实用新型所述的偶极子全温跟踪补偿控制器基于偶极子补偿原理，通过将偶极 子全温跟踪补偿控制器产生的两个共辆零点与微机械巧螺仪在其模态频差处存在的两个 共辆极点组成偶极子，消除了微机械巧螺仪的模态频差对带宽的制约，由此使得增大微机 械巧螺仪的带宽不再需要增大微机械巧螺仪的模态频差，从而使得提高微机械巧螺仪的机 械灵敏度和增大微机械巧螺仪的带宽不再矛盾，进而使得微机械巧螺仪能够完全兼顾机械 灵敏度和带宽。此外，本实用新型所述的偶极子全温跟踪补偿控制器基于温度补偿原理， 通过采用温度补偿环节，实现了对微机械巧螺仪在其模态频差处存在的两个共辆极点进行 全温跟踪补偿（当微机械巧螺仪在其模态频差处存在的两个共辆极点发生漂移时，偶极子 全温跟踪补偿控制器产生的两个共辆零点同样发生漂移，由此使得在外界温度变化时偶极 子全温跟踪补偿控制器产生的两个共辆零点与微机械巧螺仪在其模态频差处存在的两个 共辆极点始终组成偶极子），由此有效提升了微机械巧螺仪的带宽全温性能（一方面使得 微机械巧螺仪的带宽在全温范围内变化很小，另一方面使得微机械巧螺仪的带内平整度很 好），如图8-图9所不。
[0091] 本实用新型有效解决了微机械巧螺仪无法兼顾机械灵敏度和带宽、带宽全温性能 差的问题，适用于微机械巧螺仪。
【附图说明】
[0092] 图1是微机械巧螺仪的结构示意图。
[0093] 图2是微机械巧螺仪的检测回路的结构示意图。
[0094] 图3是本实用新型的结构示意图。
[0095] 图4是本实用新型的电路原理图。
[0096] 图5是微机械巧螺仪在其模态频差处存在的两个共辆极点对微机械巧螺仪的标 度因数和相位的影响示意图。
[0097] 图6是偶极子的形成原理示意图。
[0098]图7是微机械巧螺仪驱动模态和检测模态的谐振角频率、微机械巧螺仪驱动模态 和检测模态的品质因数的全温变化曲线图。
[0099]图8是未增设温度补偿环节时微机械巧螺仪的输入输出波特图。
[0100] 图9是增设温度补偿环节后微机械巧螺仪的输入输出波特图。
[0101] 图中；XS为驱动模态激励信号JS为检测模态激励信号；XV为驱动位移信号；YV 为检测位移信号。
【具体实施方式】
[0102] 偶极子全温跟踪补偿控制器，包括温度补偿环节、零极点发生环节、比例环节；
[0103] 所述温度补偿环节包括第一运算放大器Ti、第一温度补偿电阻Rfh、具有正温度系 数的热敏电阻Rfib、第二温度补偿电阻Rfi。；
[0104] 所述零极点发生环节包括第二运算放大器T2、第S运算放大器T3、第四运算放大 器T4、第五运算放大器Tg、第一电容Cfi、第二电容Cf2、第二电阻3,2、第；电阻Rf3、第四电阻 尺,4、第五电阻3:5、第六电阻Rf6、第^；：电阻3:7、第八电阻1^第九电阻3:9、第十电阻Rfl。；
[0105] 所述比例环节包括第六运算放大器Te、第十一电阻Rfii、第十二电阻Rfi2;
[0106] 第一运算放大器Ti的正输入端与第一低通滤波器的输出端连接；第二运算放大器 T2的正输入端、第=运算放大器Ts的正输入端、第四运算放大器T4的正输入端、第五运算放 大器Tg的正输入端、第六运算放大器Te的正输入端均接地；第六运算放大器Te的输出端与 第二低通滤波器的输入端连接；
[0107] 第一电容Cfi的两端分别与第二运算放大器T2的负输入端和输出端连接；第二电 容Cf2的两端分别与第=运算放大器T3的负输入端和输出端连接；
[010引第一温度补偿电阻Rfi。的一端接地，另一端与第一运算放大器Ti的负输入端连接； 具有正温度系数的热敏电阻Rfib的两端分别与第一运算放大器T1的负输入端和输出端连 接；第二温度补偿电阻Rfi。的两端分别与第一运算放大器T1的输出端和第二运算放大器T2 的负输入端连接；第二电阻Rf2的两端分别与第二运算放大器T2的输出端和第S运算放大 器Ts的负输入端连接；第S电阻Rf3的两端分别与第二运算放大器T2的负输入端和第四运 算放大器T4的输出端连接；第四电阻Rf4的两端分别与第五运算放大器Te的负输入端和输 出端连接；第五电阻Rfe的两端分别与第一低通滤波器的输出端和第五运算放大器T5的负 输入端连接；第六电阻Rfe的两端分别与第四运算放大器T4的输出端和第五运算放大器T5 的负输入端连接；第走电阻Rf,的两端分别与第四运算放大器T4的负输入端和输出端连接； 第八电阻Rfg的两端分别与第一低通滤波器的输出端和第四运算放大器T4的负输入端连 接；第九电阻Rf9的两端分别与第；运算放大器T3的输出端和第四运算放大器T4的负输入 端连接；第十电阻Rfi。的两端分别与第五运算放大器T5的输出端和第S运算放大器T3的负 输入端连接；第十一电阻Rfii的两端分别与第四运算放大器T4的输出端和第六运算放大器 Te的负输入端连接；第十二电阻R的两端分别与第六运算放大器Te的负输入端和输出端 连接。
