参考文献.47

附录A35型硅微机械陀螺仪驱动模态参数49

附录B硅微机械陀螺仪自激闭环电路原理图..50
本科毕业设计说明书（论文）第页共页1 1 1 1 绪论绪论绪论绪论1.1 1.1 1.1 1.1 研究背景与意义研究背景与意义研究背景与意义研究背景与意义陀螺是用来测量物体旋转角速率的传感器，应用非常广泛。传统意义上的陀螺精度比较高体积庞大且价格比较昂贵，因此应用范围受到很多限制，只会在军事和航空等领域出现。近几年来，械陀螺仪受到了多方面的关注。硅微机械陀螺仪是八十年代末发展起来的惯性敏感元件，它将陀螺理论与硅微机械加工技术相结合，开辟了一项新的复合技术。由于采用微机械加工制造技术，硅微机械陀螺仪的结构比较小，重量比较轻，高度集成后更加微型化。此外，基于振动原理的陀螺仪结构中没有高速旋转的转子，且微米以下的硅材料具有较好的弹性，因此抗冲击能力较强，还可以采用冗余配置方案，提高系统的可靠性。硅微机械陀螺仪还易于与微处理器结合，实现自检测、自标定、自补偿，因此更加数字化与智能化。硅微机械陀螺仪由于其自身的优点而备受关注，在各个领域发挥的作用也越来越重要。例如，在日常电子领域可用于照相设备稳定系统、虚拟现实装置、惯性鼠标、运动设备等；在汽车领域，可用于行驶稳定系统、牵引控制系统及安全气囊等；在军事及航空领域可用于无人驾驶飞机、航空电子设备稳定、惯性导航等。随着硅微机械陀螺仪的应用领域的扩大，对其精度的要求也越来越大。除了从硅微机械陀螺仪的加工工艺及机械结构手外，还可以从测控技术的角度来提高硅微陀螺仪的性能。硅微陀螺仪的测控技术主要包括接口电路、驱动电路、检测电路及后续电路。由于驱动模态的简谐振动用于调制检测模态的信号，所以驱动模态的振动稳定性将直接影响陀螺仪的整体精度。因此必须保证陀螺仪驱动模态在恒定的频率与幅度上振动 , 对驱动闭环电路的研究就是解决这一问题的重要途径。此外，现有梳齿驱动硅微机械振动陀螺仪驱动电路的研究对于研制开发新型结构的硅微惯性敏感器。如谐振式硅微陀螺仪、谐振式硅微加速度计，也具有推广借鉴意义。目前已经有很多驱动方法，闭环自激驱动是稳定频率和幅度的较为有效的方法，其电路的各个模块也有很多种方案，本文主要就是在研究设计驱动方案的前提下，对各个电路环节进行详细的对比分析，最后选择最合适的方案，并进行仿真与实验验证，从而使硅微机械陀螺仪的精度有所保证。源]自{751^*论\文}网·www.751com.cn/