[實用新型]一種基于DSP2806x系列芯片的激光陀螺輸出信號采集與處理電路

有效

• 申請號: 201521069996.8
• 申請日: 2015-12-21
• 公開（公告）號: CN205209501U
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 朱福祥;李曉霞
• 申請（專利權）人: 河北漢光重工有限責任公司
• 主分類號: G01C19/66
• 分類號: G01C19/66;G01C25/00
• 代理公司: 北京國帆知識產權代理事務所(普通合伙) 11334
• 代理人: 李增朝

技術領域

本實用新型涉及一種基于DSP2806x系列芯片的激光陀螺輸出信號采集與處理電路，該電路能夠實現激光陀螺輸出的比較整形、正交解調、抖動角速率的信號的消除、串口輸出、溫度采集與補償。

背景技術

激光陀螺內沿相反方向運行的兩束光的頻率差與激光陀螺的轉速成正比，檢測出這一頻率差，就可以得到相應的轉速信息。通過合光棱鏡和光電探測器，可以得到兩路頻率相同、相位差為90°的正交信號。其中頻率大小代表轉速，超前滯后關系代表轉速方向。當陀螺沿順時針轉動時，相位超前90°的信號定義為信號A，相位落后90°的信號定義為信號B；當陀螺沿逆時針轉動時，B信號的相位將超前A信號90°。

激光陀螺輸出信號采集與處理電路對激光陀螺輸出的兩路正交信號進行相位判斷，并對正交信號的脈沖數進行計數，通過計數值即可解算出激光陀螺的轉速與轉角。

由于激光陀螺存在閉鎖現象，還需要對其進行抖動偏頻，使激光陀螺工作在鎖區之外。因此陀螺輸出不僅包含了外界慣性輸入角速率信息，還包含了陀螺本身的抖動信號的角速率信息，因此必須消除陀螺輸出中的抖動角速率的信號。

傳統的激光陀螺輸出信號采集與處理電路采用FPGA或FPGA加DSP作為核心的處理芯片。FPGA運算速度快、功能強大、時序性好，在正交信號處理方面具有很強的優勢，但消除陀螺輸出中的抖動角速率的信號時，需要復雜的算法運算，特別是涉及浮點運算的算法，FPGA實現起來非常繁瑣。而以FPGA加DSP為核心的激光陀螺輸出信號采集與處理電路，彌補了FPGA在復雜算法運算上的不足，實現起來較為簡單、高效，但由于增加了一個核心處理芯片使得電路結構復雜，體積大，成本高，噪聲大，降低了可靠性。

發明內容

為了克服現有技術的缺點，本實用新型提供一種基于DSP2806x系列芯片的激光陀螺輸出信號采集與處理電路。該電路采用DSP2806x系列芯片作為核心處理芯片。該電路只需對DSP2806x中的EQEP模塊進行配置，即可實現正交信號的處理，不需要單獨編程實現。由于DSP2806x為浮點型DSP，在消除陀螺輸出中抖動角速率信號的算法運算上，特別是涉及浮點運算時，具有非常大優勢。另外，DSP2806x的內置比較器可實現激光陀螺輸出信號的整形，不需要額外在電路中設計比較器，降低了電路的復雜度。DSP2806x還集成了溫度傳感器，可以實時檢測陀螺的溫度，實現陀螺的溫度補償。

本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是：DSP2806x內置的比較器A和比較器B的輸入端分別接陀螺輸出信號A和陀螺輸出信號B，比較器A和比較器B對陀螺輸出信號A和陀螺輸出信號B進行整形，并且消除噪聲信號，形成兩路相位差為90°的正交方波信號，比較器A和比較器B的輸出端分別通過COM10UT、COM20UT引腳與EQEP正交解碼模塊的EQEP1A、EQEP1B引腳電連接，由EQEP模塊對正交信號進行處理，獲得正交方波信號的四倍頻信號以及陀螺轉動方向信號，EQEP正交解碼模塊依次與轉速及方向計算模塊、高速采樣濾波與剝除算法結算模塊、串口輸出模塊電連接。轉速及方向計算模塊、高速采樣濾波與剝除算法結算模塊、串口輸出模塊均需要編程實現。

本實用新型在正交信號處理、信號去噪、串口輸出、溫度補償、去除抖動角速率信號等算法的實現上，相比FPGA更為簡單、方便、快速，顯著地降低了程序的復雜度。由于只有一個核心處理芯片DSP2806x，而且該系列芯片本身體積也較小，并內置比較器和溫度傳感器，不需要而外設計比較器電路和溫度傳感器電路，所以本實用新型結構簡單，集成度高、體積小，成本低，噪聲小，提高了電路的可靠性。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1為本實用新型方框圖；

圖2為本實用新型陀螺溫度采集與補償方框圖。

具體實施方式

下面以DSP2806x系列芯片中的DSP28069為例來說明本實用新型的工作原理。

如圖1所示，激光陀螺輸出信號A、信號B分別經過DSP28069中的內置比較器A、比較器B進行整形，得到兩路相位差為90°的正交方波信號。兩個比較器的門限電壓由2個DSP28069內部的10位DAC給出，門限電壓值可通過編程設置。