[发明专利]基于CORDIC算法的电容式微加速度计信号检测装置

权利要求书

1.一种基于CORDIC算法的电容式微加速度计信号检测装置，其特征在于包括电容式微加速度传感器(1)、电荷放大模块(2)、模数转换器(3)、现场可编程门阵列(4)、第一数模转换器(5)、模拟带通滤波器(6)、第二数模转换器(7)；电容式微加速度传感器(1)与电荷放大模块(2)、模数转换器(3)、现场可编程门阵列(4)、第一数模转换器(5)、模拟带通滤波器(6)依次连接，现场可编程门阵列(4)又与第二数模转换器(7)连接；电容式微加速度传感器(1)输出的加速度模拟信号，通过电荷放大模块(2)进行放大，再由模数转换器(3)转换成数字信号后进入现场可编程门阵列(4)，现场可编程门阵列(4)对输入信号进行解调处理后经第二数模转换器(7)输出；同时，现场可编程门阵列(4)产生载波信号，经第一数模转换器(5)、模拟带通滤波器(6)输出，为系统的高频调制检测方法提供载波信号，且载波的相位、频率、幅度、偏置参数在现场可编程门阵列(4)中进行实时调节；

所述的现场可编程门阵列(4)的内部模块包括相位累加器(8)、CORDIC算法载波产生模块(9)、定值加法器(10)、CORDIC算法数字解调模块(11)、数字带通滤波器(12)、数字低通滤波器(13)；相位累加器(8)同时与CORDIC算法载波产生模块(9)、定值加法器(10)连接，定值加法器(10)与CORDIC算法数字解调模块(11)、数字低通滤波器(13)依次连接，数字带通滤波器(12)也与CORDIC算法数字解调模块(11)连接；在系统时钟CLK的控制下，给相位累加器(8)输入一个频率控制字，用以控制产生载波的频率，而其输出的相位控制字初始值作为CORDIC算法载波产生模块(9)的输入相位量输入到Z₀输入端口，同时CORDIC算法载波产生模块(9)的其余两个输入量即初始向量坐标值X₀和Y₀分别设置成常数K和常数0，而该CORDIC算法数字解调模块的其中一个输出端口X_n与外部模块的第一数模转换器(5)连接，该输出端口X_n的输出信号为整个系统提供载波信号；补偿相位值和相位累加器(8)的输出值作为定值加法器(10)的两个输入值，定值加法器(10)的输出值输入CORDIC算法数字解调模块(11)的Z₀输入端口，同时CORDIC算法数字解调模块(11)的另一个输入端口Y₀设置为常数0，而外部模块中的模数转换器(3)的输出量经过数字带通滤波器(12)，输入至CORDIC算法数字解调模块(11)作为初始向量坐标值X₀，CORDIC算法数字解调模块(11)对输入信号进行解调处理后，输出信号由输出端口X_n输入到后级的数字低通滤波器(13)，数字低通滤波器(13)与外部的第二数模转换器(7)连接，用以输出最后的待测信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于CORDIC算法的电容式微加速度计信号检测装置，其特征在于所述的电荷放大模块(2)的内部电路连接关系为：第一运算放大器(A1)的负输入端和第一电容(C1)的一端、第一电阻(R1)的一端、以及电容式微加速度传感器的相应管脚相连，作为一个信号输入端，第一运算放大器(A1)的正输入端接地，第一运算放大器(A1)的输出端和第一电容(C1)的另一端、第一电阻(R1)的另一端、以及第三运算放大器(A3)的负输入端相连；第二运算放大器(A2)的负输入端和第二电容(C2)的一端、第二电阻(R2)的一端、以及电容式微加速度传感器的相应管脚相连，作为另一个信号输入端，第二运算放大器(A2)的正输入端接地，第二运算放大器(A2)的输出端和第二电容(C2)的另一端、第二电阻(R2)的另一端、以及第三运算放大器(A3)的正输入端相连；第三运算放大器(A3)的Rg-输入端和第三电阻(R3)的一端相连，第三运算放大器(A3)的Rg+输入端和第三电阻(R3)的另一端相连，第三运算放大器(A3)的输出端作为整个电荷放大模块的输出端，第一运算放大器(A1)和第二运算放大器(A2)采用一块单片集成的双运放芯片，第三运算放大器(A3)采用仪表放大器。