[发明专利]金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路及其检测信号选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属振动陀螺控制系统，具体涉及一种用于金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路及其检测信号选择方法。

背景技术

现有的卫星姿态控制系统所采用的金属振动陀螺组合对陀螺的精度要求越来越高，模拟控制的金属振动陀螺组合已经达不到所需精度，数字控制方式成为金属振动陀螺的主要研究方向。

数字控制的金属振动陀螺需要利用模数转换器（ADC）将模拟信号转换成为数字信号来检测金属振动陀螺信号。模数转换器的转换电压范围、电压分辨精度及抗干扰能力决定了金属振动陀螺的信号检测精度，进而决定了金属振动陀螺数字控制的精度。

当前航天应用中受限的模数转换器选用，限制了模数转换精度，模数转换分辨率的提高。

发明内容

本发明提供一种金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路及其检测信号选择方法，在使用现有模数转换器的前提下提高其信号分辨率，改善信号的抗干扰能力，提高金属振动陀螺的信号检测精度，进而提高金属振动陀螺的整体性能。

为实现上述目的，本发明提供一种用于金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路，其特点是，该检测电路包含：

第一差分电路，其对金属振动陀螺差分信号进行信号合成，输出第一差分信号；

第一模数转换器，其接收第一差分信号进行模数转换输出第一数字信号；

第二差分电路，其对金属振动陀螺差分信号进行信号合成，输出第二差分信号；

第二模数转换器，其接收第二差分信号进行模数转换输出第二数字信号；

数字处理器，其接收第一数字信号和第二数字信号，根据金属振动陀螺工作速率选择第一数字信号或第二数字信号进行检测；

上述第一差分电路的放大倍率小于第二差分电路的放大倍率；当金属振动陀螺工作速率大于预设速率阈值，则数字处理器选择第一数字信号；当金属振动陀螺工作速率小于预设速率阈值，则数字处理器选择第二数字信号。

上述第二差分电路与第二模数转换器之间设有限幅电路，当第二差分信号大于预设信号幅值，限幅电路对第二差分信号进行限幅。

上述第一差分电路和第二差分电路都连接并同步接受金属振动陀螺差分信号的差分同相端和差分反相端。

一种金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路的检测信号选择方法，其特点是，该方法包含：

第一差分电路与第二差分电路分别对金属振动陀螺差分信号进行信号合成；第一差分电路的放大倍率小于第二差分电路的放大倍率；

当金属振动陀螺工作速率大于预设速率阈值，则选择第一差分电路的输出对金属振动陀螺差分信号进行检测；当金属振动陀螺工作速率小于预设速率阈值，则选择第二差分电路的输出对金属振动陀螺差分信号进行检测。

上述第一差分电路输出第一差分信号至第一模数转换器，进行数模转换输出第一数字信号；第二差分电路输出第二差分信号至第二模数转换器，进行数模转换输出第二数字信号；第一数字信号与第二数字信号同时输入至数字处理器进行检测信号选择。

上述第二差分电路输出第二差分信号时，若第二差分信号大于预设信号幅值，限幅电路对第二差分信号进行限幅。

本发明金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路及其检测信号选择方法和现有技术的金属振动陀螺差分信号检测技术相比，其优点在于，本发明通过小倍率的第一差分电路和大倍率的第二差分电路对金属振动陀螺差分信号进行不同放大倍率的信号合成，可以提高微弱信号的信噪比，对信号源和作为信号源负载的检测电压进行缓冲隔离，使信号源与信号检测电路之间互不影响；

本发明通过两路模数转换器同步转换，可灵活的选用不同放大倍率的模拟信号，对不同电压范围的信号分别选用模数转换电路，以提高电压信号的电压分辨精度，适用于高精度金属振动陀螺等应用场合；

本发明通过数字处理器灵活选用不同放大倍率的数字信号，以适应不同的工作模式；选用小倍率数字信号，满足大速率，高带宽的工作要求；选用大倍率数字信号，满足高精度，高带宽的工作要求，提高金属振动陀螺稳态工作时的性能。

附图说明

图1为本发明金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路实施例一的模块图；

图2为本发明金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路实施例二的模块图；

图3为数字处理器进行检测信号选择的一种实施例的流程图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。