[发明专利]MEMS电容式陀螺仪的数字馈通取消系统

权利要求书

1.一种MEMS电容式陀螺仪的数字馈通取消系统，其特征在于，包括微陀螺仪模块、数字检波模块、数字解调模块、数字鉴相模块、数字馈通信号模拟模块以及数字驱动模块；

微陀螺仪模块：在给定反馈信号下被激振或被驱动，并产生检测信号和监测信号；

数字解调模块：对微陀螺仪模块输出的监测信号的幅值进行检测；

数字鉴相模块：对监测信号与驱动信号的相位差进行检测；

数字馈通信号模拟模块：根据数字解调模块所提供的幅值信息以及数字鉴相模块提供的相位差输出近似的馈通信号；

数字驱动模块：向微陀螺仪模块输出正弦驱动信号；

所述数字馈通信号模拟模块模拟接口电路产生的馈通信号，根据所述数字解调模块所提供的微陀螺仪模块输出的未起振阶段的监测信号的幅值信息设定参考幅值Aref，并将参考幅值Aref和当前数字驱动信号的幅值Ad与初始驱动信号的幅值Ad0比值k相乘作为输出幅值Ak，根据当前驱动信号的相位以及数字鉴相模块检测到的未起振阶段的监测信号与初始驱动信号的相位差得到输出相位，根据输出幅值和输出相位并利用NCO和乘法器模拟出馈通信号Sfeed。

2.根据权利要求1所述的MEMS电容式陀螺仪的数字馈通取消系统，其特征在于：所述微陀螺仪模块包括半球壳，所述半球壳上均匀分布有八个金属电极，依次为第一驱动电极、第一检测电极、第一监测电极、第一平衡电极、第二驱动电极、第二检测电极、第二监测电极和第二平衡电极。

3.根据权利要求2所述的MEMS电容式陀螺仪的数字馈通取消系统，其特征在于：在所述第一驱动电极和第二驱动电极上施加一个与微陀螺仪模块谐振频率同频的正弦电压信号，将微陀螺仪模块激振；所述微陀螺仪模块被激振后，在第一监测电极和第二监测电极上产生与驱动信号同频的电荷信号，在第一检测电极和第二检测电极上产生由与驱动信号同频定幅值的信号和与驱动信号同频、且幅值和微陀螺仪模块输入角速度正相关的信号所叠加的信号，在第一平衡电极和第二平衡电极上产生由与驱动信号同频定幅值的信号和与驱动信号同频、且幅值和微陀螺仪模块输入角速度正相关的信号所叠加的信号。

4.根据权利要求3所述的MEMS电容式陀螺仪的数字馈通取消系统，其特征在于：系统工作分为两个阶段，第一阶段为未施加驱动偏置电压，施加数字驱动阶段；第二阶段为施加驱动偏置电压和施加数字驱动即微陀螺仪起振阶段。

5.根据权利要求4所述的MEMS电容式陀螺仪的数字馈通取消系统，其特征在于：所述第一阶段中监测电极得到的信号是因接口电路而产生的馈通信号，通过数字解调模块以及数字鉴相模块记录下该馈通信号的幅值以及其与驱动信号的相位差。

6.根据权利要求4所述的MEMS电容式陀螺仪的数字馈通取消系统，其特征在于：所述第二阶段中微陀螺仪模块被激振后，产生的监测信号经过接口电路，通过数字解调模块、数字鉴相模块、数字馈通模拟模块、数字驱动模块后，一部分信号根据第一阶段记录下的幅值以及相位差用作模拟馈通信号，另一部分信号用作输出驱动信号。

7.根据权利要求1-6任一项所述的MEMS电容式陀螺仪的数字馈通取消系统，其特征在于：所述的数字解调模块，通过将监测信号与同频的数字驱动模块中NCO输出的单位正弦信号相乘并经过数字低通滤波器后对幅值进行检测。

8.根据权利要求1-6任一项所述的MEMS电容式陀螺仪的数字馈通取消系统，其特征在于：所述的数字鉴相模块，通过对监测信号与数字驱动模块中NCO输出的单位余弦信号相乘并经过数字低通滤波器后进行检测，从而对监测信号与驱动信号的相位差进行检测。

9.根据权利要求1-6任一项所述的MEMS电容式陀螺仪的数字馈通取消系统，其特征在于：所述的数字驱动模块，根据数字鉴相模块检测到的监测信号Smon减去模拟馈通信号Sfeed得到的信号Sreal与数字驱动模块中NCO输出的单位余弦信号Sdcos的相位差以及AGC调节得到的幅值Ad，利用NCO输出的单位正弦信号Sdsin经过乘法器和Ad相乘输出驱动信号。