[发明专利]MEMS陀螺过零点抽取消除零偏方法、电路以及MEMS陀螺

说明书

本发明公开了一种MEMS陀螺过零点抽取消除零偏方法、电路以及MEMS陀螺，消除零偏方法步骤包括获取MEMS陀螺的振动信号进行过零检测，在零点时刻对MEMS陀螺输出的混合有正交信号的检测信号进行ADC变换采样后输出；电路包括过零检测电路和ADC采样变换电路，过零检测电路的输入端与MEMS陀螺的振动信号输出端相连，过零检测电路的输出端与ADC采样变换电路的控制端相连，ADC采样变换电路的输入端与MEMS陀螺的检测信号输出端相连；MEMS陀螺包括前述的MEMS陀螺过零点抽取消除零偏电路。本发明不仅省去了乘法解调电路，并且可以减少信号畸变引起的误差，具有检测精确高的优点。

技术领域

本发明涉及MEMS陀螺，具体涉及一种MEMS陀螺过零点抽取消除零偏方法、电路。

背景技术

MEMS陀螺即硅微机电陀螺，其的工作原理可参见图1：当一个物体m沿x方向运动且在z方向施加角旋转速率时，物体m将在y方向受到力，xyz三个方向互相垂直。物体m将在y方向受到的力就是哥氏力f，且有f=2mΩv，其中m是物体质量, Ω是绕z轴的角速度，v是水平方向运动速度。参见图2，现在公开的MEMS陀螺信号处理电路通常分2部分，一部分输出振动信号，另外一部分输出检测信号，根据MEMS陀螺的机械特性，振动信号与检测信号相位相差90°，因此需要将振动信号进行90°移相后与检测信号相乘解调出角速度信号，然后做ADC采样变换、滤波、补偿等处理得到最终输出的角速度数字信号。但是，现在公开的电路通过乘法器解调出陀螺角速度信号，对相位特别敏感。0.1°相位误差可能会相当引起1°每秒的零位误差（标度10mv度每秒为10mv）。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种MEMS陀螺过零点抽取消除零偏方法、电路以及MEMS陀螺，本发明不仅省去了乘法解调电路，并且可以减少信号畸变引起的误差，具有检测精确高的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种MEMS陀螺过零点抽取消除零偏方法，其实施步骤包括：

1）获取MEMS陀螺的振动信号；

2）针对所述振动信号进行过零检测，在振动信号的零点时刻对MEMS陀螺输出的混合有振动信号的检测信号进行ADC变换采样后输出。

优选地，步骤1）中获取MEMS陀螺的振动信号的函数表达式如式（1）所示；步骤2）中MEMS陀螺输出的混合有振动信号的检测信号的函数表达式如式（2）所示；

s1=Asinωt （1）

s2=Bsinωt+Csin(ωt-π/2) （2）

式（1）和式（2）中，s1为振动信号，A为振动信号的幅值，ω为角频率，s2为MEMS陀螺输出的混合有振动信号的检测信号，B为耦合的驱动信号幅度，C为检测信号的幅度。