带温度补偿的低温漂石英微机械陀螺接口ASIC设计

摘要：

本文通过分析石英陀螺的工作原理,设计了闭环自激驱动、低噪声相敏解调原理的接口电路,并研究了驱动力耦合对零位输出造成的影响,以提高石英陀螺的环境适应性.通过研究传感器敏感表头的空气阻尼和谐振频率等方面的温度特性,得出温度对驱动力幅值的影响.进而提出通过驱动力幅值进行温度补偿的方法.对接口电路温度特性以及对陀螺零位输出的影响进行了分析,设计了全温区带宽恒定的运算放大器单元,抑制由于检测信号中高次谐波分量比例变化产生的温度漂移,并在高压N阱CMOS工艺下流片,实现低温漂接口ASIC.在-45℃～85℃的温度范围内对石英陀螺整机进行零位温度循环测试,利用驱动力幅值对零位输出进行三阶拟合补偿,补偿后全温零位温度漂移小于20°/hr(1d),短期稳定性为5°/hr,输出噪声为0.001°/s/√Hz.

关键词：石英陀螺、温度补偿、接口ASIC、温度漂移

所属期刊栏目：25

分类号：TN40(微电子学、集成电路（IC）)

资助基金：上海航天科技创新基金SAST2015052

在线出版日期：2017-09-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1843-1849