石英陀螺作為一種角速度測量器件,在國防、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,我國實現(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,實現(xiàn)具有數(shù)字輸出、片上數(shù)字溫度補償和批量化測調(diào)功能的高精度石英陀螺接口數(shù)字ASIC芯片,對石英陀螺的發(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問題:數(shù)字驅(qū)動電路系統(tǒng)的相位噪聲、混疊噪聲和量化噪聲對檢測電路影響非常顯著,以往模擬驅(qū)動電路的穩(wěn)定性模型不再適用;檢測電路數(shù)字化后引入新的噪聲源,需要對其噪聲進(jìn)行全面分析,而目前未見相關(guān)報道,影響了高精度數(shù)字檢測電路的優(yōu)化設(shè)計;石英陀螺的發(fā)展過程中所必須解決的高精度數(shù)字溫度補償和批量化測調(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)對電路設(shè)計的要求。對石英陀螺數(shù)字驅(qū)動電路的穩(wěn)定性問題展開深入研究。一方面建立數(shù)字驅(qū)動電路相位噪聲模型,得到相位穩(wěn)定性對檢測電路輸出... 

【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 微機械陀螺及其接口電路國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微機械陀螺國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微機械陀螺國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 微機械陀螺接口電路國外研究現(xiàn)狀
        1.2.4 微機械陀螺接口電路國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 微機械石英陀螺接口電路發(fā)展趨勢和存在的主要問題
    1.4 研究目的和意義
    1.5 本文的主要研究內(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)動和檢測原理
    2.4 石英陀螺機械域模型和電學(xué)模型
        2.4.1 石英陀螺機械域模型
        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)行為級仿真
    2.7 本章小結(jié)
第3章 石英陀螺數(shù)字驅(qū)動電路穩(wěn)定性研究
    3.1 引言
    3.2 數(shù)字驅(qū)動電路相位穩(wěn)定性研究
        3.2.1 相位噪聲原理
        3.2.2 時變相位噪聲模型研究
        3.2.3 數(shù)字驅(qū)動電路相位穩(wěn)定性對檢測電路影響
        3.2.4 數(shù)字驅(qū)動電路相位穩(wěn)定性模型的實驗驗證
    3.3 數(shù)字驅(qū)動電路幅值穩(wěn)定性研究
        3.3.1 數(shù)字驅(qū)動電路的前級電荷檢測電路噪聲研究
        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)動電路幅值穩(wěn)定性對檢測電路影響
        3.3.5 數(shù)字驅(qū)動電路幅值穩(wěn)定性模型的實驗驗證
    3.4 本章小結(jié)
第4章 石英陀螺數(shù)字檢測電路全噪聲研究
    4.1 引言
    4.2 石英陀螺數(shù)字檢測電路全噪聲研究
        4.2.1 數(shù)字檢測電路的前級電荷檢測電路噪聲模型研究
        4.2.2 解調(diào)、濾波與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路研究
        4.2.3 數(shù)字檢測電路全噪聲模型
    4.3 數(shù)字檢測電路全噪聲模型的實驗驗證
    4.4 本章小結(jié)
第5章 石英陀螺溫度補償和批量化測調(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)字溫度補償技術(shù)研究
    5.5 石英陀螺批量化測調(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)計與流片結(jié)果測試分析
    6.1 引言
    6.2 石英陀螺數(shù)字接口ASIC芯片系統(tǒng)設(shè)計
    6.3 石英陀螺數(shù)字接口ASIC芯片晶體管級電路設(shè)計
        6.3.1 前級電荷檢測電路設(shè)計
        6.3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
        6.3.3 數(shù)字自動增益控制電路設(shè)計
        6.3.4 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
        6.3.5 自適應(yīng)相位電路設(shè)計
    6.4 石英陀螺數(shù)字接口ASIC芯片版圖設(shè)計和后仿真
    6.5 石英陀螺數(shù)字接口ASIC芯片與整機測試
        6.5.1 數(shù)字檢測電路等效輸入噪聲測試與分析
        6.5.2 數(shù)字驅(qū)動電路功能測試
        6.5.3 刻度因數(shù)和非線性度測試
        6.5.4 石英陀螺偏置穩(wěn)定性測試
        6.5.5 石英陀螺角速度輸出溫度補償測試
        6.5.6 石英陀螺及其接口電路芯片性能對比
    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
個人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3158123