[發(fā)明專利]高溫石英撓性加速度計伺服電路的實現(xiàn)方法

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• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111024983A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫華濤;王輝;劉本勇;黃軒瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 青島航天半導(dǎo)體研究所有限公司
• 主分類號: G01P15/08
• 分類號: G01P15/08;H02H7/12
• 代理公司: 山東重諾律師事務(wù)所 37228
• 代理人: 賈巍超

1.一種高溫石英撓性加速度計伺服電路的實現(xiàn)方法，其特征在于:借助于高溫石英撓性加速度計伺服電路，其特征在于：包括形成閉環(huán)實現(xiàn)的伺服放大器以及表頭組件；

表頭組件包括力矩器組件以及差動電容組件；

力矩器組件包括力矩傳感器L1；

伺服放大器包括前置變換電路U1、用于給前置變換電路U1供電的雙路穩(wěn)壓電路、反饋阻容網(wǎng)絡(luò)、以及跨導(dǎo)補(bǔ)償放大器U4；

前置變換電路U1包括運算放大器、電流積分器、用于檢測電容差的差動電容檢測器、以及三角波發(fā)生器；三角波發(fā)生器包括輸出電路、恒流源以及偏置電路；

三角波發(fā)生器通過電容檢測器輸出三角波信號，通過電流積分器進(jìn)行積分，積分信號通過運算放大器放大后輸出給跨導(dǎo)補(bǔ)償放大器U4，跨導(dǎo)補(bǔ)償放大器U4分三路，第一路通過反饋阻容網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)，使得跨導(dǎo)補(bǔ)償放大器U4、力矩傳感器L1、跨導(dǎo)補(bǔ)償放大器U4錯開電流信號最低點，反饋阻容網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)將反饋信息傳遞給運算放大器；第二路輸出給力矩傳感器L1，力矩傳感器L1將產(chǎn)生的反饋信號通過差動電容組件反饋輸入給三角波發(fā)生器，實現(xiàn)對力矩傳感器L1的閉環(huán)控制；包括以下步驟；

步驟一，前置變換電路U1、跨導(dǎo)補(bǔ)償放大器U4的集成電路芯片采用焊接方式背銀；首先，將共晶焊機(jī)熱臺溫度升到450℃；然后，將表面已鍍銀的金屬基板放在已升溫的共晶焊機(jī)加熱臺上，金屬基板鍍銀厚度2μm-5μm；其次，將需要背面金屬化的芯片及托盤放置在共晶焊機(jī)物料臺上；再次，移動共晶焊機(jī)熱臺使芯片托盤出現(xiàn)在顯微鏡視野內(nèi)，移動操作手柄使夾持鑷子位于芯片正上方，向下移動使夾持鑷子右片槽口壓在芯片邊上，同時按下手柄按鈕使鑷子夾住芯片，鑷子夾持芯片厚度1/2-2/3處，移動操作手柄抬高夾持鑷子；緊接著，移動共晶熱臺使鍍銀金屬基板出現(xiàn)在顯微鏡視野內(nèi)，移動操作手柄使夾持芯片對準(zhǔn)鍍銀金屬基板并下落使芯片壓在金屬基板上，同時實現(xiàn)操作手柄使芯片背面相對于焊盤作順時針移動摩擦，摩擦幅度0.1～0.2mm，摩擦移動3～5秒；再后來，芯片底部四周出現(xiàn)均勻的金硅共熔界面時，將芯片平移3-4mm；再往后，垂直抬起操作手柄，芯片背面金屬化完成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫石英撓性加速度計伺服電路的實現(xiàn)方法，其特征在于:在步驟一之后，執(zhí)行步驟二，首先，將伺服放大器和/或表頭組件作為負(fù)載，其輸入端通過電流保護(hù)電路與開關(guān)電源輸出端電連接；然后，通過穩(wěn)壓二極管1IC1設(shè)定基準(zhǔn)電壓，通過電阻1R6、1R12用來設(shè)置放大器1A1采集到的電位的放大倍數(shù)，通過電阻1R15、電容1C6用來設(shè)置保護(hù)延遲時間，通過二極管1D1、電容1C5、電阻1R10設(shè)置Mos管1Q2開關(guān)頻率；

步驟三，首先，當(dāng)啟動開關(guān)電源時，輸出電流高于設(shè)定電流，電源模塊輸出回路過流，取樣電阻1R2采集到電位經(jīng)過第一放大器1A1放大后，在第二比較器1A2同基準(zhǔn)電位比較，通過電阻1R15、電容1C6的延遲功能使得同相端電位升高，當(dāng)高于反向端電位時，第二比較器1A2輸出高電平驅(qū)動三極管1Q3，使MOS管1Q2柵極對地導(dǎo)通，MOS管漏極源極關(guān)斷，電源模塊輸出與負(fù)載斷開；然后，當(dāng)在電源模塊正常工作時，由于第二比較器1A2的同相端有延遲功能，同相端電位會升高速度降低，負(fù)載工作。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫石英撓性加速度計伺服電路的實現(xiàn)方法，其特征在于:負(fù)載工作時候，執(zhí)行步驟四，

首先，雙路穩(wěn)壓電路給前置變換電路U1供電，偏置電路進(jìn)行電路偏置，三角波發(fā)生器輸出三角波，通過電流積分器進(jìn)行積分；然后，積分信號通過運算放大器放大后輸出給跨導(dǎo)補(bǔ)償放大器U4，跨導(dǎo)補(bǔ)償放大器U4把加在其輸入端的電壓變換成輸出電流的電路；其次，跨導(dǎo)補(bǔ)償放大器U4通過反饋阻容網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)，使得跨導(dǎo)補(bǔ)償放大器U4、力矩傳感器L1、跨導(dǎo)補(bǔ)償放大器U4錯開電流信號最低點，同時，反饋阻容網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)將反饋信息傳遞給運算放大器，同時，第二路輸出給力矩傳感器L1；再次，力矩傳感器L1將產(chǎn)生的反饋信號通過差動電容組件反饋輸入給三角波發(fā)生器，實現(xiàn)對力矩傳感器L1的閉環(huán)控制。