抑制噪声的方法、陀螺仪检测电路、陀螺仪及电子设备技术

本发明专利技术公开了一种抑制噪声的方法、陀螺仪检测电路、陀螺仪及电子设备，用于解决现有技术中放大器的闪烁噪声影响陀螺仪的检测精度的问题。陀螺仪检测电路，包括：敏感模态信号检测电路，用于在陀螺仪的振动件进行敏感模态振动时，基于高频工作信号检测获得高频敏感模态信号；第一放大电路，用于对所述高频敏感模态信号进行放大；第一解调电路，用于将所述第一放大电路放大后的信号中与所述高频敏感模态信号相位相同的信号解调为低频信号，以及将所述第一放大电路产生的闪烁噪声调制为高频噪声信号；第一滤波电路，用于将所述第一解调电路解调后的信号中的高频信号过滤掉，输出所述低频信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子
，特别涉及一种抑制噪声的方法、陀螺仪检测电路、陀螺仪及电子设备。
技术介绍
微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystem；简称：MEMS)结构的陀螺仪(gyroscope)具有体积小、重量轻、功耗低、易数字化等优点，广泛应用于民用、国防领域。微机电系统陀螺仪中应用最广泛的是振动陀螺仪，振动陀螺仪主要利用科里奥利力，将输入角速度量转换为位移，然后通过电压或压电等方式将位移检测出来，位移量与施加的角速度量成正比，因此，通过检测电容值的变化可以确定出角速度。具体的，参照图1，为微机械陀螺仪的简化模型示意图，质量块m在激励电压的驱动下，沿X轴方向(称为：驱动方向)作往复振动，称为驱动模态，通过与驱动方向相垂直的电容可以检测到驱动模态信号，根据驱动模态信号可以确定出质量块在驱动方向上的振幅。当外部施加一个绕Z轴的角速度时，质量块受到科里奥利力的作用，产生Y轴方向(称为：敏感方向)上的振动，称为敏感模态，通过与敏感方向相垂直的电容可以检测到敏感模态信号。陀螺仪的检测电路在检测到敏感模态信号后，通过放大器对信号进行放大，并将放大后的信号解调为直流信号。根据解调后的直流信号即可确定出质量块在敏感方向上的振幅，进而根据敏感方向上的振幅确定出角速度值。参照图2，为检测电路中对敏感模态信号进行放大的放大器的示意图，其中，ΔC为感应电容变化，Cp为寄生电容，Rf为反馈电容。放大器位于检测电路的前端，其噪声水平决定了整个检测电路的检测精度。由于陀螺仪的谐振频率大多在几KHz到几十KHz范围内，在如此低的频段，检测电路中放大器的闪烁噪声非常明显，会严重制约了陀螺仪的检测精度。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种抑制噪声的方法、陀螺仪检测电路、陀螺仪及电子设备，用于解决现有技术中放大器的闪烁噪声影响陀螺仪的检测精度的问题。第一方面，本专利技术实施例一方面提供一种陀螺仪检测电路，包括：敏感模态信号检测电路，用于在陀螺仪的振动件进行敏感模态振动时，基于高频工作信号检测获得高频敏感模态信号；第一放大电路，用于对所述高频敏感模态信号进行放大；第一解调电路，用于将所述第一放大电路放大后的信号中与所述高频敏感模态信号相位相同的信号解调为低频信号，以及将所述第一放大电路产生的闪烁噪声调制为高频噪声信号；第一滤波电路，用于将所述第一解调电路解调后的信号中的高频信号过滤掉，输出所述低频信号。可选的，所述检测电路还包括：驱动模态信号处理单元，用于对所述陀螺仪的驱动模态信号进行放大，并将放大后的驱动模态信号进行移相，使得移相后的信号与所述高频敏感模态信号的相位相同；第二解调电路，用于根据所述驱动模态信号处理单元移相后的信号将所述第一滤波电路输出的所述低频信号解调为直流信号。可选的，所述检测电路还包括：驱动模态信号检测电路，用于在陀螺仪的振动件进行驱动模态振动时，基于高频工作信号检测获得高频驱动模态信号；第二放大电路，用于对所述高频驱动模态信号进行放大；第三解调电路，用于将所述第二放大电路放大后的信号中与所述高频驱动模态信号相位相同的信号解调为第二低频信号，以及将所述第二放大电路产生的第二闪烁噪声调制为第二高频噪声信号；第二滤波电路，用于将所述第三解调电路解调后的信号中的高频信号过滤掉，输出所述第二低频信号；移相器，用于将所述第二滤波电路输出的所述第二低频信号的相位，更改为与所述高频敏感模态信号相一致的相位；第二解调电路，用于根据所述移相器输出的信号将所述第一滤波电路输出的所述低频信号解调为直流信号。可选的，所述第一放大电路与所述第二放大电路的位移相同。第二方面，本专利技术实施例提供一种陀螺仪，包括：驱动电路，用于产生驱动电压；振动件，用于根据所述驱动电压进行振动；第一方面所述的检测电路。可选的，所述驱动电路为反馈驱动电路，所述反馈驱动电路的输入端与所述第二滤波电路的输出端相连，所述反馈驱动电路用于根据所述第二滤波电路的输出值调整所述驱动电压，以使所述振动件保持稳定恒幅震荡状态。第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括：壳体；处理器，设置在所述壳体内；陀螺仪，设置在所述壳体内，与所述处理器相连；所述陀螺仪包括：驱动电路，用于产生驱动电压；振动件，用于根据所述驱动电压进行振动；第一方面所述的检测电路；其中，所述处理器根据所述第二解调电路输出的直流信号确定所述电子设备的角速度。第四方面，本专利技术实施例提供一种抑制噪声的方法，包括：在陀螺仪的振动件进行敏感模态振动时，利用敏感模态信号检测电路基于高频工作信号检测获得高频敏感模态信号；使用放大电路将所述高频敏感模态信号进行放大；采用第一解调电路将所述放大电路放大后的信号中与所述高频敏感模态信号相位相同的信号解调为低频信号，以及将所述第一放大电路产生的闪烁噪声调制为高频噪声信号；采用第一滤波电路将所述第一解调电路解调后的信号中的高频噪声信号过滤掉，输出所述低频信号。