發(fā)布時(shí)間：2021-04-24 21:40

　　石英陀螺作為一種角速度測(cè)量器件,在國(guó)防、航天和商業(yè)領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用。通過多年努力,我國(guó)實(shí)現(xiàn)了石英陀螺接口電路模擬輸出芯片集成,亟待解決數(shù)字輸出芯片集成問題。開展石英陀螺接口電路數(shù)字芯片集成技術(shù)研究,實(shí)現(xiàn)具有數(shù)字輸出、片上數(shù)字溫度補(bǔ)償和批量化測(cè)調(diào)功能的高精度石英陀螺接口數(shù)字ASIC芯片,對(duì)石英陀螺的發(fā)展具有重要意義。石英陀螺接口電路數(shù)字芯片集成技術(shù)研究主要存在以下幾個(gè)問題:數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路系統(tǒng)的相位噪聲、混疊噪聲和量化噪聲對(duì)檢測(cè)電路影響非常顯著,以往模擬驅(qū)動(dòng)電路的穩(wěn)定性模型不再適用;檢測(cè)電路數(shù)字化后引入新的噪聲源,需要對(duì)其噪聲進(jìn)行全面分析,而目前未見相關(guān)報(bào)道,影響了高精度數(shù)字檢測(cè)電路的優(yōu)化設(shè)計(jì);石英陀螺的發(fā)展過程中所必須解決的高精度數(shù)字溫度補(bǔ)償和批量化測(cè)調(diào)問題,阻礙了石英陀螺的批量化應(yīng)用。本文根據(jù)石英陀螺系統(tǒng)原理,得到了敏感結(jié)構(gòu)的等效電學(xué)模型,基于此給出了石英陀螺接口數(shù)字ASIC芯片的行為級(jí)模型,通過仿真確定了接口電路各主要模塊的性能指標(biāo),明確了石英陀螺系統(tǒng)對(duì)電路設(shè)計(jì)的要求。對(duì)石英陀螺數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路的穩(wěn)定性問題展開深入研究。一方面建立數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路相位噪聲模型,得到相位穩(wěn)定性對(duì)檢測(cè)電路輸出... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：160 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 微機(jī)械陀螺及其接口電路國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微機(jī)械陀螺國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微機(jī)械陀螺國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 微機(jī)械陀螺接口電路國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.4 微機(jī)械陀螺接口電路國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 微機(jī)械石英陀螺接口電路發(fā)展趨勢(shì)和存在的主要問題
    1.4 研究目的和意義
    1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 石英陀螺系統(tǒng)原理
    2.1 引言
    2.2 石英陀螺系統(tǒng)原理簡(jiǎn)介
    2.3 石英陀螺敏感原理
        2.3.1 科里奧利力、寄生科里奧利力和正交耦合
        2.3.2 石英陀螺敏感結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)原理
    2.4 石英陀螺機(jī)械域模型和電學(xué)模型
        2.4.1 石英陀螺機(jī)械域模型
        2.4.2 石英陀螺等效電學(xué)模型
    2.5 石英陀螺電路原理
    2.6 石英陀螺接口數(shù)字ASIC芯片系統(tǒng)行為級(jí)仿真
    2.7 本章小結(jié)
第3章 石英陀螺數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路穩(wěn)定性研究
    3.1 引言
    3.2 數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路相位穩(wěn)定性研究
        3.2.1 相位噪聲原理
        3.2.2 時(shí)變相位噪聲模型研究
        3.2.3 數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路相位穩(wěn)定性對(duì)檢測(cè)電路影響
        3.2.4 數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路相位穩(wěn)定性模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.3 數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路幅值穩(wěn)定性研究
        3.3.1 數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路的前級(jí)電荷檢測(cè)電路噪聲研究
        3.3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路噪聲研究
        3.3.3 比例-積分控制電路穩(wěn)定性研究
        3.3.4 數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路幅值穩(wěn)定性對(duì)檢測(cè)電路影響
