硅微機械陀螺相位研究與信號處理電路設計.pdf

1、MEMS陀螺是目前慣性導航傳感器的新興研究方向，具有廣泛的應用前景。本文主要對旋轉載體用硅微機械陀螺的相位及信號處理電路進行了研究。該陀螺利用旋轉載體的自旋作為陀螺敏感結構的驅動，可敏感旋轉載體的偏轉極性、偏轉角速度和角度以及載體的自旋頻率。作者對陀螺的相關的工作原理、相位處理、信號處理電路以及全功能的實現(xiàn)進行了探討。
　　 本文根據(jù)該硅微機械陀螺的工藝流程，分析了它的結構特點；根據(jù)硅微機械陀螺的動力學方程，研究了它的工作原理。

2、
　　 由于該硅微機械陀螺結構的特殊性，其輸出信號的極性不同于傳統(tǒng)陀螺，傳統(tǒng)陀螺的極性由輸出信號的正負來確定，而該陀螺的極性由輸出信號的相位來確定，因此相位在該陀螺信號處理中起著關鍵性的作用。本文對輸出信號中包絡、載波及參考波形的相位進行了深入分析，并在此基礎上提出了三種極性判斷方案，并對各自的特點進行了詳細的分析，根據(jù)目前項目的實際情況選用了其中一種，即利用重力加速度計信號作為慣性空間的參考基準，通過比較陀螺信號和加速度計信號

3、相位差來判斷載體在空間的偏轉極性。接著通過試驗對該方案進行了論證。
　　 信號處理電路的設計是硅微機械陀螺后端處理的關鍵技術，這主要分為模擬和數(shù)字兩個部分，本文根據(jù)測試結果對原有模擬信號處理電路進行了改進，并設計出了以TI的MSC1214單片機為核心數(shù)字信號處理電路，完成了模擬到數(shù)字的轉換。軟件方面，提出了相應的算法，在KEIL的環(huán)境下使用C語言編程并實現(xiàn)了陀螺的三個功能。
　　 最后，本文對硅微機械陀螺的全性能和功能進