MEMS陀螺仪高阶带通∑△闭环检测系统设计

摘要：

为了解决MEMS陀螺仪开环检测带宽窄、量程低、线性度差等问题,设计了机电结合带通∑△闭环检测系统.首先设计4阶带通纯电学∑△调制器,结合MEMS陀螺的机械结构,提出机电结合闭环检测系统结构及参数获取方法.该环路采用脉冲密度反馈方式,考虑输入热噪声、正交误差等非理想因素,建立闭环检测系统的非理想模型.仿真结果表明:对比开环检测,该闭环反馈力平衡了哥氏力,抑制了哥氏振动,陀螺的响应位移降低了4个数量级,响应速度提升了0.6s;当陀螺量程为300°/s、带宽200 Hz时,信噪比(SNR)达到了113.2 dB.基于现场可编程门阵列(FPGA)开发了MEMS陀螺测控系统电路并进行实际测试,结果表明闭环检测标度因数非线性、测量范围和带宽分别提高了4倍、1.5倍和1.5倍,系统性能得到了有效提升.

关键词：MEMS陀螺、带通、脉冲密度、∑△调制器、信噪比(SNR)、正交误差

所属期刊栏目：55

分类号：V241.5;TH703(航空仪表、航空设备、飞行控制与导航)

在线出版日期：2018-12-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：895-901,921