[实用新型]陀螺仪信号处理电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及角速度测量仪器，特别涉及一种陀螺仪信号处理电路。

背景技术

陀螺仪是惯性制导系统必不可少的角速度敏感元件，它能测量载体各轴的旋转角速率，其信号经放大、校正、功率放大后，驱动载体或平台执行机构进行稳定控制和导航控制，实现自主式导航。

目前，硅微机械陀螺仪属第四代新型陀螺仪，世界上的发达国家从90年代开始就投入大量人力、物力进行研究，现已处于实际应用阶段，我国已有部分单位着手研制音叉式硅微机械陀螺仪，至今精度还很低，其随机漂移在50°/h左右。

从国外购置的硅微机械陀螺仪属于环形硅微机械陀螺仪，由于所购置的陀螺仪是同类产品中质量偏低者，输出杂波和随机漂移很大，若不改进，实际应用很困难，不易开拓市场，很难达到普遍推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述缺陷，提供一种可以很好改善陀螺的零位、随机漂移和滞后，并可以进行自动温度补偿的陀螺仪信号处理电路。

为达到上述目的，本实用新型提供的陀螺仪信号处理电路，包括陀螺仪信号输入线和陀螺仪基准电压输入线，还包括校正放大器、反向放大器、滤波放大器和温度补偿电路，其中，所述陀螺仪基准电压输入线与所述反向放大器的输入端相连，所述陀螺仪信号输入线和所述反向放大器的输出端分别与所述校正放大器的输入端相连，所述校正放大器的输出端与所述滤波放大器的输入端相连，所述滤波放大器的输出端与所述温度补偿电路的输入端相连，所述温度补偿电路输出经处理后的陀螺仪信号。

本实用新型陀螺仪信号处理电路，其中所述校正放大器的输入端接有阻容微分网络。

本实用新型陀螺仪信号处理电路，其中所述反向放大器输入端的陀螺仪基准电压为+2.5V，所述反向放大器输出端的输出电压为-2.5V。

本实用新型陀螺仪信号处理电路，其中所述温度补偿电路包括温度传感器、DSP、第一比较放大器、第二比较放大器和第三比较放大器，所述DSP输出的参考电压信号经参考电压跟随器分别接至所述第一比较放大器的反相输入端和第二比较放大器的同相输入端，所述温度传感器的输出信号接至所述第一比较放大器的同相输入端，所述第一比较放大器的输出端接至所述DSP的输入端；所述DSP输出的程序控制后的信号接至所述第二比较放大器的反相输入端，所述第二比较放大器的输出端接至所述第三比较放大器的反相输入端；所述滤波放大器的输出信号接至所述第三比较放大器的同相输入端，所述第三比较放大器的输出端输出温度补偿处理后的陀螺仪信号。

本实用新型陀螺仪信号处理电路，其中所述各放大器采用型号为OP07或F007的运算放大器构成。

本实用新型陀螺仪信号处理电路，其中所述DSP采用型号为MSP430F4270IDL的芯片。

本实用新型陀螺仪信号处理电路有益的技术效果是：由于采用了反向放大器作为调零装置，改善了陀螺的零位，对减小陀螺输出信号的随机漂移起了重要作用。在校正放大器中采用了微分网络，改善了陀螺信号处理电路的动态特性，可使信号处理电路的滞后为零。通过校正放大器和滤波放大器综合放大后，又采用DSP芯片进行温度补偿，使陀螺仪随机漂移率由180°/h，提高到小于5°/h。达到了可应用的水平，该陀螺仪可用于战术导弹、鱼雷、飞艇、红外/激光制导炸弹、坦克、舰船等领域。

下面将结合实施例参照附图对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型陀螺仪信号处理电路的方框图；

图2是图1中温度补偿电路的方框图；

图3是本实用新型陀螺仪信号处理电路的电路图；

图4是图1中温度补偿电路的电路图。

具体实施方式

由于陀螺仪处于工作状态时，当无角速率输给陀螺时，陀螺有+2.5V零位电压输出，若不进行调零处理，无法满足用户的控制系统使用要求。为使陀螺在无角速率输入情况下输出信号为零。我们从陀螺内部电路中引出+2.5V基准信号，经过放大器组件的反向端输入变换成-2.5V，并通过R₁C₁滤波成直流，加到陀螺信号输出端，再经过综合放大后输出为零，这种调零装置比传统的调零装置，即在运放调零或正向输入端引入直流电压调零的装置优越。原因是当加到陀螺上的+5V电压随温度变化有变化时，陀螺中的+2.5V电压也同时变化。通过综合放大后输出的零位电压变化趋于零，这一装置对减小陀螺输出信号随机漂移起了重要作用。