抑制耦合干扰的半球谐振陀螺信号分频调制检测方法

发布时间：2024-04-03 04:00

　　针对半球谐振陀螺的共用电极结构引起振动检测信号中耦合干扰的问题,提出了一种抑制陀螺检测信号中耦合噪声的分频调制检测方法。从振动检测机理入手,首先建立了电容检测数学模型,分析了信号检测端的耦合噪声源。然后,通过改进激励与检测电极配置方法,利用两个不同频率的高频载波对谐振子x轴向和y轴向上的振动信息进行分频调制,实现了振动信号与驱动响应干扰信号的频域分离,经过信号检测器完成分频传输,从而抑制了耦合干扰。最后,进行了实验验证。实验结果表明所提出的方法相比使用较广泛的单频信号检测方法可有效抑制信号检测端的驱动耦合干扰,使控制回路锁相精度提高了一个数量级以上,陀螺输出信号噪声带由2.1 mV降至1 mV以内。

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【部分图文】：

图4驱动耦合干扰等效图Fig.4Drivecouplinginterferenceequivalentdiagramg7Cg5

-96-中国惯性技术学报第28卷iS0d0xDCACVVOUTV图3信号检测电路原理图Fig.3Signaldetectioncircuitschematic其中，1208.8541810F/m为真空介电常数，r为相对介电常数，signalZ为谐振子的振动位移，0x为振幅，f为谐....

图7调幅载波仿真图Fig.7AMCarrierSimulation4实验对比分析

-98-中国惯性技术学报第28卷2fTxUyU图7调幅载波仿真图Fig.7AMCarrierSimulation4实验对比分析基于上述原理，设计了一套分频调制检测回路，电路板如图8所示。该系统由信号驱动单元、信号检测传输接口、调制解调硬件模块、基于FPGA的数字硬件控制系统以及外....

图8分频调制检测电路板Fig.8Frequencydivisionmodulationdetectioncircuitboard4.1检测器低频抑制效果

-98-中国惯性技术学报第28卷2fTxUyU图7调幅载波仿真图Fig.7AMCarrierSimulation4实验对比分析基于上述原理，设计了一套分频调制检测回路，电路板如图8所示。该系统由信号驱动单元、信号检测传输接口、调制解调硬件模块、基于FPGA的数字硬件控制系统以及外....

图10不同检测回路信号频谱分析(b)分频检测回路(b)Crossoverdetection

电荷放大器检测的振动信号Fig.9Vibrationsignalsdetectedbydifferentchargeamplifiers4.2驱动耦合抑制实验通过FPGA芯片产生一个频率为100kHz的驱动信号，分别对陀螺进行单频激励检测和分频载波检测，为了保证x轴和y轴向两个信....

本文编号：3946684