一种用于石英挠性加速度计的低功耗伺服电路制造技术

本发明专利技术公开了一种用于石英挠性加速度计的低功耗伺服电路。主电路芯片接地端分别通过一电容与正电源输出端、负电源输出端连接；正电源输出端分别经R9、R10、R11与晶体管T1、T2、T3连接；T1、T2、T3基极分别与放大器上输出端连接，T1发射极经R12、R13与T4发射极连接，T4集电极经R14与负电源输出端连接；T2集电极与T5集电极连接，T5、T6发射极分别经一电阻与负电源输出端连接；T3集电极与晶体管T6集电极连接；T4、T5、T6基极均分别与放大器下输出端连接；T3集电极经反馈网络与放大器反相输入端连接；本发明专利技术可用±5V直流电供电，适合野外作业，加速度计静态功耗可达到小于50mW。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种用于石英挠性加速度计的低功耗伺服电路。主电路芯片接地端分别通过一电容与正电源输出端、负电源输出端连接；正电源输出端分别经R9、R10、R11与晶体管T1、T2、T3连接；T1、T2、T3基极分别与放大器上输出端连接，T1发射极经R12、R13与T4发射极连接，T4集电极经R14与负电源输出端连接；T2集电极与T5集电极连接，T5、T6发射极分别经一电阻与负电源输出端连接；T3集电极与晶体管T6集电极连接；T4、T5、T6基极均分别与放大器下输出端连接；T3集电极经反馈网络与放大器反相输入端连接；本专利技术可用±5V直流电供电，适合野外作业，加速度计静态功耗可达到小于50mW。【专利说明】—种用于石英挠性加速度计的低功耗伺服电路
本专利技术涉及一种用于石英挠性加速度计的伺服电路，尤其是一种用于石英挠性加速度计的低功耗伺服电路。
技术介绍
石英挠性加速度计主要通过力反馈原理来测量载体的加速度。其主要结构形式是由力矩器、检测质量摆组件、差动电容传感器以及伺服电路等部分构成。加速度计工作过程中，当沿加速度计输入轴有加速度作用时，检测质量摆组件发生偏转，伺服电路检测这一变化，把它变换成相应的电流以反馈给力矩器，使检测质量摆组件返回到原来位置，该电流的大小与输入加速度成比例。传统石英挠性加速度计伺服电路原理图参考附图1，包括三端稳压器、主电路芯片、输出级芯片和其它外围器件，其中主电路芯片包括基准三角波发生器、差动电容检测器、电流积分器等部分。±15V直流电源供电经正/负稳压器转换为±9V电压为主电路集成芯片供电，输出级芯片提供与输入加速度成比例的电流输出。整个伺服电路正/负向静态工作电流平均不低于10mA，即石英挠性加速度计静态功耗大于300mW。传统石英挠性加速度计多采用土 15V直流电源供电，随着石英挠性加速度计在石油工业、原位测量系统、振动测量和物探领域应用的不断深入，这些应用场所多使用蓄电池进行野外作业，要求石英挠性加速度计静态功耗小于100mW，传统石英挠性加速度计无法满足使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有石英挠性加速度计在低功耗方面现有技术之不足，提供一种可用于石英挠性加速度计的低功耗伺服电路。本专利技术的技术方案为:—种用于石英挠性加速度计的低功耗伺服电路，包括主电路芯片，其特征在于所述主电路芯片的接地端10分别通过一滤波电容Cl与直流电源正电源输出端连接、通过一滤波电容C2与直流电源负电源输出端连接，并与该直流电源的接地端连接；所述主电路芯片的正电源输入端15、负电源输入端2分别与所述正电源输出端、负电源输出端对应连接；所述正电源输出端分别经一电阻R9与一晶体管Tl的集电极连接，经一电阻RlO与一晶体管T2的发射极连接，经一电阻Rll与一晶体管T3的发射极连接；所述晶体管T1、T2、T3的基极分别与所述主电路芯片的放大器上输出端9连接，所述晶体管Tl的发射极依次经电阻R12、R13与一晶体管Τ4的发射极连接，晶体管Τ4的集电极经一电阻R14与所述负电源输出端连接，R12与R13的连接端与地线连接；所述晶体管Τ2的集电极与一晶体管Τ5的集电极连接，晶体管Τ5的基极经一电阻R15与所述负电源输出端连接；所述晶体管Τ3的集电极与一晶体管Τ6的集电极连接，晶体管Τ6的发射极经一电阻R16与所述负电源输出端连接；所述晶体管Τ4、Τ5、Τ6的基极均分别与所述主电路芯片的放大器下输出端7连接；所述晶体管T3的集电极经一反馈网络与所述主电路芯片的放大器反相输入端6连接；其中，上述连接为电连接。进一步的，所述电阻R11、R16取值范围均为100 Ω至5k Ω。进一步的，所述主电路芯片的放大器调整端5与放大器上输出端9之间的电容C4取值范围为IOpF至150pF ;所述电阻R9、R10、R12、R13、R14、R15取值范围均为10 Ω至5kQ ；所述主电路放大器的放大器反相输入端6与放大器下输出端7之间的电容C5取值范围为IOOpF 至 1500pF。