【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般涉及振动陀螺仪(例如,MEMS振动陀螺仪),并更具体地涉及在这种振动陀螺仪中控制谐振器信号路径和科里奥利信号路径。专利技术背景振动陀螺仪系统包括用于感测一些惯性质量块相对于参考框架的转动的传感器(陀螺仪)和一些支持电路。振动陀螺仪的操作是基于科里奥利效应。因此,陀螺仪具有两个正交的轴。一般来说,惯性质量块被驱动以具有沿第一轴线的一些速度;进一步,质量块是典型的共振结构,并因此该轴将被称为谐振器轴。由于科里奥利效应,当质量块相对于观测参照帧转动时,也会有沿着第二轴施加的科里奥利力。所述第二轴被称作科里奥利轴。可以感测到对科里奥利轴的力的作用,并且可以计算出旋转。支持电路提供至少两种功能。首先,支持电路驱动质量块沿着谐振腔轴运动。该电路与陀螺仪一起被称为谐振器信号路径(RSP)或简称为谐振器。第二,支持电路检测沿着科里奥利轴的信号。该电路与陀螺仪一起被称为科里奥利信号路径(CSP)或加速度计。许多当前的振动型陀螺仪使用开环CSP和闭环RSP,用于健壮灵敏度。这使得该系统敏感于陀螺仪沿科里奥利轴的品质因数。然后,谐振器和科里奥利模式故意分成频率,以使即使在存在科里奥利轴Q的变化下,科里
奥利轴的激励是偏共振,和响应是稳定。当模式拆分可以在工厂进行并保持足够稳定时,该方法适用于低Q的谐振器。对于高Q陀螺仪,这不是可接受的解决方案,因为由于模式分裂的Q减少将取消使用高Q结构的优势。另一个解决办法是随温度校准灵敏度。然而,这是昂贵的,例如涉及多通自动测试设备(ATE)测试,并且是较不可靠的。具体实施方式概述在一个示例实施例中,提供了 ...
【技术保护点】
一种包括陀螺仪控制电路和加速度计的装置,所述陀螺仪控制电路用于具有谐振器质量块的振动陀螺仪,和所述加速度计用于产生科里奥利输出率信号,其中所述陀螺仪控制电路包括:包括开环谐振器信号路径控制电路的谐振器信号路径,所述开环谐振器信号路径控制电路被配置来基于谐振器的感测信号驱动谐振器质量块的运动,而不使用包含于谐振器感测信号中的振幅信息;包括闭环科里奥利信号路径控制电路的科里奥利信号路径,所述闭环科里奥利信号路径控制电路被配置以基于科里奥利感测信号产生科里奥利输出速率信号,并基于科里奥利感测信号提供反馈信号给加速度计。
【技术特征摘要】
2015.04.07 US 14/680,7761.一种包括陀螺仪控制电路和加速度计的装置,所述陀螺仪控制电路用于具有谐振器质量块的振动陀螺仪,和所述加速度计用于产生科里奥利输出率信号,其中所述陀螺仪控制电路包括:包括开环谐振器信号路径控制电路的谐振器信号路径,所述开环谐振器信号路径控制电路被配置来基于谐振器的感测信号驱动谐振器质量块的运动,而不使用包含于谐振器感测信号中的振幅信息;包括闭环科里奥利信号路径控制电路的科里奥利信号路径,所述闭环科里奥利信号路径控制电路被配置以基于科里奥利感测信号产生科里奥利输出速率信号,并基于科里奥利感测信号提供反馈信号给加速度计。2.如权利要求1所述的装置,进一步包括Q补偿电路,其经配置以当陀螺仪工作时基于谐振器信号路径Q的变化而补偿陀螺仪灵敏度的变化。3.如权利要求2所述的装置,其中,所述Q补偿电路包括:Q测量电路,其经配置成测量谐振器信号路径Q。4.如权利要求3所述的装置,其中,所述Q补偿电路进一步包括:乘法器,组合测量的谐振器信号路径Q和由闭环科里奥利信号路径控制电路产生的科里奥利输出速率信号,以产生经补偿的科里奥利输出速率信号。5.如权利要求3所述的装置,其中,所述Q补偿电路进一步包括从Q测量电路到开环谐振器信号路径控制电路的反馈回路,其中,所述开环谐振器信号路径控制电路进一步被配置为基于所测量的谐振器信号路径Q调整谐振器驱动信号,以减少谐振器信号路径Q的偏差。6.如权利要求3所述的装置,其中,所述Q测量电路被配置为当陀螺仪操作时,响应于不同的驱动力评估谐振器质量块的性能参数。7.如权利要求1所述的装置,其中,所述陀螺仪是模式匹配。8.如权利要求1所述的装置,其中,所述谐振器信号路径和科里奥利信号路径具有彼此成比例的转导因子,使得陀螺仪的灵敏度直接随着谐振器信号路径品质因数(Q)而变化。9.如权利要求1所述的装置,进一步包括ASIC晶片,其中,谐振器控制电路形成在ASIC晶片上。10.一种陀螺仪系统,包括:陀螺仪包括谐振器块和加速度计,用于产生科里奥利输出信号;陀螺仪控制电路包括:(a)包括开环谐振器信号路径控制电路的谐振器信号路径,经配置以基于谐振器感测信号驱动谐振器质量块的运动,而不使用包含于谐振器感测信号中的振幅信息,和(b)科里奥利信号路径包括闭环科里奥利信号路径控制电...
【专利技术属性】
技术研发人员:R·A·卡普斯塔,
申请(专利权)人:美国亚德诺半导体公司,
类型:发明
国别省市:美国;US
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