針對半球諧振陀螺的共用電極結(jié)構(gòu)引起振動檢測信號中耦合干擾的問題,提出了一種抑制陀螺檢測信號中耦合噪聲的分頻調(diào)制檢測方法。從振動檢測機(jī)理入手,首先建立了電容檢測數(shù)學(xué)模型,分析了信號檢測端的耦合噪聲源。然后,通過改進(jìn)激勵與檢測電極配置方法,利用兩個不同頻率的高頻載波對諧振子x軸向和y軸向上的振動信息進(jìn)行分頻調(diào)制,實(shí)現(xiàn)了振動信號與驅(qū)動響應(yīng)干擾信號的頻域分離,經(jīng)過信號檢測器完成分頻傳輸,從而抑制了耦合干擾。最后,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所提出的方法相比使用較廣泛的單頻信號檢測方法可有效抑制信號檢測端的驅(qū)動耦合干擾,使控制回路鎖相精度提高了一個數(shù)量級以上,陀螺輸出信號噪聲帶由2.1 mV降至1 mV以內(nèi)。

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圖4驅(qū)動耦合干擾等效圖Fig.4Drivecouplinginterferenceequivalentdiagramg7Cg5

-96-中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào)第28卷iS0d0xDCACVVOUTV圖3信號檢測電路原理圖Fig.3Signaldetectioncircuitschematic其中，1208.8541810F/m為真空介電常數(shù)，r為相對介電常數(shù)，signalZ為諧振子的振動位移，0x為振幅，f為諧....

圖7調(diào)幅載波仿真圖Fig.7AMCarrierSimulation4實(shí)驗(yàn)對比分析

-98-中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào)第28卷2fTxUyU圖7調(diào)幅載波仿真圖Fig.7AMCarrierSimulation4實(shí)驗(yàn)對比分析基于上述原理，設(shè)計(jì)了一套分頻調(diào)制檢測回路，電路板如圖8所示。該系統(tǒng)由信號驅(qū)動單元、信號檢測傳輸接口、調(diào)制解調(diào)硬件模塊、基于FPGA的數(shù)字硬件控制系統(tǒng)以及外....

圖8分頻調(diào)制檢測電路板Fig.8Frequencydivisionmodulationdetectioncircuitboard4.1檢測器低頻抑制效果

-98-中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào)第28卷2fTxUyU圖7調(diào)幅載波仿真圖Fig.7AMCarrierSimulation4實(shí)驗(yàn)對比分析基于上述原理，設(shè)計(jì)了一套分頻調(diào)制檢測回路，電路板如圖8所示。該系統(tǒng)由信號驅(qū)動單元、信號檢測傳輸接口、調(diào)制解調(diào)硬件模塊、基于FPGA的數(shù)字硬件控制系統(tǒng)以及外....

圖10不同檢測回路信號頻譜分析(b)分頻檢測回路(b)Crossoverdetection

電荷放大器檢測的振動信號Fig.9Vibrationsignalsdetectedbydifferentchargeamplifiers4.2驅(qū)動耦合抑制實(shí)驗(yàn)通過FPGA芯片產(chǎn)生一個頻率為100kHz的驅(qū)動信號，分別對陀螺進(jìn)行單頻激勵檢測和分頻載波檢測，為了保證x軸和y軸向兩個信....

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