【主权项】
1. 一种偶极子全温跟踪补偿控制器，其特征在于：包括温度补偿环节、零极点发生环 节、比例环节； 所述温度补偿环节包括第一运算放大器（T1)、第一温度补偿电阻（Rfla)、具有正温度系 数的热敏电阻（Rflb)、第二温度补偿电阻（Rflc); 所述零极点发生环节包括第二运算放大器（T2)、第三运算放大器（T3)、第四运算放大 器（T4)、第五运算放大器（T5)、第一电容（Cfl)、第二电容（C f2)、第二电阻（Rf2)、第三电阻 (Rf3)、第四电阻（R f4)、第五电阻（Rf5)、第六电阻（Rf6)、第七电阻（Rf7)、第八电阻（R f8)、第九 电阻（Rf9)、第十电阻（Rfltl); 所述比例环节包括第六运算放大器（T6)、第十一电阻（Rfll)、第十二电阻（R fl2); 第一运算放大器（T1)的正输入端与第一低通滤波器的输出端连接；第二运算放大器 (T2)的正输入端、第三运算放大器（T3)的正输入端、第四运算放大器（T4)的正输入端、第 五运算放大器（T 5)的正输入端、第六运算放大器（T6)的正输入端均接地；第六运算放大器 (T6)的输出端与第二低通滤波器的输入端连接； 第一电容（Cfl)的两端分别与第二运算放大器（T2)的负输入端和输出端连接；第二电 容（Cf2)的两端分别与第三运算放大器（T3)的负输入端和输出端连接； 第一温度补偿电阻（Rfla)的一端接地，另一端与第一运算放大器（T1)的负输入端连接； 具有正温度系数的热敏电阻（Rflb)的两端分别与第一运算放大器（T1)的负输入端和输出端 连接；第二温度补偿电阻（R fl。）的两端分别与第一运算放大器（T1)的输出端和第二运算放 大器（T2)的负输入端连接；第二电阻（R f2)的两端分别与第二运算放大器（T2)的输出端和 第三运算放大器（T3)的负输入端连接；第三电阻（R f3)的两端分别与第二运算放大器（T2) 的负输入端和第四运算放大器（T4)的输出端连接；第四电阻（R f4)的两端分别与第五运算 放大器（T5)的负输入端和输出端连接；第五电阻（Rf5)的两端分别与第一低通滤波器的输 出端和第五运算放大器（T 5)的负输入端连接；第六电阻（Rf6)的两端分别与第四运算放大 器（T4)的输出端和第五运算放大器（T 5)的负输入端连接；第七电阻（Rf7)的两端分别与第 四运算放大器（T4)的负输入端和输出端连接；第八电阻（R f8)的两端分别与第一低通滤波 器的输出端和第四运算放大器（T4)的负输入端连接；第九电阻（R f9)的两端分别与第三运 算放大器（T3)的输出端和第四运算放大器（T4)的负输入端连接；第十电阻（R fltl)的两端分 别与第五运算放大器（T5)的输出端和第三运算放大器（T3)的负输入端连接；第十一电阻 (R fll)的两端分别与第四运算放大器（T4)的输出端和第六运算放大器（T6)的负输入端连 接；第十二电阻（R fl2)的两端分别与第六运算放大器（T6)的负输入端和输出端连接。
【专利摘要】本实用新型涉及微机械陀螺仪，具体是一种偶极子全温跟踪补偿控制器。本实用新型解决了微机械陀螺仪无法兼顾机械灵敏度和带宽、带宽全温性能差的问题。偶极子全温跟踪补偿控制器，包括温度补偿环节、零极点发生环节、比例环节；所述温度补偿环节包括第一运算放大器、第一温度补偿电阻、具有正温度系数的热敏电阻、第二温度补偿电阻；所述零极点发生环节包括第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器、第五运算放大器、第一电容、第二电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻；所述比例环节包括第六运算放大器、第十一电阻、第十二电阻。本实用新型适用于微机械陀螺仪。
【IPC分类】G01C19/5776
【公开号】CN204705358
【申请号】CN201520417036
【发明人】曹慧亮, 刘俊, 石云波, 申冲, 秦丽, 唐军, 李 杰, 张晓明, 马宗敏, 鲍爱达
【申请人】中北大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月16日