[實用新型]陀螺儀信號處理電路

無效

• 申請號: 200720190154.7
• 申請日: 2007-11-14
• 公開（公告）號: CN201173781Y
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 賈世聰
• 申請（專利權）人: 賈世聰
• 主分類號: G01C19/56
• 分類號: G01C19/56;G01P9/04
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司
• 代理人: 解政文

技術領域

本實用新型涉及角速度測量儀器，特別涉及一種陀螺儀信號處理電路。

背景技術

陀螺儀是慣性制導系統必不可少的角速度敏感元件，它能測量載體各軸的旋轉角速率，其信號經放大、校正、功率放大后，驅動載體或平臺執行機構進行穩定控制和導航控制，實現自主式導航。

目前，硅微機械陀螺儀屬第四代新型陀螺儀，世界上的發達國家從90年代開始就投入大量人力、物力進行研究，現已處于實際應用階段，我國已有部分單位著手研制音叉式硅微機械陀螺儀，至今精度還很低，其隨機漂移在50°/h左右。

從國外購置的硅微機械陀螺儀屬于環形硅微機械陀螺儀，由于所購置的陀螺儀是同類產品中質量偏低者，輸出雜波和隨機漂移很大，若不改進，實際應用很困難，不易開拓市場，很難達到普遍推廣應用。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服上述缺陷，提供一種可以很好改善陀螺的零位、隨機漂移和滯后，并可以進行自動溫度補償的陀螺儀信號處理電路。

為達到上述目的，本實用新型提供的陀螺儀信號處理電路，包括陀螺儀信號輸入線和陀螺儀基準電壓輸入線，還包括校正放大器、反向放大器、濾波放大器和溫度補償電路，其中，所述陀螺儀基準電壓輸入線與所述反向放大器的輸入端相連，所述陀螺儀信號輸入線和所述反向放大器的輸出端分別與所述校正放大器的輸入端相連，所述校正放大器的輸出端與所述濾波放大器的輸入端相連，所述濾波放大器的輸出端與所述溫度補償電路的輸入端相連，所述溫度補償電路輸出經處理后的陀螺儀信號。

本實用新型陀螺儀信號處理電路，其中所述校正放大器的輸入端接有阻容微分網絡。

本實用新型陀螺儀信號處理電路，其中所述反向放大器輸入端的陀螺儀基準電壓為+2.5V，所述反向放大器輸出端的輸出電壓為-2.5V。

本實用新型陀螺儀信號處理電路，其中所述溫度補償電路包括溫度傳感器、DSP、第一比較放大器、第二比較放大器和第三比較放大器，所述DSP輸出的參考電壓信號經參考電壓跟隨器分別接至所述第一比較放大器的反相輸入端和第二比較放大器的同相輸入端，所述溫度傳感器的輸出信號接至所述第一比較放大器的同相輸入端，所述第一比較放大器的輸出端接至所述DSP的輸入端；所述DSP輸出的程序控制后的信號接至所述第二比較放大器的反相輸入端，所述第二比較放大器的輸出端接至所述第三比較放大器的反相輸入端；所述濾波放大器的輸出信號接至所述第三比較放大器的同相輸入端，所述第三比較放大器的輸出端輸出溫度補償處理后的陀螺儀信號。

本實用新型陀螺儀信號處理電路，其中所述各放大器采用型號為OP07或F007的運算放大器構成。

本實用新型陀螺儀信號處理電路，其中所述DSP采用型號為MSP430F4270IDL的芯片。

本實用新型陀螺儀信號處理電路有益的技術效果是：由于采用了反向放大器作為調零裝置，改善了陀螺的零位，對減小陀螺輸出信號的隨機漂移起了重要作用。在校正放大器中采用了微分網絡，改善了陀螺信號處理電路的動態特性，可使信號處理電路的滯后為零。通過校正放大器和濾波放大器綜合放大后，又采用DSP芯片進行溫度補償，使陀螺儀隨機漂移率由180°/h，提高到小于5°/h。達到了可應用的水平，該陀螺儀可用于戰術導彈、魚雷、飛艇、紅外/激光制導炸彈、坦克、艦船等領域。

下面將結合實施例參照附圖對本實用新型進行詳細說明。

附圖說明

圖1是本實用新型陀螺儀信號處理電路的方框圖；

圖2是圖1中溫度補償電路的方框圖；

圖3是本實用新型陀螺儀信號處理電路的電路圖；

圖4是圖1中溫度補償電路的電路圖。

具體實施方式

由于陀螺儀處于工作狀態時，當無角速率輸給陀螺時，陀螺有+2.5V零位電壓輸出，若不進行調零處理，無法滿足用戶的控制系統使用要求。為使陀螺在無角速率輸入情況下輸出信號為零。我們從陀螺內部電路中引出+2.5V基準信號，經過放大器組件的反向端輸入變換成-2.5V，并通過R₁C₁濾波成直流，加到陀螺信號輸出端，再經過綜合放大后輸出為零，這種調零裝置比傳統的調零裝置，即在運放調零或正向輸入端引入直流電壓調零的裝置優越。原因是當加到陀螺上的+5V電壓隨溫度變化有變化時，陀螺中的+2.5V電壓也同時變化。通過綜合放大后輸出的零位電壓變化趨于零，這一裝置對減小陀螺輸出信號隨機漂移起了重要作用。