[發(fā)明專利]陀螺儀系統(tǒng)及用于其的正交耦合和電耦合的補(bǔ)償裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510099113.6
• 申請日: 2015-03-06
• 公開（公告）號: CN104613949B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張晰泊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京芯動(dòng)聯(lián)科微電子技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01C19/00
• 分類號: G01C19/00;G01C25/00
• 代理公司: 北京中企鴻陽知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11487
• 代理人: 劉葛,郭鴻雁

1.一種用于陀螺儀系統(tǒng)的正交耦合和電耦合的補(bǔ)償裝置，其特征在于，包括：正交耦合補(bǔ)償模塊和電耦合補(bǔ)償模塊，其中，

所述正交耦合補(bǔ)償模塊，位于陀螺儀系統(tǒng)中的陀螺儀傳感器芯片內(nèi)且與所述陀螺儀系統(tǒng)的陀螺儀表頭相連，用于對所述陀螺儀傳感器芯片受到的機(jī)械正交耦合項(xiàng)引起的誤差進(jìn)行補(bǔ)償，其中，所述正交耦合補(bǔ)償模塊包括：

第一電荷敏感放大器，所述第一電荷敏感放大器的輸入端與所述陀螺儀表頭的驅(qū)動(dòng)檢測電極相連，輸出第一信號，所述第一電荷敏感放大器的輸出端連接至所述陀螺儀傳感器芯片的第一可變增益放大器；

第一增益放大器，所述第一增益放大器的輸入端連接至所述第一電荷敏感放大器的輸出端，對所述第一信號以預(yù)設(shè)第一增益進(jìn)行放大處理，生成正交耦合項(xiàng)誤差補(bǔ)償信號；

所述電耦合補(bǔ)償模塊位于陀螺儀系統(tǒng)中的陀螺儀傳感器芯片內(nèi)且與所述陀螺儀系統(tǒng)的陀螺儀表頭相連，用于對所述陀螺儀表頭的驅(qū)動(dòng)反饋電極和傳感檢測電極之間的寄生電容產(chǎn)生的誤差進(jìn)行補(bǔ)償，其中，所述電耦合補(bǔ)償模塊包括：

緩沖器，所述緩沖器的輸入端連接至所述陀螺儀傳感器芯片的第二可變增益放大器，輸出端連接至所述陀螺儀表頭的驅(qū)動(dòng)反饋電極，輸出第二信號；

第二增益放大器，所述第二增益放大器的輸入端連接至所述緩沖器的輸出端，對所述第二信號以預(yù)設(shè)第二增益進(jìn)行放大處理，生成電耦合項(xiàng)誤差補(bǔ)償信號。

2.如權(quán)利要求1所述的用于陀螺儀系統(tǒng)的正交耦合和電耦合的補(bǔ)償裝置，其特征在于，還包括：第二電荷敏感放大器、第一加法器和第二加法器，所述第二電荷敏感放大器的輸入端連接至所述陀螺儀表頭的傳感檢測電極，所述第一加法器的輸入端連接至所述第二增益放大器的輸出端和所述第二電荷敏感放大器的輸出端，所述第二加法器的輸入端分別與所述第一增益放大器的輸出端和所述第一加法器的輸出端相連，用于將所述正交耦合項(xiàng)誤差補(bǔ)償信號和電耦合項(xiàng)誤差補(bǔ)償信號疊加到正交耦合項(xiàng)誤差信號和電耦合項(xiàng)誤差信號上，輸出補(bǔ)償后的傳感支路信號。

3.如權(quán)利要求2所述的用于陀螺儀系統(tǒng)的正交耦合和電耦合的補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述補(bǔ)償后的傳感支路信號Vsm為下式：

Vsm＝Vsig+kq1*A*sin(wt)+ke1*Vdp*cos(wt)+Nq*kq*Kd*A*sin(wt)+Ne*ke*Vdp*cos(wt)，

其中，Vsig為有用信號，當(dāng)陀螺儀系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，Vsig＝0，kq1*A*sin(wt)為正交耦合項(xiàng)誤差信號、ke1*Vdp*cos(wt)為電耦合項(xiàng)誤差信號、Nq*kq*Kd*A*sin(wt)為正交耦合項(xiàng)誤差補(bǔ)償信號、Ne*ke*Vdp*cos(wt)為電耦合項(xiàng)誤差補(bǔ)償信號，A為所述陀螺儀表頭的驅(qū)動(dòng)模態(tài)的振幅、w為振動(dòng)頻率、Kq1和ke1為耦合系數(shù)。

4.如權(quán)利要求2所述的用于陀螺儀系統(tǒng)的正交耦合和電耦合的補(bǔ)償裝置，其特征在于，當(dāng)滿足消除所述正交耦合項(xiàng)誤差補(bǔ)償信號和電耦合項(xiàng)誤差補(bǔ)償信號的條件時(shí)，所述第一增益放大器和第二增益放大器的增益系數(shù)滿足如下關(guān)系：

Nq＝-kq1/(kq*kd)，Ne＝-ke1/ke。

5.一種陀螺儀系統(tǒng)，其特征在于，包括：陀螺儀表頭、陀螺儀傳感器芯片和權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的用于陀螺儀系統(tǒng)的正交耦合和電耦合的補(bǔ)償裝置，其中，所述用于陀螺儀系統(tǒng)的正交耦合和電耦合的補(bǔ)償裝置位于所述陀螺儀傳感器芯片內(nèi)。