[发明专利]一种调频陀螺李萨如调制及自校正测试系统

说明书

本发明属于MEMS陀螺技术领域，公开了一种调频陀螺李萨如调制及自校正测试系统，该自校正测试系统针对现有的李萨如调频陀螺缺乏自校正系统的缺陷，设计了一种ADC辅助式的新型拓扑结构，具体的，该自校正测试系统包括FDC电路、ADC电路、IQ解调电路、相干解调电路、调相器、锁相环电路、自动增益控制电路、数控振荡器、乘法器、加法器、误差控制电路、DAC电路、低通滤波器以及电气接口等。本发明利用上述拓扑结构进行频率跟踪控制和稳幅控制，为闭环运行方式，通过将驱动信号与角速率信号分开解算，实现了振动频率和振幅的高稳定控制，抑制了由于谐振频率变化和阻尼不匹配造成的零点漂移误差。

技术领域

本发明属于MEMS陀螺技术领域，涉及一种调频陀螺李萨如调制及自校正测试系统。

背景技术

近年来，MEMS陀螺技术飞速发展，因为其体积小，功耗低，成本低等因素，其在工业、军事等领域中的应用愈发广泛，但是因为其零点稳定性较差的因素，限制了其在高性能战术武器，机器人等尖端领域的应用。而新型的MEMS陀螺调制和自校正技术，是提高MEMS陀螺零点稳定性的有效途径。MEMS陀螺的调制方式分为调幅调制和调频调制两种。

传统方案对于MEMS陀螺调制与自校正系统大多数为调幅调制系统，但是因为幅值信号容易受干扰的特点，即使在恒温温控环境以及各类校正方法下，调幅陀螺仍有着十分明显的零点漂移问题。随着技术的不断进步，调频陀螺技术应运而生，频率信号相较于幅值信号具有超高的稳定性，不易受到外界环境的干扰，其可以很好地解决调幅陀螺的种种缺陷。

调频陀螺由分为正交调频和李萨如调频两种。目前的调频陀螺系统多为正交调频系统，具有模态匹配、带宽不受限制、标度因数可靠等优点，但对谐振频率的稳定性依然具有较强的依赖性，且对频率测量电路要求极高，导致其应用非常受限。正交调频系统有着极其严格的频率匹配要求以及与模态固有频率漂移直接相关的零速率偏移，理论上无法发挥调频陀螺的优势。李萨如调频很好地解决了正交调频的缺陷，其对陀螺的对称性要求不严格，理论上具有对温度变化不敏感，稳定性高，硬件要求低等特点，因此可以达到更好的性能。

然而，现有的李萨如调频陀螺系统缺乏针对机械误差制定的校正系统，且多为开环运行方法，因此，无法抵消MEMS陀螺机械系统中的零点漂移误差。

发明内容

针对现有技术中李萨如调频陀螺系统存在的上述技术问题，本发明提出了一种调频陀螺李萨如调制及自校正测试系统，其采用如下技术方案：

一种调频陀螺李萨如调制及自校正测试系统，包括FDC电路、ADC电路、IQ解调电路、相干解调电路、调相器、锁相环电路、自动增益控制电路、数控振荡器、乘法器、加法器、误差控制电路、DAC电路、低通滤波器以及电气接口；

其中，FDC电路有两个，分别为第一FDC电路和第二FDC电路；

ADC电路有两个，分别为第一ADC电路和第二ADC电路；

IQ解调电路有两个，分别为第一IQ解调电路以及第二IQ解调电路；

相干解调电路以及调相器分别有一个；

锁相环电路有两个，分别为第一锁相环电路以及第二锁相环电路；

自动增益控制电路有两个，分别为第一自动增益控制电路和第二自动增益控制电路；

数控振荡器有两个，分别为第一数控振荡器和第二数控振荡器；

乘法器有两个，分别为第一乘法器和第二乘法器；加法器有一个；

误差控制电路有两个，分别为第一误差控制电路和第二误差控制电路；

DAC电路有两个，分别为第一DAC电路和第二DAC电路；

低通滤波器有三个，分别为第一低通滤波器、第二低通滤波器以及第三低通滤波器；