相位误差对MEMS陀螺检测的影响分析及校正

作     者：钟燕清 田易 阎跃鹏 孟真 陈华 李继秀 张兴成 ZHONG Yanqing;TIAN Yi;YAN Yuepeng;MENG Zhen;CHEN Hua;LI Jixiu;ZHANG Xingcheng

作者机构：中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《哈尔滨工业大学学报》 (Journal of Harbin Institute of Technology)

年 卷 期：2021年第53卷第12期

页      面：121-126页

核心收录：

学科分类：0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 080902[工学-电路与系统] 08[工学] 0703[理学-化学] 0811[工学-控制科学与工程] 

主　　题：相位误差 检测 开环 闭环 正交误差 角速度 解调 

摘      要：为提升MEMS陀螺的整体检测性能,对解调参考信号的相位误差对MEMS陀螺检测的影响进行了分析,提出了基于矢量内积鉴相器的相位校正方法.首先从原理上分析了相位误差对解调结果的影响,然后建立了开环解调、静电力反馈正交误差消除加开环解调、静电力反馈正交误差消除加闭环解调3种典型MEMS陀螺检测电路的仿真模型,对解调参考信号存在相位误差的情况进行了仿真。仿真结果表明:不同解调方式中,相位误差对角速度和正交误差的解调影响基本一致,对陀螺的动态范围影响各不相同.同等输入条件下,解调参考信号的相位误差越大,角速度和正交误差的解调结果与真实值的偏差就越大,有必要进行相位校正以消除其影响。在此基础上,首次将矢量内积鉴相法引入了MEMS陀螺检测电路中,提出了一种可以适用于3种情况的相位校正方法,并进行了仿真。仿真显示,该方法可以消除相位误差,校正正交误差系数和角速度解调误差,提升静电力反馈正交误差消除加开环解调电路的动态范围,且不会影响MEMS陀螺的启动时间,具备良好的通用性。