[发明专利]微固体模态陀螺闭环锁相稳幅驱动电路

权利要求书

1.一种微固体模态陀螺闭环锁相稳幅驱动电路，其特征在于，所述闭环锁相稳幅驱动是一种跟踪频率和稳定幅值的闭环驱动控制技术的电路，电路由电荷放大器电路，锁相环电路，等幅调相电路，自动增益控制电路，正反向放大电路组成，在振动初始，闭环锁相稳幅驱动电路以自身固定的频率输出给陀螺，作为初始驱动信号，陀螺受驱动后将会输出和驱动信号有一定的相位差的参考信号经电荷放大器转换为电压信号，此信号分为两路，一路经过锁相环电路，一路经过自动增益控制电路，经过锁相环电路后输出信号经过等幅调相电路，再经过自动增益控制电路，自动增益控制电路输出信号是被调相到和参考信号提前π/2的相位，再分别经过正反向放大电路去驱动陀螺，经过瞬时修正，陀螺即达到谐振状态，其谐振时输入和输出相位差恒定为π/2，从而锁定了频率，此时整个闭环驱动系统稳定。

2.根据权利要求1所述微固体模态陀螺闭环锁相稳幅驱动电路，其特征在于，所述锁相环电路是由锁相芯片、低通滤波器组成，锁相芯片的输入信号是电荷放大器采集的陀螺输出信号，此信号频率发生改变时，锁相环芯片输出的信号频率也随之改变，变成和输入信号的频率一致。

3.根据权利要求2所述微固体模态陀螺闭环锁相稳幅驱动电路，其特征在于，所述锁相芯片为专用集成芯片，它的输入信号为正弦波，在捕获频带范围内输出为同频的方波，在捕获频带范围外，输出为锁相芯片中心频率，此中心频率通过锁相芯片外围电路调整。

4.根据权利要求3所述微固体模态陀螺闭环锁相稳幅驱动电路，其特征在于，所述低通滤波器为二阶有源低通滤波器，转化方波为正弦波，同时，除去高频噪声的干扰经。

5.根据权利要求2所述微固体模态陀螺闭环锁相稳幅驱动电路，其特征在于，所述锁相芯片的中心频率设定在陀螺谐振点频率以上，而二阶低通滤波器的截止频率选在锁相芯片输出方波频率2倍频以内。

6.根据权利要求1所述所述的微固体模态陀螺闭环锁相稳幅驱动电路，其特征在于，所述自动增益控制器是由一个可变增益放大器、放大电路、参考信号和检幅器组成的控制器，可变增益放大器的输出信号放大后经过检幅器，得到信号的振幅，再与参考电压比较，若检幅器输出高于参考信号幅值，则减小可变增益放大器增益；若检幅器输出低于参考信号幅值，则增大可变增益放大器增益，如此使得输出的信号幅值恒定，完成自动增益控制。

7.根据权利要求6所述所述的微固体模态陀螺闭环锁相稳幅驱动电路，其特征在于，所述检幅器为峰值检波器，用于检测驱动信号的幅值，与参考信号比较之后控制可变增益放大器的增益。

8.根据权利要求1所述所述的微固体模态陀螺闭环锁相稳幅驱动电路，其特征在于，所述等幅调相电路调节整个闭环锁相稳幅驱动电路的输入与输出的相位差为π/2的相位差，而等幅调相电路的增益为1。

9.根据权利要求1-8任一项所述的微固体模态陀螺闭环锁相稳幅驱动电路，其特征在于，所述正向放大电路和反向放大电路均一端与自动增益控制器连接，另一端与微固体模态陀螺驱动电极连接，所述锁相环电路和自动增益控制器得到的频率跟踪、恒幅驱动信号分别经过正向放大电路和反向放大电路之后加在陀螺的驱动电极上。

10.根据权利要求1-8任一项所述的微固体模态陀螺闭环锁相稳幅驱动电路，其特征在于，该电路能时刻跟踪微固体模态陀螺振子的模态谐振频率，稳定驱动幅值，实现微固体模态陀螺的闭环控制系统的稳定。