一种14位采样精度的光纤陀螺信号处理系统技术方案

本发明专利技术涉及光纤陀螺信号处理领域，特别涉及一种14位采样精度的光纤陀螺信号处理系统，包括14位ADC、数据处理子系统、14位DAC、时钟复位子系统、电源管理子系统以及RS422接口电路，所述14位ADC通过数据总线与数据处理子系统电连接，所述数据处理子系统通过数据总线与14位DAC电连接，所述RS422接口电路通过串行总线与数据处理子系统电连接，所述时钟复位子系统通过时钟信号及复位信号分别与14位ADC、数据处理子系统和14位DAC进行电连接，所述电源管理子系统分别对14位ADC、数据处理子系统、14位DAC和RS422接口电路供电；本发明专利技术解决了现有系统开发复杂度高、体积大、功耗高的问题。功耗高的问题。功耗高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种14位采样精度的光纤陀螺信号处理系统


[0001]本专利技术涉及光纤陀螺信号处理领域，特别涉及一种14位采样精度的光纤陀螺信号处理系统。

技术介绍

[0002]光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的角速率传感器，其通过测量沿光纤线圈顺时针和逆时针方向传播的两束光的光程差，来测量光纤线圈的转速。因为其测量精度高、灵敏度高、动态范围大、体积小、重量轻、易集成等优点，以及其在军事及民用领域的广阔应用前景，其已成为近年来国内外惯性器件领域的一个研究热点。
[0003]一种14位采样精度的光纤陀螺信号处理芯片结构将传统光纤陀螺系统中的FPGA、ADC、DAC、RS422等电路集成到一块ASIC芯片中，实现光纤陀螺的小型化，降低光纤陀螺系统的体积和功耗。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，为了实现光纤陀螺的小型化，降低光纤陀螺系统的体积和功耗，本专利技术提出一种14位采样精度的光纤陀螺信号处理系统，包括14位ADC、数据处理子系统、14位DAC、时钟复位子系统、电源管理子系统以及RS422接口电路，所述14位ADC通过数据总线与数据处理子系统电连接，所述数据处理子系统通过数据总线与14位DAC电连接，所述RS422接口电路通过串行总线与数据处理子系统电连接，所述时钟复位子系统通过时钟信号及复位信号分别与14位ADC、数据处理子系统和14位DAC进行电连接，所述电源管理子系统分别对14位ADC、数据处理子系统、14位DAC和RS422接口电路供电。
[0005]进一步的，14位ADC的输入端与芯片输入端口信号连接，14位ADC的输出端通过数据总线与数据处理子系统电连接。
[0006]进一步的，所述数据处理子系统包括角速度信号调制解调器、闭环控制器、反馈相移产生器、方波偏置生成器、串行接口、EEPROM读写电路，角速度信号调制解调器接收14位ADC发送的信号并传递给闭环控制器；所述闭环控制器产生两路相同的信号，一路通过反馈相移产生器连接到14位DAC，另一路信号通过方波偏置生成器产生方波输出；所述EEPROM读写电路在上电复位完成后读取角速度信号调制解调器、闭环控制器、反馈相移产生器、方波偏置生成器的控制信号；所述串行接口输出数据连接到RS422接口电路。
[0007]进一步的，所述14位DAC的输入端通过数据总线与数据处理子系统电连接，所述14位DAC的输出端输出至芯片模拟输出端口。
[0008]进一步的，所述RS422接口电路的输入端通过串行总线与数据处理子系统中串行口单元电连接，所述RS422接口电路的输出端输出数据到上位机以进行调试。
[0009]进一步的，电源管理子系统由四个低压差线性稳压器构成，四个低压差线性稳压器由一个5V电源供电，第一低压差线性稳压器为14位ADC的模拟部分提供3V电压，第三低压差线性稳压器为数据处理子系统、14位DAC数字部分、14位ADC数字部分提供3.3V电压；第二
低压差线性稳压器为14位DAC模拟部分提供4V电压；第四低压差线性稳压器为时钟复位子系统，14位DAC和14位ADC的I/O口，芯片的外围电路提供3.3V电压。
[0010]进一步的，电子管理子系统中四个低压差线性稳压器的上电采用级联的方式，当第一低压差线性稳压器完成上电后输出一个上电检测成功的指示信号给第三低压差线性稳压器和第四低压差线性稳压器，第三低压差线性稳压器和第四低压差线性稳压器开始上电；当第三低压差线性稳压器完成上电后发送一个上电检测成功的指示信号给第二低压差线性稳压器，第二低压差线性稳压器开始上电。
[0011]进一步的，所述时钟复位子系统包括锁相环、上电复位单元和时钟及复位信号整形单元；所述锁相环为通用的片上锁相环，实现2倍频功能；所述上电复位单元为通用模块，所述时钟及复位信号整形单元实现对时钟和复位信号的整形滤波处理。
[0012]本专利技术片内集成的子系统，实现了光纤陀螺信号处理系统中前级信号调理及采集、后级转换及驱动、串口通讯等功能，解决了光纤陀螺信号处理系统通常采用分立器件，分立器件存在一致性差、调试效率低，成本高等问题，也便于用户进行二次集成应用，而且还能满足光纤陀螺处理领域类似的应用需求。
