金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及金属振动陀螺控制系统，具体涉及一种用于金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路。
【背景技术】
[0002]现有的卫星姿态控制系统所采用的金属振动陀螺组合对陀螺的精度要求越来越高，模拟控制的金属振动陀螺组合已经达不到所需精度，数字控制方式成为金属振动陀螺的主要研究方向。
[0003]数字控制的金属振动陀螺需要利用模数转换器(ADC)将模拟信号转换成为数字信号来检测金属振动陀螺信号。模数转换器的转换电压范围、电压分辨精度及抗干扰能力决定了金属振动陀螺的信号检测精度，进而决定了金属振动陀螺数字控制的精度。
[0004]当前航天应用中受限的模数转换器选用，限制了模数转换精度，模数转换分辨率的提尚。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供一种金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路，在使用现有模数转换器的前提下提高其信号分辨率，改善信号的抗干扰能力，提高金属振动陀螺的信号检测精度，进而提高金属振动陀螺的整体性能。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供一种用于金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路，其特点是，该检测电路包含：
[0007]第一差分电路，其对金属振动陀螺差分信号进行信号合成，输出第一差分信号；
[0008]第一模数转换器，其接收第一差分信号进行模数转换输出第一数字信号；
[0009]第二差分电路，其对金属振动陀螺差分信号进行信号合成，输出第二差分信号；
[0010]第二模数转换器，其接收第二差分信号进行模数转换输出第二数字信号；
[0011 ]数字处理器，其接收第一数字信号和第二数字信号，根据金属振动陀螺工作速率选择第一数字信号或第二数字信号进行检测；
[0012]上述第一差分电路的放大倍率小于第二差分电路的放大倍率;当金属振动陀螺工作速率大于预设速率阈值，则数字处理器选择第一数字信号；当金属振动陀螺工作速率小于预设速率阈值，则数字处理器选择第二数字信号。
[0013]上述第二差分电路与第二模数转换器之间设有限幅电路，当第二差分信号大于预设信号幅值，限幅电路对第二差分信号进行限幅。
[0014]上述第一差分电路和第二差分电路都连接并同步接受金属振动陀螺差分信号的差分同相端和差分反相端。
[0015]第一差分电路与第二差分电路分别对金属振动陀螺差分信号进行信号合成;第一差分电路的放大倍率小于第二差分电路的放大倍率;模数转换后进行检测信号选择，当金属振动陀螺工作速率大于预设速率阈值，则选择第一差分电路的输出对金属振动陀螺差分信号进行检测；当金属振动陀螺工作速率小于预设速率阈值，则选择第二差分电路的输出对金属振动陀螺差分信号进行检测。
[0016]本实用新型金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路及其检测信号选择方法和现有技术的金属振动陀螺差分信号检测技术相比，其优点在于，本实用新型通过小倍率的第一差分电路和大倍率的第二差分电路对金属振动陀螺差分信号进行不同放大倍率的信号合成，可以提高微弱信号的信噪比，对信号源和作为信号源负载的检测电压进行缓冲隔离，使信号源与信号检测电路之间互不影响；
[0017]本实用新型通过两路模数转换器同步转换，可灵活的选用不同放大倍率的模拟信号，对不同电压范围的信号分别选用模数转换电路，以提高电压信号的电压分辨精度，适用于高精度金属振动陀螺等应用场合；
[0018]本实用新型通过数字处理器灵活选用不同放大倍率的数字信号，以适应不同的工作模式;选用小倍率数字信号，满足大速率，高带宽的工作要求;选用大倍率数字信号，满足高精度，高带宽的工作要求，提高金属振动陀螺稳态工作时的性能。
【附图说明】
[0019]图I为本实用新型金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路实施例一的模块图；
[0020]图2为本实用新型金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路实施例二的模块图。
【具体实施方式】
[0021 ]以下结合附图，进一步说明本实用新型的具体实施例。
[0022]如图I所示，揭示了用于高精度金属振动陀螺数字控制系统的金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路的实施例一，该检测电路包含：第一差分电路101、第二差分电路102、第一模数转换器103、第二模数转换器104和数字处理器105。
[0023]第一差分电路101输入端同时接入金属振动陀螺差分信号的差分同相端和差分反相端，用于对金属振动陀螺差分信号进行信号合成，输出第一差分信号。
[0024]第二差分电路102输入端同时接入金属振动陀螺差分信号的差分同相端和差分反相端，用于对金属振动陀螺差分信号进行信号合成，输出第二差分信号。
[0025]这里，第一差分电路101的放大倍率小于第二差分电路102的放大倍率，利用小倍率差分电路和大倍率差分电路对金属振动陀螺差分信号进行不同放大倍率的信号合成，对信号源和作为信号源负载的检测电压进行缓冲隔离，使信号源与信号检测电路之间互不影响。
[0026]第一模数转换器103的输入端电路连接第一差分电路101，接收第一差分信号进行模数转换，输出第一数字信号至数字处理器105。
[0027]第二模数转换器104的输入端电路连接第二差分电路102，接收第二差分信号进行模数转换，输出第二数字信号至数字处理器105。
[0028]由于第一差分电路101的放大倍率小于第二差分电路102的放大倍率，第一数字信号倍率也小于第二数字信号。
[0029]数字处理器105输入端电路连接第一模数转换器103和第二模数转换器104，接收第一数字信号和第二数字信号。两路不同倍率的差分放大信号分别通过两路模数转换器同步对不同放大倍率的差分信号进行模数转换并同步输出至数字处理器105，数字处理器105根据金属振动陀螺工作速率对两通道的数字信号（即第一数字信号和第二数字信号)选择使用，进行金属振动陀螺的信号检测。
[0030]数字处理器105中设有预设速率阈值，预设速率阈值根据具体工艺要求设定，大于预设速率阈值定义金属振动陀螺工作于大速率范围，小于预设速率阈值定义金属振动陀螺工作于大速率范围。当金属振动陀螺工作速率大于预设速率阈值，金属振动陀螺工作于大速率范围时，陀螺信号电压大，此时数字处理器选用小倍率的第一数字信号，以适应大速率，高带宽的工作要求；当金属振动陀螺工作速率小于预设速率阈值，金属振动陀螺工作于小速率的稳态工作情况时，陀螺信号电压微弱，此时数字处理器选用大倍率的第二数字信号，以提高电压分辨率，满足高精度，高带宽的工作要求，提高金属振动陀螺稳态工作时的性能。
[0031]如图2所述，揭示了用于高精度金属振动陀螺数字控制系统的金属振动陀螺差分信号高分辨率检测电路的实施例二，该检测电路包含：第一差分电路201、第二差分电路202、第一模数转换器203、第二模数转换器204和数字处理器205、限幅电路206。
[0032]第一差分电路201输入端同时接入金属振动陀螺差分信号的差分同相端和差分反相端，用于对金属振动陀螺差分信号进行信号合成，输出第一差分信号。
[0033]第二差分电路202输入端同时接入金属振动陀螺差分信号的差分同相端和差分反相端，用于对金属振动陀螺差分信号进行信号合成