[发明专利]采用DSP与FPGA的微半球谐振陀螺控制及信号检测系统和方法

摘要

本发明提供了一种采用DSP与FPGA的微半球谐振陀螺控制及信号检测系统和方法，其中：FPGA系统负责微半球谐振陀螺输入信号的捕捉和初步处理，并将初步处理后的输入信号输入给DSP芯片；DSP芯片对初步处理后的输入信号进行数字滤波以及数字解调，并将数字滤波以及数字解调后生成的信号输出至FPGA系统，再通过FPGA系统的D/A模块反馈转化为模拟量反馈给微半球谐振陀螺，其中反馈包括微半球谐振陀螺信号的频率和相位、幅值的多种反馈。本发明可以低成本、高速度、高集成度，适合处理微半球谐振陀螺高频率、高精度的多路信号。

主权项

1.一种采用DSP与FPGA的微半球谐振陀螺控制及信号检测系统，其特征在于，所述系统包括：一个微半球谐振陀螺，其上具有多个电极，且多个电极按不同功能通过导线引出连接至FPGA系统的多路A/D模块与D/A模块上；一个连接有多路A/D模块以及D/A模块的FPGA系统；一个通过总线与FPGA系统相连的DSP芯片；其中：微半球谐振陀螺是整个系统的控制对象，同时也是检测对象；FPGA系统负责微半球谐振陀螺输入信号的捕捉和初步处理，并将初步处理后的输入信号输入给DSP芯片；DSP芯片对初步处理后的输入信号进行数字滤波以及数字解调，并将数字滤波以及数字解调后生成的信号输出至FPGA系统，再通过FPGA系统的D/A模块反馈转化为模拟量反馈给微半球谐振陀螺，其中反馈包括微半球谐振陀螺信号的频率和相位、幅值的多种反馈；所述的微半球谐振陀螺上的电极按功能分为驱动电极、检测电极、监测电极、平衡电极，其中：驱动电极以及平衡电极负责接收FPGA系统的反馈信号，检测电极以及监测电极负责向DSP芯片与FPGA系统输出微半球谐振陀螺的控制驱动信号；所述的FPGA系统中：A/D模块与微半球谐振陀螺的检测电极以及监测电极相连，D/A模块与微半球谐振陀螺的驱动电极以及平衡电极相连；一旦外界有角速度变化，微半球谐振陀螺通过哥氏力效应，其检测电极以及监测电极上信号发生变化，此时DSP芯片与FPGA系统的解调算法将此变化检出，同时计算反馈信号通过D/A模块输出至微半球谐振陀螺的平衡电极，使得微半球谐振陀螺保持回原来的稳定工作状态；这时微半球谐振陀螺的角速度信号也得到检出，其输出为一直流电信号，通过标定即得到外界的角速度，这即为DSP芯片与FPGA系统下的微半球谐振陀螺的力反馈模式。