本文關(guān)鍵詞：一種聯(lián)合調(diào)制反饋和溫度補(bǔ)償改善閉環(huán)MEMS電容式加速度計(jì)漂移的方法（英文）

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【摘要】：目的:根據(jù)Allan方差定義,分析引起閉環(huán)MEMS電容式加速度計(jì)中長(zhǎng)期漂移的因素,研究相應(yīng)的消除和補(bǔ)償方法,實(shí)現(xiàn)降低漂移、提高閉環(huán)MEMS加速度計(jì)穩(wěn)定性的目的。創(chuàng)新點(diǎn):首先設(shè)計(jì)利用載波調(diào)制反饋電壓信號(hào)的方法,避開(kāi)并濾除反饋通道上的低頻噪聲,降低Allan方差的偏置不穩(wěn)定性;然后在反饋通道上加入?yún)⒖夹盘?hào),利用該參考信號(hào)經(jīng)過(guò)模擬部分后被解調(diào)的相位來(lái)表征溫度,進(jìn)行溫度補(bǔ)償,進(jìn)一步降低Allan方差的長(zhǎng)期漂移。方法:首先,根據(jù)Allan方差的偏置不穩(wěn)定性定義,其影響因素來(lái)自于閉環(huán)系統(tǒng)的低頻噪聲。根據(jù)文獻(xiàn)資料和作者之前的實(shí)驗(yàn)測(cè)試情況,大部分低頻噪聲來(lái)自于反饋通道,因反饋信號(hào)是低頻電壓信號(hào)。為降低反饋通道低頻噪聲,設(shè)計(jì)載波調(diào)制反饋信號(hào)及通過(guò)高通濾波器濾除低頻噪聲的方案MFA(圖4)。經(jīng)測(cè)試,采用MFA的輸出噪聲和1小時(shí)的穩(wěn)定性明顯優(yōu)于反饋信號(hào)直接反饋的方案DFA(圖10-12)。在MFA基礎(chǔ)上,繼續(xù)增加一個(gè)參考信號(hào),該信號(hào)通過(guò)整個(gè)系統(tǒng)的模擬部分后被數(shù)字系統(tǒng)解調(diào),其相位信息攜帶了外界溫度變化信息,從而可利用該相位信息進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度補(bǔ)償(圖5、6)。對(duì)溫度補(bǔ)償方案進(jìn)行靜態(tài)溫度范圍測(cè)試(圖16),補(bǔ)償后的度系數(shù)是補(bǔ)償前的1/46;在快速動(dòng)態(tài)溫度變化下(圖17),實(shí)時(shí)補(bǔ)償結(jié)果是未補(bǔ)償?shù)?/8,顯示了較好的補(bǔ)償特性。溫度補(bǔ)償后的Allan方差長(zhǎng)期漂移獲得明顯降低,而偏置不穩(wěn)定性略微升高(圖18、19)�？傮w上看,利用MFA和溫度補(bǔ)償,閉環(huán)MEMS電容式加速度計(jì)的整體漂移特性得到較好抑制。結(jié)論:針對(duì)閉環(huán)MEMS電容式加速度計(jì)漂移問(wèn)題,提出載波調(diào)制反饋和新型溫度補(bǔ)償方案。兩種方案能夠在同一閉環(huán)系統(tǒng)中同時(shí)使用,分別降低了偏置不穩(wěn)定性和長(zhǎng)期溫度漂移,1 h的Allan方差顯示,偏置不穩(wěn)定性約為13μg,100 s積分時(shí)間的漂移為17μg,溫度系數(shù)降到0.1 mg/°C,顯示了較好的穩(wěn)定性。
【作者單位】： Micro-Satellite
【關(guān)鍵詞】： 偏置漂移 閉環(huán)MEMS加速度計(jì) 調(diào)制反饋 溫度補(bǔ)償
【分類(lèi)號(hào)】：TH824.4
【正文快照】： 1 IntroductionThe drift of MEMS inertial sensors has been in-vestigated for a long time.The drift can be due tomultiple reasons such as noise,temperature variation,environmental vibrations,electronic reference drift,and humidity changes.Noise and tempera

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 尹韜;張，

本文編號(hào)：620328