[發明專利]一種調頻陀螺李薩如調制及自校正測試系統

在審

• 申請號: 202110318786.1
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113514079A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 李崇;劉志鵬;孟相睿;王雨晨;侯佳坤;王鑫寧
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 青島錦佳專利代理事務所(普通合伙) 37283
• 代理人: 朱玉建

本發明屬于MEMS陀螺技術領域，公開了一種調頻陀螺李薩如調制及自校正測試系統，該自校正測試系統針對現有的李薩如調頻陀螺缺乏自校正系統的缺陷，設計了一種ADC輔助式的新型拓撲結構，具體的，該自校正測試系統包括FDC電路、ADC電路、IQ解調電路、相干解調電路、調相器、鎖相環電路、自動增益控制電路、數控振蕩器、乘法器、加法器、誤差控制電路、DAC電路、低通濾波器以及電氣接口等。本發明利用上述拓撲結構進行頻率跟蹤控制和穩幅控制，為閉環運行方式，通過將驅動信號與角速率信號分開解算，實現了振動頻率和振幅的高穩定控制，抑制了由于諧振頻率變化和阻尼不匹配造成的零點漂移誤差。

技術領域

本發明屬于MEMS陀螺技術領域，涉及一種調頻陀螺李薩如調制及自校正測試系統。

背景技術

近年來，MEMS陀螺技術飛速發展，因為其體積小，功耗低，成本低等因素，其在工業、軍事等領域中的應用愈發廣泛，但是因為其零點穩定性較差的因素，限制了其在高性能戰術武器，機器人等尖端領域的應用。而新型的MEMS陀螺調制和自校正技術，是提高MEMS陀螺零點穩定性的有效途徑。MEMS陀螺的調制方式分為調幅調制和調頻調制兩種。

傳統方案對于MEMS陀螺調制與自校正系統大多數為調幅調制系統，但是因為幅值信號容易受干擾的特點，即使在恒溫溫控環境以及各類校正方法下，調幅陀螺仍有著十分明顯的零點漂移問題。隨著技術的不斷進步，調頻陀螺技術應運而生，頻率信號相較于幅值信號具有超高的穩定性，不易受到外界環境的干擾，其可以很好地解決調幅陀螺的種種缺陷。

調頻陀螺由分為正交調頻和李薩如調頻兩種。目前的調頻陀螺系統多為正交調頻系統，具有模態匹配、帶寬不受限制、標度因數可靠等優點，但對諧振頻率的穩定性依然具有較強的依賴性，且對頻率測量電路要求極高，導致其應用非常受限。正交調頻系統有著極其嚴格的頻率匹配要求以及與模態固有頻率漂移直接相關的零速率偏移，理論上無法發揮調頻陀螺的優勢。李薩如調頻很好地解決了正交調頻的缺陷，其對陀螺的對稱性要求不嚴格，理論上具有對溫度變化不敏感，穩定性高，硬件要求低等特點，因此可以達到更好的性能。

然而，現有的李薩如調頻陀螺系統缺乏針對機械誤差制定的校正系統，且多為開環運行方法，因此，無法抵消MEMS陀螺機械系統中的零點漂移誤差。

發明內容

針對現有技術中李薩如調頻陀螺系統存在的上述技術問題，本發明提出了一種調頻陀螺李薩如調制及自校正測試系統，其采用如下技術方案：

一種調頻陀螺李薩如調制及自校正測試系統，包括FDC電路、ADC電路、IQ解調電路、相干解調電路、調相器、鎖相環電路、自動增益控制電路、數控振蕩器、乘法器、加法器、誤差控制電路、DAC電路、低通濾波器以及電氣接口；

其中，FDC電路有兩個，分別為第一FDC電路和第二FDC電路；

ADC電路有兩個，分別為第一ADC電路和第二ADC電路；

IQ解調電路有兩個，分別為第一IQ解調電路以及第二IQ解調電路；

相干解調電路以及調相器分別有一個；

鎖相環電路有兩個，分別為第一鎖相環電路以及第二鎖相環電路；

自動增益控制電路有兩個，分別為第一自動增益控制電路和第二自動增益控制電路；

數控振蕩器有兩個，分別為第一數控振蕩器和第二數控振蕩器；

乘法器有兩個，分別為第一乘法器和第二乘法器；加法器有一個；

誤差控制電路有兩個，分別為第一誤差控制電路和第二誤差控制電路；

DAC電路有兩個，分別為第一DAC電路和第二DAC電路；

低通濾波器有三個，分別為第一低通濾波器、第二低通濾波器以及第三低通濾波器；