[發明專利]角速度傳感器的數字化驅動控制集成電路

在審

• 申請號: 201711020435.2
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107830851A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 劉曉為;邸昕鵬;尹亮;付強;陳偉平
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01C19/5776
• 分類號: G01C19/5776
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司23206
• 代理人: 高媛

1.一種角速度傳感器的數字化驅動控制集成電路，其特征在于所述數字化驅動控制集成電路包括跨阻放大器、比較器、模數轉換器、數字檢波器、數字PI控制器、數字非線性乘法器、數模轉換器、二選一多路選擇器和數字控制參考電壓源V_ref，其中：

陀螺等效電路模型的微弱正弦激勵信號輸出端連接跨阻放大器的微弱正弦激勵信號輸入端；跨阻放大器的交流電壓驅動信號輸出端同時連接比較器的輸入端和模數轉換器的驅動信號輸入端；

模數轉換器的一個輸出端連接數字檢波器輸入端，另一個輸出端連接數字非線性乘法器的一個輸入端；

數字檢波器的電壓信號絕對值輸出端通過與數字控制參考電壓源V_ref疊加后與數字PI控制器的輸入端連接，數字PI控制器的輸出端連接數字非線性乘法器的另一個輸入端；

數字非線性乘法器的輸出端連接數模轉換器的輸入端；

數模轉換器的輸出端連接二選一多路選擇器的一個輸入端，比較器的輸出端連接二選一多路選擇器的另一個輸入端；

二選一多路選擇器的輸出端連接陀螺等效電路模型的驅動端，在起振階段，二選一多路選擇器通過內部時鐘控制比較器輸出方波激勵信號作為陀螺等效電路模型的驅動信號；在持續振蕩階段，二選一多路選擇器選擇數模轉換器輸出數字正弦波激勵信號作為陀螺等效電路模型的驅動信號。

2.根據權利要求1所述的角速度傳感器的數字化驅動控制集成電路，其特征在于所述模數轉換器的精度為16位。

3.根據權利要求1所述的角速度傳感器的數字化驅動控制集成電路，其特征在于所述模數轉換器中所用調制器設計為差分輸入、差分輸出。

4.根據權利要求1所述的角速度傳感器的數字化驅動控制集成電路，其特征在于所述數字PI控制器為帶有低通濾波功能的PI控制器。

5.根據權利要求1所述的角速度傳感器的數字化驅動控制集成電路，其特征在于所述數字非線性乘法器具有飽和方波輸出和非飽和正弦波輸出兩種輸出方式。

6.根據權利要求1所述的角速度傳感器的數字化驅動控制集成電路，其特征在于所述跨阻放大器由運算放大器A1、電容CF和電阻RF組成，運算放大器A1的同相輸入端接地，運算放大器A1的反相輸入端、電容CF的一端和電阻RF的一端的公共節點作為跨阻放大器的輸入端，電容CF的另一端和電阻RF的另一端的公共節點連接低失真乘法器的一個輸入端；運算放大器A1的輸出端連接模數轉換器的輸入端。