[实用新型]一种基于DSP2806x系列芯片的激光陀螺输出信号采集与处理电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于DSP2806x系列芯片的激光陀螺输出信号采集与处理电路，该电路能够实现激光陀螺输出的比较整形、正交解调、抖动角速率的信号的消除、串口输出、温度采集与补偿。

背景技术

激光陀螺内沿相反方向运行的两束光的频率差与激光陀螺的转速成正比，检测出这一频率差，就可以得到相应的转速信息。通过合光棱镜和光电探测器，可以得到两路频率相同、相位差为90°的正交信号。其中频率大小代表转速，超前滞后关系代表转速方向。当陀螺沿顺时针转动时，相位超前90°的信号定义为信号A，相位落后90°的信号定义为信号B；当陀螺沿逆时针转动时，B信号的相位将超前A信号90°。

激光陀螺输出信号采集与处理电路对激光陀螺输出的两路正交信号进行相位判断，并对正交信号的脉冲数进行计数，通过计数值即可解算出激光陀螺的转速与转角。

由于激光陀螺存在闭锁现象，还需要对其进行抖动偏频，使激光陀螺工作在锁区之外。因此陀螺输出不仅包含了外界惯性输入角速率信息，还包含了陀螺本身的抖动信号的角速率信息，因此必须消除陀螺输出中的抖动角速率的信号。

传统的激光陀螺输出信号采集与处理电路采用FPGA或FPGA加DSP作为核心的处理芯片。FPGA运算速度快、功能强大、时序性好，在正交信号处理方面具有很强的优势，但消除陀螺输出中的抖动角速率的信号时，需要复杂的算法运算，特别是涉及浮点运算的算法，FPGA实现起来非常繁琐。而以FPGA加DSP为核心的激光陀螺输出信号采集与处理电路，弥补了FPGA在复杂算法运算上的不足，实现起来较为简单、高效，但由于增加了一个核心处理芯片使得电路结构复杂，体积大，成本高，噪声大，降低了可靠性。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本实用新型提供一种基于DSP2806x系列芯片的激光陀螺输出信号采集与处理电路。该电路采用DSP2806x系列芯片作为核心处理芯片。该电路只需对DSP2806x中的EQEP模块进行配置，即可实现正交信号的处理，不需要单独编程实现。由于DSP2806x为浮点型DSP，在消除陀螺输出中抖动角速率信号的算法运算上，特别是涉及浮点运算时，具有非常大优势。另外，DSP2806x的内置比较器可实现激光陀螺输出信号的整形，不需要额外在电路中设计比较器，降低了电路的复杂度。DSP2806x还集成了温度传感器，可以实时检测陀螺的温度，实现陀螺的温度补偿。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：DSP2806x内置的比较器A和比较器B的输入端分别接陀螺输出信号A和陀螺输出信号B，比较器A和比较器B对陀螺输出信号A和陀螺输出信号B进行整形，并且消除噪声信号，形成两路相位差为90°的正交方波信号，比较器A和比较器B的输出端分别通过COM10UT、COM20UT引脚与EQEP正交解码模块的EQEP1A、EQEP1B引脚电连接，由EQEP模块对正交信号进行处理，获得正交方波信号的四倍频信号以及陀螺转动方向信号，EQEP正交解码模块依次与转速及方向计算模块、高速采样滤波与剥除算法结算模块、串口输出模块电连接。转速及方向计算模块、高速采样滤波与剥除算法结算模块、串口输出模块均需要编程实现。

本实用新型在正交信号处理、信号去噪、串口输出、温度补偿、去除抖动角速率信号等算法的实现上，相比FPGA更为简单、方便、快速，显著地降低了程序的复杂度。由于只有一个核心处理芯片DSP2806x，而且该系列芯片本身体积也较小，并内置比较器和温度传感器，不需要而外设计比较器电路和温度传感器电路，所以本实用新型结构简单，集成度高、体积小，成本低，噪声小，提高了电路的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型方框图；

图2为本实用新型陀螺温度采集与补偿方框图。

具体实施方式

下面以DSP2806x系列芯片中的DSP28069为例来说明本实用新型的工作原理。

如图1所示，激光陀螺输出信号A、信号B分别经过DSP28069中的内置比较器A、比较器B进行整形，得到两路相位差为90°的正交方波信号。两个比较器的门限电压由2个DSP28069内部的10位DAC给出，门限电压值可通过编程设置。