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硅微陀螺機(jī)電結(jié)合帶通sigma?delta閉環(huán)檢測電路的制作方法

文檔序號(hào):12589013閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種硅微陀螺機(jī)電結(jié)合帶通sigma-delta閉環(huán)檢測電路,其特征在于,包括依次連接的SMG的電容/電壓轉(zhuǎn)換電路(2)、前置運(yùn)放電路(3)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)、數(shù)字諧振器(5)、一位量化器(6)和一位DAC電路(7);

所述SMG的電容/電壓轉(zhuǎn)換電路(2)將接收到的電容的變化轉(zhuǎn)換成兩路幅值相同,相位相差180°的差分電流信號(hào)i(t)1,i(t)2輸出,幅值隨著角速度而變化;

所述前置運(yùn)放電路(3)將兩路差分電流信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)VS-,VS+,使其輸出接近于模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC(4)的量程,從而提高ADC的采樣精度與最大利用率;

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)用于將電壓信號(hào)VS-,VS+轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入到FPGA中,所用的ADC是一個(gè)差分輸入單端輸出的ADC;

所述數(shù)字諧振器(5)用于調(diào)節(jié)整個(gè)環(huán)路的零極點(diǎn)以及開環(huán)增益,從而達(dá)到搬離后面的量化噪聲的目的;

所述一位量化器(6)用于將上述的數(shù)字諧振器(5)的處理信號(hào)進(jìn)行和0比較,實(shí)現(xiàn)1,-1的疏密相間的脈沖串輸出,得到一位量化輸出sgnout,其疏密程度反映了輸入信號(hào)的幅值,并且反饋到一位DAC電路(7)中-1的脈沖信號(hào)作為低電平0進(jìn)行處理,而1的脈沖信號(hào)仍作為高電平1進(jìn)行處理,最終得到反饋脈沖信號(hào)sgnout0;

所述一位DAC環(huán)節(jié)(7)用于將一位量化環(huán)節(jié)(6)的輸出信號(hào)進(jìn)行一位DAC轉(zhuǎn)化,提供陀螺反饋極板的反饋電壓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅微陀螺機(jī)電結(jié)合帶通sigma-delta閉環(huán)檢測電路,其特征在于,所述的一位DAC電路(7)由四通道開關(guān)芯片(U15)來完成功能,該四通道開關(guān)芯片(U15)使用的芯片型號(hào)是ADG713,使用到的引腳如下:控制電平一(IN1)、控制電平二(IN2)、控制電平三(IN3)、控制電平四(IN4)、基準(zhǔn)輸入一(S1)、基準(zhǔn)輸入二(S2)、基準(zhǔn)輸入三(S3)、基準(zhǔn)輸入四(S4)、控制輸出一(D1)、控制輸出二(D2)、控制輸出三(D3)、控制輸出四(D4)、U15供電(VDD)和U15地基準(zhǔn)(GND1);

其中控制電平一(IN1)和控制電平二(IN2)和控制電平三(IN3)和控制電平四(IN4)一起連接到反饋脈沖信號(hào)(sgnout0),作為四個(gè)通道開關(guān)的控制輸入,控制輸出一(D1)和控制輸出二(D2)一起連接到輸出負(fù)反饋端(vsa-),作為輸出到負(fù)反饋極板(A2)的反饋電壓,控制輸出三(D3)和控制輸出四(D4)一起連接到輸出正反饋端(vsa+),作為輸出到正反饋極板(A1)的反饋電壓,基準(zhǔn)輸入一(S1)和基準(zhǔn)輸入三(S3)一起連接到輸入基準(zhǔn)電壓1(vsaREF),為控制輸出一(D1)和控制輸出三(D3)提供基準(zhǔn)電壓,輸入基準(zhǔn)電壓1(vsaREF)由外部模塊的基準(zhǔn)芯片提供,基準(zhǔn)輸入二(S2)和基準(zhǔn)輸入三(S3)一起連接到U15地基準(zhǔn)(GND1)并一起接到地層;

當(dāng)反饋脈沖信號(hào)(sgnout0)為高電平+1的時(shí)候,基準(zhǔn)輸入一(S1)和控制輸出一(D1)導(dǎo)通,基準(zhǔn)輸入三(S3)和控制輸出三(D3)斷開,基準(zhǔn)輸入四(S4)和控制輸出四(D4)導(dǎo)通,基準(zhǔn)輸入二(S2)和控制輸出二(D2)斷開,從而使得控制輸出一(D1)有效連接到輸入基準(zhǔn)電壓1(vsaREF),而控制輸出四(D4)有效連接到U15地基準(zhǔn)(GND1),從而使得輸出負(fù)反饋端(vsa-)與輸入基準(zhǔn)電壓1(vsaREF)相連,輸出正反饋端(vsa+)與U15地基準(zhǔn)(GND1)相連,從而對質(zhì)量塊(M)產(chǎn)生一個(gè)由正反饋極板(A1)向負(fù)反饋極板(A2)運(yùn)動(dòng)的反饋力,同樣的,當(dāng)反饋脈沖信號(hào)(sgnout0)為低電平0的時(shí)候,會(huì)對質(zhì)量塊(M)產(chǎn)生一個(gè)由負(fù)反饋極板(A2)向正反饋極板(A1)運(yùn)動(dòng)的反饋力,并且反饋力的維持時(shí)間都為一個(gè)采樣周期的時(shí)間,從而實(shí)現(xiàn)對陀螺反饋極板的脈沖密度反饋。

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