基于带通Σ-Δ调制器的硅微机械陀螺力反馈闭环检测

发布时间：2017-11-23 06:10

  本文关键词：基于带通Σ-Δ调制器的硅微机械陀螺力反馈闭环检测

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【摘要】：为了提高硅微机械陀螺(SMG)的性能,研究了一种基于四阶机电结合带通Σ-Δ调制器(SDM)的硅微机械陀螺力反馈闭环检测方法。基于谐振器级联谐振前馈(CRFF)结构设计了该方法的仿真模型,并利用商用软件SD TOOLS计算了环路参数。采用MATLAB/SIMULINK对设计结果进行了行为级仿真,结果表明,1 Hz条件下环路的信噪比达到了109.2dB,符合设计预期。在此基础上,以现场可编程门阵列(FPGA)为数字处理核心搭建了硅微机械陀螺数字化测控电路并进行了性能测试。结果表明,采用带通SDM闭环检测技术和数字化闭环驱动技术后,硅微机械陀螺的Allan方差零偏不稳定性约为1.15(°)/h,角度随机游走约为7.74×10-2(°)/√h,且信噪比参数满足了设计目标。得到的结果证明了设计方法的正确性;显示提出的带通SDM力反馈闭环检测方法有助于提高SMG的性能,拓展其应用领域。
【作者单位】： 南京理工大学机械工程学院;中国电子科技集团公司第十三研究所;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(No.61301214)
【分类号】：TN761;TN966
【正文快照】： 1引言Sigam Delta调制(SDM)技术因其出色的噪声整形能力被广泛应用于高精度模/数转换和数/模转换等领域。1990年,Widge Henrion首次将SDM应用于硅微机械加速度计的力反馈闭环检测环路中[1],提高了加速度传感器的零偏稳定性、线性度并使传感器具备了准数字输出的能力。由于此力

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