【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微电子机械系统和微惯性测量，特别是一种小频差mems陀螺仪检测相移抑制系统。
技术介绍
1、mems陀螺仪是一种基于哥氏原理，使用mems工艺加工而成的角速度传感器，具有体积小、重量轻、低成本、低功耗、可批量生产的特点，在消费类电子、智慧城市、工业控制、航空航天等领域获得了广泛应用，0.1～1°/h零偏稳定性的mems陀螺仪市场前景巨大。缩小频差是提高机械灵敏度的有效手段，但小频差下检测谐振器的相移不理想，导致正交泄露，恶化零位噪声，制约mems陀螺仪精度的提高。
2、mems陀螺仪受工艺水平限制，存在梳齿不规则、支撑梁不对称等加工误差，由此产生正交耦合误差，与有用信号成90°相位，其可达10～1000°/s，且易受环境温度干扰。当前，mems陀螺仪量程约为±400°/s，正交耦合误差的存在严重影响陀螺仪的量程与零位输出，必须采取有效手段进行校正。相敏解调是抑制正交误差的常用手段，其利用正交误差与有用信号成90°的相位关系滤除正交信号，但需要保证驱动模态和检测模态的严格相位关系。模态分离式mems陀螺仪在100hz频差状态下，驱动模态与检测模态可能存在0.5°左右的相位误差，零位信号中的正交残留量达dps量级，同时其敏感温度变化，恶化零位噪声，影响陀螺仪的精度。此外诸如力反馈矫正法和正交耦合刚度矫正法等方法是常用的正交矫正技术，通过矫正电极和辅助闭环电路有效抵消正交误差。但其系统复杂、功耗高、噪声干扰明显，制约mems陀螺仪精度的进一步提高。因此，需要一种简洁高效的小频差mems陀螺仪检测相移抑制技术，
3、提高检测q值可以抑制检测相移，但当mems陀螺仪的检测q值达到数万时，外界冲击输入会使检测轴发生谐振，在小频差模式下难以被电路滤波器抑制，其恢复时间可达1s以上，对mems陀螺仪的正常使用具有较大影响。因此，需要一种降低mems陀螺仪的检测q值的技术，以提高其抗冲击能力；同时又需要保证不增加检测相移，以保证mems陀螺仪的低正交泄露特性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种小频差mems陀螺仪检测相移抑制系统，通过对检测谐振器施加参量抑制信号，对其幅相频响应进行静电矫正，抑制小频差模式下的检测相移，并改善其抗冲击特性。
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：
3、一种小频差mems陀螺仪检测相移抑制系统，包括：
4、驱动环路，用于将mems陀螺仪输出的一对差分驱动位移电流信号转变为第一电压信号vds，并产生驱动信号作用于驱动梳齿，使mems陀螺仪驱动模态维持工作频率为驱动频率ωd的稳幅振荡运动；
5、参量抑制环路，用于产生参量抑制信号作用于参量抑制梳齿；
6、参量抑制环路内嵌的检测谐振环路，用于将mems陀螺仪输出的一对差分检测位移电流信号转变为第二电压信号vs，并产生检测驱动信号，使mems陀螺仪检测模态维持工作频率为检测频率ωs的稳幅振荡运动；
7、角速度解调模块，用于从检测模态中提取出mems陀螺仪输入角速度信息；
8、本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：
9、(1)针对小频差mems陀螺仪检测相移不理想的问题，通过对mems陀螺仪检测模态施加两倍检测频率的抑制信号，使检测相位响应曲线在检测频率之前保持0°的区间更长，拓宽了mems陀螺仪0°检测相移的频率区间，在不影响mems陀螺仪原有角速度检测功能的同时，抑制检测相移。
10、(2)在进行检测相移矫正的同时，具有抑制检测谐振峰的附加作用，并且不影响检测模态在驱动频率处的幅值响应，达到了降低检测q值，提高mems陀螺仪抗冲击能力的效果；
11、(3)针对如何产生参量抑制信号的环节，省去了压控振荡器和相位同步环节，直接从检测谐振环路中生成参量抑制信号，操作简单，易于实现；
12、(4)无需adc与dac，方法简单，便于实现。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种小频差MEMS陀螺仪检测相移抑制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的小频差MEMS陀螺仪检测相移抑制系统，其特征在于，所述驱动环路包括：
3.根据权利要求1所述的小频差MEMS陀螺仪检测相移抑制系统，其特征在于，所述参量抑制环路包括：
4.根据权利要求1所述的小频差MEMS陀螺仪检测相移抑制系统，其特征在于，所述角速度解调模块包括：
5.根据权利要求2所述的小频差MEMS陀螺仪检测相移抑制系统，其特征在于，所述驱动接口电路包括：
6.根据权利要求3所述的小频差MEMS陀螺仪检测相移抑制系统，其特征在于，所述检测接口电路包括：
【技术特征摘要】
1.一种小频差mems陀螺仪检测相移抑制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的小频差mems陀螺仪检测相移抑制系统，其特征在于，所述驱动环路包括：
3.根据权利要求1所述的小频差mems陀螺仪检测相移抑制系统，其特征在于，所述参量抑制环路包括：
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵阳，杨翔岚，施芹，黄锦阳，夏国明，裘安萍，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。