        3.3.5 數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路幅值穩(wěn)定性模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.4 本章小結(jié)
第4章 石英陀螺數(shù)字檢測(cè)電路全噪聲研究
    4.1 引言
    4.2 石英陀螺數(shù)字檢測(cè)電路全噪聲研究
        4.2.1 數(shù)字檢測(cè)電路的前級(jí)電荷檢測(cè)電路噪聲模型研究
        4.2.2 解調(diào)、濾波與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路研究
        4.2.3 數(shù)字檢測(cè)電路全噪聲模型
    4.3 數(shù)字檢測(cè)電路全噪聲模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.4 本章小結(jié)
第5章 石英陀螺溫度補(bǔ)償和批量化測(cè)調(diào)技術(shù)研究
    5.1 引言
    5.2 石英陀螺溫度特性研究
        5.2.1 石英晶體的線膨脹系數(shù)的溫度特性
        5.2.2 石英晶體的密度的溫度特性
        5.2.3 石英晶體的彈性順度系數(shù)的溫度特性
    5.3 石英音叉的溫度特性研究
    5.4 石英陀螺片上數(shù)字溫度補(bǔ)償技術(shù)研究
    5.5 石英陀螺批量化測(cè)調(diào)技術(shù)研究
    5.6 本章小結(jié)
第6章 石英陀螺接口數(shù)字ASIC芯片設(shè)計(jì)與流片結(jié)果測(cè)試分析
    6.1 引言
    6.2 石英陀螺數(shù)字接口ASIC芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    6.3 石英陀螺數(shù)字接口ASIC芯片晶體管級(jí)電路設(shè)計(jì)
        6.3.1 前級(jí)電荷檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
        6.3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)
        6.3.3 數(shù)字自動(dòng)增益控制電路設(shè)計(jì)
        6.3.4 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)
        6.3.5 自適應(yīng)相位電路設(shè)計(jì)
    6.4 石英陀螺數(shù)字接口ASIC芯片版圖設(shè)計(jì)和后仿真
    6.5 石英陀螺數(shù)字接口ASIC芯片與整機(jī)測(cè)試
        6.5.1 數(shù)字檢測(cè)電路等效輸入噪聲測(cè)試與分析
        6.5.2 數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路功能測(cè)試
        6.5.3 刻度因數(shù)和非線性度測(cè)試
        6.5.4 石英陀螺偏置穩(wěn)定性測(cè)試
        6.5.5 石英陀螺角速度輸出溫度補(bǔ)償測(cè)試
        6.5.6 石英陀螺及其接口電路芯片性能對(duì)比
    6.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Modeling and Analysis of Mechanical Quality Factor of the Resonator for Cylinder Vibratory Gyroscope[J]. XI Xiang,WU Xuezhong,WU Yulie,ZHANG Yongmeng.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2017(01)
[2]諧振式巨磁阻微機(jī)械陀螺噪聲分析[J]. 褚偉航,白曉曉,蔣孝勇,李孟委.  中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(02)
[3]對(duì)稱單質(zhì)量微機(jī)電陀螺的零偏自補(bǔ)償方法[J]. 劉燕鋒,陳志勇,張嶸.  中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(01)
[4]MEMS gyroscope control system using a band-pass continuous-time sigma-delta modulator[J]. DING HaiTao,YANG ZhenChuan,WANG ZhanFei,KRAFT Michael,YAN GuiZhen.  Science China（Information Sciences）. 2013(10)
[5]電容式微機(jī)械陀螺接口電路噪聲分析[J]. 蔣慶華,苑偉政,謝建兵.  電子測(cè)量技術(shù). 2012(05)
[6]石英諧振器頻率溫度特性的分析[J]. 馬靜,王志斌.  硅谷. 2012(01)
[7]MEMS振動(dòng)陀螺閉環(huán)自激驅(qū)動(dòng)的理論分析及數(shù)值仿真[J]. 王展飛,魯文高,李峰,李志宏.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2008(08)
[8]導(dǎo)彈飛行中無陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差分析[J]. 施聞明,楊曉東,徐彬.  彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2007(02)

博士論文
[1]高精度硅陀螺接口電路集成技術(shù)研究[D]. 付強(qiáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3158123