可选的，所述方法还包括：对所述陀螺仪的驱动模态信号进行放大，并将放大后的驱动模态信号进行移相，使得移相后的信号与所述高频敏感模态信号的相位相同；采用第二解调电路根据所述移相后的信号将所述低频信号解调为直流信号。可选的，所述方法还包括：在所述陀螺仪的振动件进行驱动模态振动时，利用驱动模态信号检测电路基于高频工作信号检测获得高频驱动模态信号；使用第二放大电路将所述高频驱动模态信号进行放大；采用第三解调电路将所述第二放大电路放大后的信号中与所述高频驱动模态信号相位相同的信号解调为第二低频信号，以及将所述第二放大电路产生的第二闪烁噪声调制为第二高频噪声信号；采用第二滤波电路将所述第三解调电路解调后的信号中的高频噪声信号过滤掉，输出所述第二低频信号；采用移相器将所述第二滤波电路输出的所述第二低频信号的相位，更改为与所述高频敏感模态信号相一致的相位；采用第二解调电路根据所述移相器移相后的信号将所述低频信号解调为直流信号。本专利技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本专利技术实施例中，敏感模态信号检测电路基于高频工作信号工作，敏感模态信号检测电路中检测陀螺仪敏感模态振动的电容的变化被调制到高频，产生高频敏感模态电流，该高频敏感模态电流流经电阻后形成高频敏感模态电压，即高频敏感模态信号。高频敏感模态信号经第一放大电路放大后，通过第一解调电路解调为低频敏感模态信号，而第一放大电路产生的高频噪声经第一解调电路调制为高频，通过第一滤波电路过滤高频信号，输出低频信号，即可抑制或者消除第一放大电路产生的高频噪声，抑制了闪烁噪声对陀螺仪检测电路的后续电路或器件的影响，提高了陀螺仪的检测精度以及工作稳定性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为
技术介绍
中陀螺仪的工作原理示意图；图2为
技术介绍
中放大器的示意图；图3为本专利技术实施例提供的陀螺仪的示意图；图4为本专利技术实施例提供的抑制噪声的方法的流程示意图；图5为本专利技术实施例提供的另一抑制噪声的方法的流程示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陀螺仪检测电路，其特征在于，包括：敏感模态信号检测电路，用于在陀螺仪的振动件进行敏感模态振动时，基于高频工作信号检测获得高频敏感模态信号；第一放大电路，用于对所述高频敏感模态信号进行放大；第一解调电路，用于将所述第一放大电路放大后的信号中与所述高频敏感模态信号相位相同的信号解调为低频信号，以及将所述第一放大电路产生的闪烁噪声调制为高频噪声信号；第一滤波电路，用于将所述第一解调电路解调后的信号中的高频信号过滤掉，输出所述低频信号。

【技术特征摘要】
1.一种陀螺仪检测电路，其特征在于，包括：敏感模态信号检测电路，用于在陀螺仪的振动件进行敏感模态振动时，基于高频工作信号检测获得高频敏感模态信号；第一放大电路，用于对所述高频敏感模态信号进行放大；第一解调电路，用于将所述第一放大电路放大后的信号中与所述高频敏感模态信号相位相同的信号解调为低频信号，以及将所述第一放大电路产生的闪烁噪声调制为高频噪声信号；第一滤波电路，用于将所述第一解调电路解调后的信号中的高频信号过滤掉，输出所述低频信号。2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：驱动模态信号处理单元，用于对所述陀螺仪的驱动模态信号进行放大，并将放大后的驱动模态信号进行移相，使得移相后的信号与所述高频敏感模态信号的相位相同；第二解调电路，用于根据所述驱动模态信号处理单元移相后的信号将所述第一滤波电路输出的所述低频信号解调为直流信号。3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：驱动模态信号检测电路，用于在陀螺仪的振动件进行驱动模态振动时，基于高频工作信号检测获得高频驱动模态信号；第二放大电路，用于对所述高频驱动模态信号进行放大；第三解调电路，用于将所述第二放大电路放大后的信号中与所述高频驱动模态信号相位相同的信号解调为第二低频信号，以及将所述第二放大电路产生的第二闪烁噪声调制为第二高频噪声信号；第二滤波电路，用于将所述第三解调电路解调后的信号中的高频信号过滤掉，输出所述第二低频信号；移相器，用于将所述第二滤波电路输出的所述第二低频信号的相位，更改为与所述高频敏感模态信号相一致的相位；第二解调电路，用于根据所述移相器输出的信号将所述第一滤波电路输出的所述低频信号解调为直流信号。4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第一放大电路与所述第二放大电路的位移相同。5.一种陀螺仪，其特征在于，包括：驱动电路，用于产生驱动电压；振动件，用于根据所述驱动电压进行振动；如权利要求1-4中任一项所述的检测电路。6.如权利要求5所述的陀螺仪，其特征在于，所述驱动电路为反馈驱动电路，所述反馈驱动电路的输入端与所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡家安，
申请(专利权)人：成都艾德沃传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51