石英陀螺接口電路中混合模式驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì).pdf

1、石英陀螺是MEMS陀螺的一種,它除了具有MEMS陀螺體積小、成本低的特點(diǎn)之外,又由于其本身的壓電特性,另外具備了結(jié)構(gòu)簡單、易于制造且不易發(fā)生漏電的優(yōu)勢(shì),是以其應(yīng)用價(jià)值更是得到了社會(huì)的普遍認(rèn)可。當(dāng)石英音叉陀螺受到電信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí),會(huì)發(fā)生機(jī)械振動(dòng),此時(shí),石英陀螺利用科里奧原理與壓電效應(yīng)就能夠?qū)崿F(xiàn)檢測角速度的功能?？梢?驅(qū)動(dòng)信號(hào)是整個(gè)陀螺正常工作的前提。傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式有方波驅(qū)動(dòng)和正弦波驅(qū)動(dòng),但這兩種驅(qū)動(dòng)方式都有各自的缺陷。方波驅(qū)動(dòng)電路由于受方波中

2、高次諧波的影響,驅(qū)動(dòng)效果不是很理想,而正弦波驅(qū)動(dòng)電路振蕩穩(wěn)定時(shí)間較長。本文的主要研究內(nèi)容,就是設(shè)計(jì)一個(gè)新型的混合模式驅(qū)動(dòng)電路,將兩種驅(qū)動(dòng)模式揚(yáng)長避短,混合使用。
　　首先,本文對(duì)石英陀螺的工作原理進(jìn)行了理論分析,介紹了石英音叉的結(jié)構(gòu)與電極配置,并分別對(duì)驅(qū)動(dòng)音叉的動(dòng)力學(xué)方程與電學(xué)等效模型進(jìn)行了推導(dǎo)與仿真,為驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。
　　根據(jù)理論分析結(jié)果,本文對(duì)石英陀螺的驅(qū)動(dòng)方案進(jìn)行了分析與選擇,設(shè)計(jì)了整體電路結(jié)構(gòu),然后分別對(duì)數(shù)字

3、控制模塊、開關(guān)電路、方波產(chǎn)生模塊、正弦波驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì),并對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了單獨(dú)的功能驗(yàn)證。
　　最后對(duì)混合模式驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了整體仿真。在混合模式驅(qū)動(dòng)下,電路振蕩穩(wěn)定時(shí)間在8ms以內(nèi),頻率抖動(dòng)范圍為11.68kHz~11.69kHz,并且驅(qū)動(dòng)效果較方波驅(qū)動(dòng)更為理想,信號(hào)失真度為3.22％。
　　為評(píng)判驅(qū)動(dòng)電路的性能優(yōu)劣,本文又分別對(duì)方波驅(qū)動(dòng)模式、正弦波驅(qū)動(dòng)模式進(jìn)行詳細(xì)的分析,對(duì)兩種驅(qū)動(dòng)模式的驅(qū)動(dòng)電路分別進(jìn)行仿真,并將仿真結(jié)