[发明专利]飞行器航向姿态高精度测试电路

说明书

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及飞行器航向姿态测试电路，特别是一种飞行器航向姿态高精度测试电路。

背景技术

飞行器航向姿态测试电路用于收集飞行器的俯仰角、航向角等姿态信息。传统飞行器航向姿态测试电路一般主要包括传感器电路和模数转换电路两部分。模数转换电路使用模数转换芯片将传感器输出的模拟量转换为数字量。

传统的传感器电路一般使用垂直陀螺、速率陀螺、航向陀螺仪、加速度计、磁阻传感器等传感器测试飞行器的航姿状态信息，以供飞行控制计算机实时解算飞行器的姿态与航向。现有飞行器航向姿态测试电路并没有采集环境温度数据，因为传感器会因为外界环境温度的变化，产生漂移导致姿态发散，造成输出信号不精确。另外，磁阻传感器极易受到外界大磁场的干扰，造成输出衰变。同时，磁阻传感器的输出信号非常小，极易受到外部环境噪声的干扰。但是，现有电路并没有针对上述问题提出解决方案。同时，现有的飞行器航向姿态测试电路将传感器输出的模拟量转换为数字量时，采用16位的模数转换芯片，数据处理结果只能精确至小数点后6位，并且采用单端输入，当外界环境噪声较大时，输入信号会受到影响，导致数据处理不准确。因此，目前的测试电路对强磁场、温度、高频噪声等外部环境因素的抗干扰能力较差，导致测姿误差较大，无法精确的解算飞行器的姿态与航向。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的飞行器航向姿态测试电路不足，提出一种飞行器航向姿态高精度测试电路，以减小测姿误差，精确的得出飞行器的姿态与航向。

为实现上述目的，本发明的飞行器航向姿态高精度测试电路，包括数字系统控制电路1，模数转换电路2，陀螺仪传感器电路6和加速度传感器电路7，该模数转换电路2设有九个输入端，两个输出端，模数转换电路2的第一输入端a与陀螺仪传感器电路6连接，用于将角速度数据转换为数字量；模数转换电路2的第二输入端b与加速度传感器电路7连接，用于将加速度数据转换为数字量，其特征在于：

模数转换电路2的第三输入端c连接有温度传感器电路3，用于将温度数据转换为数字量，并将数字量提供给数字系统控制电路1；

数字系统控制电路1的输出端连接有磁阻传感器校准电路4，在电路工作时，对磁阻传感器进行校准；

模数转换电路2的第四输入端d连接有信号放大电路5，用于将放大后的磁阻传感器输出信号转换为数字量，并将数字量提供给数字系统控制电路1。

作为优选，本发明的数字系统控制电路1，采用但不限于型号为MC56F8014的数字系统控制芯片U1，其设有一个输入端MISO和五个输出端CLK，MOSI，SS，SET和RESET。

作为优选，本发明的模数转换电路2，包括24位高精度模数转换芯片U2，双路运算放大器U3，电阻R1、R2，以及电容C1；

所述模数转换芯片U2，其第三输出端DOUT与数字系统控制芯片U1的第一输入端MISO相连；模数转换芯片U2的第七输入端CS与数字系统控制芯片U1的第一输出端SS相连，第八输入端SCLK与数字系统控制芯片U1的第二输出端CLK相连，第九输入端DIN与数字系统控制芯片U1的第三输出端MOSI相连；

所述双路运算放大器U3，设有四个输入端和2个输出端，其第二输入端e与模数转换芯片U2的第一输出端MUXOUTP相接，第四输入端h与模数转换芯片U2的第一输出端MUXOUTP相接；第一输入端f与第一输出端g相接，第三输入端i与第二输出端j相接，构成2路电压跟随电路，提高输出阻抗；其第一输出端g通过电阻R1与模数转换芯片U2的第五输入端ADCINN相连，第二输出端j通过电阻R2与模数转换芯片U1的第六输入端ADCINP相连；

所述电容C1，跨接在模数转换芯片U2的第五输入端ADCINN与第六输入端ADCINP之间，用于隔离模数转换采样电流。

作为优选，本发明的温度数据采集电路3，由温度传感器U4和电容C2组成，该温度传感器U4，其正端与电源VCC相连，负端接地，输出端TEMP与模数转换芯片U2的第三输入端c相连；该电容C2跨接在温度传感器U4的正端与负端之间。

作为优选，本发明的磁阻传感器校准电路4，包括电源芯片U5，三极管Q1，双N、P通道MOS管芯片U6，磁阻传感器U7，电阻R3～R5及耐压值为50V的电容C3～C5；

所述电源芯片U5，提供20V校准电压，电容C3跨接在电源芯片U6的输出端与地之间，用于滤除电压噪声；