【經管勵志】微機械慣性傳感器檢測平臺的設計與應用(doc10)(編輯修改稿)
2025-06-12 20:05 本頁面
【文章內容簡介】 Rf，使時間常數 RfCf 遠大于載波周期，以避免輸出波形畸變。但 Rf過大為今后電路集成帶來不便。可以使用小阻值的電阻組成 T型網絡，替代大阻值電阻。 若運算放大器具有足夠的開環(huán)增益，反相輸入端為很好的虛地，那么，兩輸入端點之間的電位差為零。因此，反相輸入端對地的分布電容 Cp 和放大器的輸入電容 Cgs 對電路測量不會造成影響。電荷放大電路相對于單位增益放大電路來說，結構要簡單，不需考慮等電位屏蔽問題；只需將雜散電容的影響轉化為對地的分布電容，即進行合理的對地屏蔽，就能獲得較 好的效果。 盡管在電荷放大電路中，可以忽略掉輸入電容及反相輸入端對地的分布電容，但是在檢測微小電容變化時，輸出還是有很大的衰。這是由放大器輸入輸出端分布電容 Cio造成的。當載波電壓頻率大于 1/（ 2πRfCf）和小于放大器的截止頻率時，輸出電壓 Vout應該表示為： Vout=[(C1C2)/（ Cio+Cf） ]Vs=[(2ΔC)/Cio+Cf]]Vs 3 檢測平臺的系統構成及工作原理 中國最龐大的下載資料庫 (整理 . 版權歸原作者所有 ) 如果您不是在 網站下載此資料的 , 不要隨意相信 . 請訪問 3722, 加入 必要時 可將此 文 件 解密 該系統的工作原理如圖 5 所示。對慣性傳感器施以適當的激勵信號后，傳感器的動片即處于振動狀態(tài)，上下極板間的電容發(fā)生周期變化，采用電荷放大器電路將該信號提取出來，經交流放大、解調后通過 A/D 轉換變成數字量采集到微機中，觀察傳感器的輸出響應，為下一步利用軟件方法分析微機械慣性傳感器的時域、頻域特性打下基礎。 激勵信號發(fā)生器 根據微機械輪式振動陀螺儀的工作原理，最多需要 4路激勵信號。激勵信號為正弦波，每兩路相位相反。為了測量陀 螺儀的頻率特性，需要不斷改變激勵信號的頻率。目前不同設計的陀螺儀諧振頻率在幾百赫茲到 10 千赫茲之間，激勵信號也需要在這個范圍內進行調節(jié)。另外，陀螺儀的驅動力矩等于驅動信號的交流分量與直流分量的乘積，所以還要施加正或負的直流偏置，使陀螺能處于正常工作狀態(tài)。交流相位和直流偏置組合見表 1。 表 1 交流相位和直流偏置組合 直流偏置： + + 交流信號： + + 一般的 RC 振蕩電路生成的正弦波頻率靠改變 R、 C值來調節(jié)，不能連續(xù)大范圍調節(jié)。所 以，設計中采用數字方法合成模擬波形，其原理見圖 6。圖 6 中 8254 為軟件可編程計數器。其包含 3 個獨立的 16位計數器，計數最高頻率可達 8MHz，設計中輸入 3MHz 的時鐘，將 2個計數器串連使用，這樣可以增加頻率控制范圍。 8254 產生的方波信號作為后面并行計數器的計數脈沖輸入。并行計數器由 2片 74LS161 組成 8位二進制循環(huán)計數器。74LS161 計數到最大值時會自動清零，重新開始計數，其輸出可作為 E2PROM 2817A
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