附图说明
[0013]图1为本专利技术一种14位采样精度的光纤陀螺信号处理系统结构示意图；
[0014]图2为本专利技术一种14位采样精度的光纤陀螺信号处理系统中电源管理子系统结构示意图；
[0015]图3为专利技术一种14位采样精度的光纤陀螺信号处理系统中电源管理子系统各个低压差线性稳压器上电顺序图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]本专利技术提出一种14位采样精度的光纤陀螺信号处理系统，包括14位ADC(即14位的模拟
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数字转换器)、数据处理子系统、14位DAC(即14位的数字
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模拟转换器)、时钟复位子系统、电源管理子系统以及RS422接口电路，所述14位ADC通过数据总线与数据处理子系统电连接，所述数据处理子系统通过数据总线与14位DAC电连接，所述RS422接口电路通过串行总线与数据处理子系统电连接，所述时钟复位子系统通过时钟信号及复位信号分别与14位ADC、数据处理子系统和14位DAC进行电连接，所述电源管理子系统分别对14位ADC、数据处理子系统、14位DAC和RS422接口电路供电。
[0018]如图1所示，本实施例提供一种14位采样精度的光纤陀螺信号处理系统的较佳实施方式，在本实施方案中系统包括14位ADC、数据处理子系统、14位DAC、RS422接口电路、电源管理子系统和时钟复位子系统。
[0019]本实施例中，14位ADC用于将连续的模拟信号转变为离散的数字信号，该器件一般由权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关等构成，本领域技术人员根据构成该器件
的各个部件的功能将各个部分划分为模拟部分、数字部分、模拟I/O口部分以及数字I/O口部分，14位ADC的输入端与通用输入端口点连接，输出端通过总线与数据处理子系统电连接，所述ADC为单通道ADC，其分辨率为14位，在25Msps采样率下SFDR(无杂散动态范围)≥70dBc。
[0020]在本实施例中，数据处理子系统包括角速度信号调制解调器、闭环控制器、反馈相移产生器、方波偏置生成器、串行口通信、EEPROM(带电可擦可编程只读存储器)读写电路，所述角速度信号调制解调器单元接收ADC发送的数据信号，并传递给闭环控制器，所述闭环控制器产生的第一路信号通过反馈相移产生器连接到14位DAC，所述闭环控制器产生的第二路信号通过方波偏置生成器，产生方波，并输出到芯片外部，所述EEPROM读写电路在上电复位完成后读取上述模块的控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种14位采样精度的光纤陀螺信号处理系统，其特征在于，包括14位ADC、数据处理子系统、14位DAC、时钟复位子系统、电源管理子系统以及RS422接口电路，所述14位ADC通过数据总线与数据处理子系统电连接，所述数据处理子系统通过数据总线与14位DAC电连接，所述RS422接口电路通过串行总线与数据处理子系统电连接，所述时钟复位子系统通过时钟信号及复位信号分别与14位ADC、数据处理子系统和14位DAC进行电连接，所述电源管理子系统分别对14位ADC、数据处理子系统、14位DAC和RS422接口电路供电。2.根据权利要求1所述的一种14位采样精度的光纤陀螺信号处理系统，其特征在于，14位ADC的输入端与芯片输入端口信号连接，14位ADC的输出端通过数据总线与数据处理子系统电连接。3.根据权利要求1所述的一种14位采样精度的光纤陀螺信号处理系统，其特征在于，所述数据处理子系统包括角速度信号调制解调器、闭环控制器、反馈相移产生器、方波偏置生成器、串行接口、EEPROM读写电路，角速度信号调制解调器接收14位ADC发送的信号并传递给闭环控制器；所述闭环控制器产生两路相同的信号，一路通过反馈相移产生器连接到14位DAC，另一路信号通过方波偏置生成器产生方波输出；所述EEPROM读写电路在上电复位完成后读取角速度信号调制解调器、闭环控制器、反馈相移产生器、方波偏置生成器的控制信号；所述串行接口输出数据连接到RS422接口电路。4.根据权利要求1所述的一种14位采样精度的光纤陀螺信号处理系统，其特征在于，所述14位DAC的输入端通过数据总线与数据处理子系统电连接，所述14位DAC的输出端输出至芯片模...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，黄晓宗，廖鹏飞，李搏，陈浩，付驿如，郭亮，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十四研究所，
类型：发明
国别省市：