[發明專利]促使微機械陀螺快速起振的電路

有效

• 申請號: 201410058849.4
• 申請日: 2014-02-20
• 公開（公告）號: CN103791897A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 王北鎮;戴紹忠;陳志華;肖定邦;任冬;吳光躍;吳學忠
• 申請（專利權）人: 北京華力創通科技股份有限公司
• 主分類號: G01C19/56
• 分類號: G01C19/56
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

技術領域

本發明涉及微機械陀螺領域，具體而言，涉及促使微機械陀螺快速起振的電路。

背景技術

微機械陀螺具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高等優勢，已廣泛應用于通訊設備、汽車安全與導航等領域。

現今，用來啟動微機械陀螺的驅動電路采用自動增益控制的閉環回路，其作用是使微陀螺在其驅動模態頻率處保持恒定幅值的振動。其中包括兩個環路，一個環路是基于相位控制的自激勵環路，另外一個環路是幅值控制環路。自激勵環路中設置了一個90度移相器，使驅動模態諧振頻率所處的環路相位為2π，從而在驅動頻率處產生自激振蕩。幅值控制環路通過實時檢測微陀螺驅動模態的振動幅值，利用PID控制器，控制輸入驅動電壓的大小，從而達到使微陀螺在驅動模態恒幅振動的效果。

由于完全依靠驅動閉環電路自激振蕩的方式找到驅動模態頻率，驅動軸振動幅度是由小到大的一個漸變過程，常溫條件下，該過程需要幾秒或十幾秒，低Q值(Q值即品質因子，Q值越高，陀螺的靈敏度也就越高)陀螺或高溫環境條件下，該過程需要幾十秒，甚至不能正常起振。

發明內容

本發明的目的在于提供促使微機械陀螺快速起振的電路，以解決上述的問題。

在本發明的實施例中提供促使微機械陀螺快速起振的電路，用于產生使微機械陀螺快速啟動的信號，包括：

激勵方波產生電路，用于產生激勵方波信號，激勵方波信號是將微機械陀螺驅動軸中心頻率發送至激勵方波產生電路后，激勵方波產生電路通電后發出的；

運算放大電路，用于將激勵方波信號與驅動軸檢測信號進行放大和反向，得到交流驅動信號，驅動軸檢測信號是檢測模塊在檢測陀螺的驅動軸后發出的；

信號調制電路，用于將交流驅動信號、直流偏置電壓信號、載波信號進行疊加，產生混合信號。

優選的，運算放大電路包括，第一放大模塊和第二放大模塊，

第一放大模塊用于將激勵方波信號與驅動軸檢測信號進行疊加，得到正向交流驅動信號；

第二放大模塊用于將正向交流驅動信號進行反向，得到反向交流驅動信號。

優選的，第一放大模塊包括：連接在激勵方波產生電路與第一放大器反相輸入端之間的電阻R1，連接在檢測信號輸入端與第一放大器反相輸入端之間的電阻R2，連接于第一放大器反相輸入端與第一放大器輸出端之間的電阻R3，第二放大器同相輸入端輸入基準電壓VREF。

優選的，第二放大模塊包括：連接于第一放大器輸出端與第二放大器反相輸入端的電阻R4，連接于第二放大器反向輸入端與第二放大器輸出端的電阻R5，第二放大器同相輸入端輸入基準電壓VREF。

優選的，信號調制電路包括：

串聯于第一載波信號輸入端與第一放大器輸出端之間的電阻R6、電容C1和電阻R8；

串聯于第二載波信號輸入端與第二放大器輸出端之間的電阻R7、電容C2和電阻R9；

串聯于第一載波信號輸入端與第一驅動端電極之間的電阻R6、電容C1、電容C3；

串聯于第二載波信號輸入端與第二驅動端電極之間的電阻R7、電容C2、電容C4；

串聯于第一放大器輸出端與第一驅動端電極的電阻R8、電容C3；

串聯于第二放大器輸出端與第二驅動端電極的電阻R9、電容C4；

連接在直流信號輸入端與第一驅動端電極之間的電阻R10；

連接在直流信號輸入端與第二驅動端電極之間的電阻R11。

優選的，第一放大器的放大倍數為2.15倍，第二放大器的放大倍數為1倍。

優選的，激勵方波產生電路具體為MCU，且其產生的激勵方波信號是以驅動軸中心頻率為中心，在±100Hz范圍內進行掃頻，掃頻的時間為1秒，進而發出激勵方波信號。

優選的，載波信號幅值為1.45V，頻率為800KHz的方波信號。

優選的，第一載波信號輸入端輸入的第一載波信號與第二載波信號輸入端輸入的第二載波信號為頻率和幅值相同，且相位相反的方波信號。

優選的，第一放大器和第二放大器工作電壓為正負2.5V～正負15V，輸入電壓偏移60uVmax，輸入偏置電流2nAmax，共模抑制比120dBmax，壓擺率0.7V/us，帶寬1.3MHz。