1、硅微機(jī)械陀螺儀是一種測(cè)量角速度的慣性傳感器,以其體積小、重量輕、成本低等優(yōu)點(diǎn)在眾多領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。硅微陀螺儀驅(qū)動(dòng)檢測(cè)模擬電路已經(jīng)較完善和成熟,但是模擬電路本身存在的噪聲、溫漂等因素,已經(jīng)在某種程度上限制了微機(jī)械陀螺儀性能的進(jìn)一步提高。近年來,隨著微機(jī)電系統(tǒng)和電子技術(shù)的快速發(fā)展,硅微陀螺儀數(shù)字化驅(qū)動(dòng)檢測(cè)技術(shù)逐漸成為研究熱點(diǎn)。
　　 本文在課題組前期模擬電路研究的基礎(chǔ)上,研究了基于數(shù)字相位控制的硅微陀螺儀驅(qū)動(dòng)檢測(cè)數(shù)字化電路

2、,實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)模態(tài)的數(shù)字化穩(wěn)頻穩(wěn)幅雙閉環(huán)控制和檢測(cè)模態(tài)的數(shù)字化開環(huán)檢測(cè)。首先,根據(jù)雙線振動(dòng)硅微機(jī)械陀螺儀驅(qū)動(dòng)模態(tài)和檢測(cè)模態(tài)的動(dòng)力學(xué)模型,重點(diǎn)分析了基于鎖相環(huán)(PLL)控制技術(shù)的硅微陀螺儀驅(qū)動(dòng)閉環(huán)控制原理,深入研究了數(shù)字PLL的組成,探討了最小均方誤差解調(diào)(LMSD)算法作為數(shù)字環(huán)路鑒相器的可行性,并對(duì)有輸入相加噪聲的數(shù)字環(huán)路特性進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。在此基礎(chǔ)上分析了基于數(shù)字PI控制的陀螺儀驅(qū)動(dòng)閉環(huán)幅度控制原理,引入積分分離PI算法,減少了驅(qū)動(dòng)幅

3、度的波動(dòng)。其次,基于理論分析,在Matlab／Simulink和ALTERA DSP Builder中建立數(shù)字PLL仿真模型,設(shè)計(jì)了基于CORDIC算法的數(shù)控振蕩器,驗(yàn)證了數(shù)字PLL在FPGA實(shí)現(xiàn)的可行性,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了基于數(shù)字相位控制的硅微陀螺儀驅(qū)動(dòng)檢測(cè)數(shù)字化系統(tǒng)設(shè)計(jì),利用Matlab／Simulink建立系統(tǒng)整體仿真模型,仿真驗(yàn)證了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的可行性。最后,基于理論分析和仿真驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)了以FPGA為核心處理器,與高速A／D、D／A相結(jié)合的