进一步的，所述反馈网络包括电阻R4、R5、R6、R7、R8和电容CIO、Cll ;其中，电阻R5与R6、C11组成的串联电路并联，且R5与依次串联的R7、R8、C10串联电路并联，且R5与R7、R4组成的串联电路并联；其中:R4、R5、R8取值范围均为5k Ω至20k Ω，R6取值范围为100 Ω至2kQ，R7取值范围IOkQ至40k Ω，CIO、Cll取值范围均为0.01 μ F至0.1 μ F。进一步的，所述主电路芯片的积分器输出端8与积分器调整端12经一电容C7连接，积分器输出端8经一并联依次经电容C8、C6、C9与地线连接，且电容C8的两端并联一电阻R3 ;所述主电路芯片的积分器反向输入端11经该电容C9与地线连接；其中，R3取值范围为IOkQ至70kQ，C6取值范围为0.0lyF至0.1 μ F，C7取值范围为IOpF至150pF，C8取值范围为IOOpF至1500pF，C9取值范围为IOpF至150pF。进一步的，所述主电路芯片的三角波控制端I经一电阻Rl与接地端10连接、三角波形成端16经一电容C3与接地端10连接，所述主电路芯片的电流上调整端3与电流下调整端4经一电阻R2连接；其中，Rl取值范围为IkQ至IOkQ，R2取值范围为IOkQ至50k Ω，C3取值范围为IOpF至150pF。本专利技术的低功耗伺服电路主要由主电路芯片和电阻、电容、晶体管等器件组成，原理图参考附图2，其中主电路芯片和传统石英挠性加速度计伺服电路中的主电路芯片组成形式及功能一致。所述低功耗伺服电路对传统石英挠性加速度计伺服电路供电部分进行了改进，且将传统石英挠性加速度计伺服电路输出级芯片进行重新设计，改为由小功率晶体管等分立元器件组成。这样能够实现低功耗且性能完全可以满足石油、物探等应用领域。所述低功耗伺服电路和石英挠性加速度计表头部分进行电气连接后可实现对载体加速度的测量，其装配方法与传统石英挠性加速度计相同。根据本专利技术提供的用于石英挠性加速度计的低功耗伺服电路还具有如下附加技术特征:所述用于石英挠性加速度计的低功耗伺服电路对传统石英挠性加速度计伺服电路供电方式进行重新设计。传统石英挠性加速度计伺服电路供电最低不得低于±12V。而所述用于石英挠性加速度计的低功耗伺服电路供电电压最低可至土 5V。所述用于石英挠性加速度计的低功耗伺服电路中输出级不同于传统石英挠性加速度计伺服电路输出级芯片设计，使用小功率晶体管设计实现，在输出电路与反馈网络间加入隔离电路，以减小反馈网络对输出电路的影响。所述用于石英挠性加速度计的低功耗伺服电路可由分立元器件搭建而成，也可以依据使用需要对其进行二次集成。所述用于石英挠性加速度计的低功耗伺服电路构成形式即可决定其低功耗特性，调整外围器件参数不会改变电路功耗，但可以对石英挠性加速度计噪声、带宽等技术指标进行调整。所述用于石英挠性加速度计的低功耗伺服电路设计充分考虑与传统石英挠性加速度计表头的兼容性，不需要对原石英挠性加速度计表头进行结构设计更改。按照本专利技术提供的一种用于石英挠性加速度计的低功耗伺服电路与现有技术相比具有如下优点:本专利技术的加速度计伺服电路尺寸只有直径约2.54cm，使用所述低功耗伺服电路后的石本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于石英挠性加速度计的低功耗伺服电路，包括主电路芯片，其特征在于所述主电路芯片的接地端（10）分别通过一滤波电容C1与直流电源正电源输出端连接、通过一滤波电容C2与直流电源负电源输出端连接，并与该直流电源的接地端连接；所述主电路芯片的正电源输入端（15）、负电源输入端（2）分别与所述正电源输出端、负电源输出端对应连接；所述正电源输出端分别经一电阻R9与一晶体管T1的集电极连接，经一电阻R10与一晶体管T2的发射极连接，经一电阻R11与一晶体管T3的发射极连接；所述晶体管T1、T2、T3的基极分别与所述主电路芯片的放大器上输出端（9）连接，所述晶体管T1的发射极依次经电阻R12、R13与一晶体管T4的发射极连接，晶体管T4的集电极经一电阻R14与所述负电源输出端连接，R12与R13的连接端与地线连接；所述晶体管T2的集电极与一晶体管T5的集电极连接，晶体管T5的基极经一电阻R15与所述负电源输出端连接；所述晶体管T3的集电极与一晶体管T6的集电极连接，晶体管T6的发射极经一电阻R16与所述负电源输出端连接；所述晶体管T4、T5、T6的基极均分别与所述主电路芯片的放大器下输出端（7）连接；所述晶体管T3的集电极经一反馈网络与所述主电路芯片的放大器反相输入端（6）连接；其中，上述连接为电连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于皓，周峰，于湘涛，吴楠，付秀娟，彭福英，任敬坤，
申请(专利权)人：航天科工惯性技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11