微机械振动式陀螺接口电路设计与实现

介绍了一种电磁驱动电容检测的微机械振动式陀螺的接口电路,电路由自激驱动电路和信号检测处理电路组成。自激驱动部分利用陀螺自身的谐振特性配合反馈电路产生自激振荡,同时为检测部分提供了稳定的同步信号;检测部分利用该同步信号和陀螺的输出信号进行同步解调,得到角速度信号。最后对该电路的性能和测试结果进行了分析。     

谐振式光纤陀螺调相谱检测技术中的光克尔效应

谐振式光纤陀螺(R-FOG)是基于Sagnac效应产生的谐振频率差来测量旋转角速率的一种新型光学传感器。信号检测技术和系统中存在的各种噪声对系统的检测精度有着重要的影响。基于调相谱检测技术的谐振式光纤陀螺系统中,除顺时针(CW)和逆时针(CCW)光路传播的光强不均匀会引入非互易相位差,使系统出现零漂外,顺时针和逆时针光路的调制系数也会引入系统零漂。光克尔效应引入的系统零漂与系统的真实旋转在测量时是无法区分的,因此成为主要的噪声之一。通过光波场叠加原理,推导得到调相谱检测方案下的谐振式光纤陀螺系统中,光克尔效应引起的系统零漂的解析表达式。依据光克尔效应产生的零漂不随陀螺转速的改变而变化,利用简单的开环系统,对光克尔效应引入的陀螺零漂进行了测试。     

基于单片FPGA的谐振式光纤陀螺数字系统设计与实现

谐振式光纤陀螺( Resonator Fiber Optic Gyro,RFOG)是基于Sagnac效应产生的谐振频率差来测量旋转角速度的一种新型光学传感器,在小型化和集成化方面具有明显优势.相比于传统的模拟检测技术,数字检测技术具有稳定性好、抗干扰能力强、处理速度快和体积小、易于集成等优势.本文设计了基于现场可编程门...     

基于Raspberry PI为结点的天气云测量网络实现

本论文提出了一种天气信息云测量网络设想,基于此设想设计并实现了一种典型的天气云测量结点。根据网络中测量结点需要具有对多种数据综合采集、数据传输和远程控制能力的要求,提出了云端天气测量平台的总体方案,构建了基于3G网络的通信协议,完成了包含有多种天气测量传感器的结点硬件和软件设计并进行了测试试验。试验表明所设计系统满足云端天气测量平台的要求,具有集成便携、鲁棒性强、实时性好、传输能力好的特点。     

一种新结构的硅基无源环形波导式谐振腔

提出了一种新结构的光学环形谐振腔。该谐振腔由四根直波导和四个拐弯角处集成的全反射镜围成一个方形环构成，这种结构免去了以前的波导式环形谐振腔中必需包含的弯曲波导。设计了谐振腔的输入和输出结构，并通过计算机辅助设计软件对该设计进行了优化。     

氢氟酸和PSG牺牲层腐蚀的TDC模型

对不同结构,即直沟道结构、冒泡结构和组合沟道结构的氢氟酸牺牲层腐蚀进行了研究.以往的牺牲层腐蚀模型和实验结果不能很好地吻合.以往的模型和实验结果的误差随着腐蚀时间的增加而增大.本文提出了一个修正模型,在修正模型中：HF的扩散系数是浓度和温度的函数;腐蚀速率常数是温度的函数;此外还考虑了腐蚀产物对腐蚀过程的影响.对于组合沟道结构,对腐蚀前端形状的描述采用了一个新的数学模型.实验结果和以往的模型以及修正模型进行了对比,结果表明修正模型能够和实验结果吻合得很好.     

皮卫星通信系统中的数字解调模块

阐述了皮卫星通信系统中解调模块的实现方案,详细介绍了基于DSP的数字解调的基本原理和具体结构、仿真情况、实测结果以及误码率的测试平台.验证了星上解调系统由模拟走向数字的必然性.     

使用太阳电池阵列的皮卫星姿态确定方法

卫星在轨飞行时,短时间内可以将日光看作方向不变的平行入射光源.以此入射光作为参考方向,利用皮卫星表面贴装的太阳电池阵列充当姿态敏感器,对其输出信号进行采样处理,解算了卫星姿态.文中给出与该方法有关的计算理论,并以实验测试数据为依据,针对一种26面体构形的皮卫星电池阵列配置方案,定量分析了太阳参考矢量的解算精度(≤4°)、可解概率、以及最终定姿误差.此方法体现了当前微小卫星领域中"结构复用"的设计思想.     

微机械陀螺的建模与仿真

为了降低微机械陀螺系统的噪声和提高系统分辨率,依据电磁驱动电容检测式微机械陀螺的运动方程和接口电路的传递函数在Simulink仿真平台上建立了系统级仿真模型.模型中加入了传感器的机械热噪声、电路的电热噪声以及传感器内部的耦合效应等.模型不仅能够实现陀螺系统的功能性仿真,还能对各部分噪声源对系统性能的影响进行量化,获得不同耦合情况下的系统主要噪声源.系统噪声仿真结果表明,当陀螺器件内部耦合效应较小时,电容电压（CV）变换电路单元为主要噪声源;当陀螺器件内部耦合效应较大时, 陀螺自激端输出信号的带通滤波放大电路单元为主要噪声源,并通过实验测试使仿真结果得到了验证.     

谐振式光纤陀螺数字锁相放大器设计

介绍了基于双频率锯齿波组合调制的谐振式光纤陀螺（R-FOG）的检测原理,分析了数字系统信号相关检测的理论.通过分析陀螺输出信号的特点,利用可编程逻辑器件（FPGA）产生的同步方波进行解调,优化设计了一种用于R-FOG检测系统的数字锁相放大器,并分析了其相关检测的信噪比改善.应用于陀螺系统,实现了谐振频率快速、稳定的跟踪锁定.实验结果表明,设计的检测电路满足闭环反馈的精度要求,锁定时间为1.1 ms.