[发明专利]一种惯性传感器IMU信号模数转换模块

摘要

本发明提出了一种惯性传感器IMU信号模数转换模块，其实现了200Hz的高速同步采样，并且在采样前对陀螺仪和加速度计信号进行了两级运放预处理，将信号放大、滤波及整流后使用，采样后进行实时数据建模及补偿提高其采样精度。同时实时报告IMU故障及工作温度，提高捷联系统和组合导航系统的可靠性及容错性。

主权项

一种惯性传感器IMU信号模数转换模块，其包括惯性传感器IMU模拟信号预处理模块（1）和模数转换、自诊断与数据平滑模块（2），其特征在于：    所述IMU模拟信号预处理模块（1）中将3路动调挠性陀螺仪（3）和3路石英加速度计（4）输出的模拟电流信号分别经过3路高精度陀螺仪信号采样电阻（5）和3路高精度加速度计信号采样电阻（6）转换为电压信号，3路高精度陀螺仪信号分别经过3路前向滤波通道（7）进行滤波，3路加速度计信号分别经过3路前向滤波通道（8）进行滤波；所述3路前向滤波通道（7）输出的3路陀螺仪模拟信号分别经过所述模数转换、自诊断与数据平滑模块（2）中的3片16位模数转换ADC芯片（9）进行模数转换，得到串行转换数据，再经过1片现场可编辑逻辑芯片CPLD（11）进行串行数据到并行数据的转换得到16位IMU并行转换数据；所述3路前向滤波通道（8）输出的3路加速度计模拟信号分别经过所述模数转换、自诊断与数据平滑模块（2）中的3片16位模数转换ADC芯片（10）进行模数转换，得到串行转换数据，再经过1片现场可编辑逻辑芯片CPLD（12）进行串行数据到并行数据的转换得到16位IMU并行转换数据；高速微控制单元MCU（14）通过8位数据总线分时获取所述16位IMU并行转换数据、IMU故障诊断监测信号（13）和温度传感器芯片（15）测量的温度值，以固定报文格式经光耦隔离与电平转换装置（16）和（17）后发送给导航计算机系统（18），同时通过RS422串口接收导航计算机系统（18）传送过来的200Hz时钟信号对IMU采样频率进行控制。