小型加速度計全數(shù)字讀出電路設(shè)計與研究.pdf

1、石英撓性加速度計是慣性導航系統(tǒng)組成的關(guān)鍵器件之一，其應用范圍涉及航空、航天、航海以及一些民用領(lǐng)域。加速度計的讀出精度決定了慣性導航系統(tǒng)的導航精度，傳統(tǒng)的加速度計讀出電路通過模擬電路實現(xiàn)，模擬電路結(jié)構(gòu)復雜、抗干擾性低缺特點制約了加速度計讀出電路的精度和穩(wěn)定性。隨著數(shù)字化處理的飛速發(fā)展，數(shù)字電路逐步具有高穩(wěn)定性以及高抗干擾性等特性，加速度計的數(shù)字化讀出成了研究熱點，本課題對加速度計的全數(shù)字化讀出方式進行了研究。
　　通過對傳統(tǒng)的模擬讀

2、出電路方案和模數(shù)結(jié)合讀出方案的對比與分析，確定了基于FPGA的全數(shù)字加速度計讀出方案，整個全數(shù)字讀出電路包含三個模塊電路:差動電容檢測電路、數(shù)字控制電路和力矩器控制電路。
　　采用多方案對比設(shè)計，從分辨率、讀出精度等角度對比分析了兩種差動電容數(shù)字檢測電路，選用了頻率法檢測電路實現(xiàn)電容差的檢測;采用了數(shù)字PID控制算法，實現(xiàn)了加速度計讀出電路的閉環(huán)自動控制;從加矩功率、分辨率、零偏穩(wěn)定性、刻度因素及線性度和動態(tài)響應等方面對多種PWM