[发明专利]一种基于单片集成的三轴加速度计的数字化控制电路

权利要求书

1.一种基于单片集成的三轴加速度计的数字化控制电路，其特征在于：包括五组检测电极、五组反馈电极、四个谐振器控制电路、Z轴平板结构控制电路、可编程逻辑门阵列(1)和多路测频控制电路算法(2)，五组检测电极和五组反馈电极分别通过三轴加速度计表头(3)内部连线与三轴加速度计表头相连，五组检测电极分别与三轴加速度计表头的四个谐振器控制电路和Z轴平板结构控制电路连接，五组反馈电极用于将四个谐振器控制电路和Z轴平板结构控制电路的闭环回路信号反馈到三轴加速度计表头，从而使这五路控制电路形成完整的闭环电路，四个谐振器控制电路和Z轴平板结构控制电路的输出端均与可编程逻辑门阵列(1)相连，可编程逻辑门阵列(1)和多路测频控制算法电路(2)连接，可编程逻辑门阵列用于将四个谐振器控制电路的模拟信号转换为数字信号并对其频率进行测量，得到频差，最后输出加速度的大小，同时可编程逻辑门阵列还将Z轴平板结构控制电路输出端输出的模拟信号转换为数字信号，计算频率求出Z轴加速度的大小，最终得到三轴加速度计每个轴的输出加速度数值；多路测频控制算法用于测量第一、第二、第三、第四谐振器闭环控制电路和Z轴平板结构控制电路信号频率的大小。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片集成的三轴加速度计的数字化控制电路，其特征在于：五组检测电极分别为：第一谐振器控制电路检测电极Vs1+、Vs1-(4)，第二谐振器控制电路检测电极Vs2+、Vs2-(5)，第三谐振器控制电路检测电极Vs3+、Vs3-(6)，第四谐振器控制电路检测电极Vs4+、Vs4-(7)；Z轴平板结构控制电路检测电极Vsz+、Vsz-(8)；五组反馈电极分别为：第一谐振器控制电路反馈电极Vf1+、Vf1-(9)，第二谐振器控制电路反馈电极Vf2+、Vf2-(10)，第三谐振器控制电路反馈电极Vf3+、Vf3-(11)，第四谐振器控制电路反馈电极Vf4+、Vf4-(12)；Z轴平板结构控制电路反馈电极Vfz+、Vfz-(13)。

3.根据权利要求1所述的一种基于单片集成的三轴加速度计的数字化控制电路，其特征在于：第一谐振器控制电路、第二谐振器控制电路、第三谐振器控制电路和第四谐振器控制电路用于将三轴加速度计表头四个谐振器输出的微弱电压信号进行放大、滤波、调制、解调和反馈处理；

第一谐振器控制电路、第二谐振器控制电路、第三谐振器控制电路和第四谐振器控制电路的电路结构相同，均包括依次串联的环形二极管放大电路、相位控制电路、幅值控制电路、PID控制电路、信号调制控制电路、信号反馈控制电路和频率相位控制电路输出接口，其中环形二极管放大电路的输入端与相应的谐振器控制电路检测电极Vsk+、Vsk-，k＝1、2、3、4，的输出端连接，相位控制电路的另一个输出端与信号调制控制电路的第二输入端连接，信号反馈控制电路的第二输出端与相应的谐振器控制电路反馈电极Vfk+、Vfk-，k＝1、2、3、4，的输入端相连，谐振器控制电路反馈电极Vfk+、Vfk-的输出端通过三轴加速度计表头内部连线与三轴加速度计表头相连；频率相位控制电路输出接口的输出端与可编程逻辑门阵列连接。