本申请涉及测量技术领域，尤其是涉及一种陀螺平衡电路及角速度测量系统。
背景技术：
陀螺仪是用于测量载体角速度的元件，单独使用陀螺仪是不能测量载体角速度的，陀螺仪必须与陀螺仪平衡电路构成闭环系统才能测量载体的角速度。
技术实现要素：
为了使用陀螺仪测量载体的角速度，本申请提供一种陀螺平衡电路及角速度测量系统。
第一方面，本申请提供了一种陀螺平衡电路，包括：相同的双通道，每一通道均包括：信号放大器，用于对输入信号进行放大；基准信号放大器，用于对基准信号进行放大；解调器，用于基于放大后的所述基准信号对放大后的所述输入信号进行解调，使得放大后的所述输入信号的频率与放大后的所述基准信号频率相同；低通滤波器，用于对解调后的所述输入信号进行滤波处理，以滤除掉所述输入信号中的高频杂波信号；陷波器，用于对滤波后的所述输入信号进行陷波处理；积分器，用于对经过陷波处理的所述输入信号进行积分处理；功率放大器，用于对经积分处理后的所述输入信号进行功率放大。
优选的，所述信号放大器为ad620a，所述ad620a的反向输入端用于接入输入信号，所述ad620a输出端与所述解调器连接。
优选的，所述基准信号放大器为op37nbc，所述op37nbc的反向输入端用于接入基准信号，所述op37nbc的输出端与所述解调器连接。
优选的，所述解调器为ad534t，所述ad534t的x1管脚与所述ad620a的输出端连接，所述ad534t的y1管脚与所述op37nbc的输出端连接，所述ad534t的输出端与所述低通滤波器连接。
优选的，所述低通滤波器包括第一低通滤波单元和第二低通滤波单元，所述第一低通滤波单元包括串联的电阻r4和电容c4，所述第二低通滤波单元包括串联的电阻r5和电容c5，所述电阻r4的一端与所述ad534t的输出端连接，所述电阻r4的另一端与所述电阻r5连接且与所述陷波器连接，所述电容c4和所述电容c5均接地。
优选的，所述陷波器由lf147的第一通道和第二通道实现，所述lf147的第一通道的反向输入端连接至所述电阻r5和所述电容c5之间，所述lf147的第一通道的输出端与所述lf147的第二通道的反向输入端连接，所述lf147的第二通道的输出端连接至所述积分器。
优选的，所述积分器由所述lf147的第三通道和第四通道实现，所述lf147第三通道的反向输入端与所述lf147的第二通道的输入端连接，所述lf147的第三通道的输出端与所述lf147的第四通道的反向输入端连接，所述lf147的第四通道的输出端与所述功率放大器连接。
优选的，所述功率放大器包括opa2277texas和opa544，所述opa2277texas的第一通道的反向输入端与所述lf147的第四通道的输出端连接，所述opa2277texas的第一通道的输出端与所述opa2277texas的第二通道的反向输入端连接，所述opa2277texas的第二通道的输出端与所述opa544的反向输入端连接，所述opa544的输出端用于输出经功率放大后的所述输入信号。
第二方面，本申请提供了一种角速度测量系统，包括陀螺仪和如第一方面中任一项所述的陀螺平衡电路，所述陀螺仪和所述陀螺平衡电路构成闭环系统。
在本申请实施例提供的陀螺平衡电路及角速度测量系统中，通过信号放大器、解调器、低通滤波器、陷波器、积分器和功率放大器对陀螺输出的两路交流信号进行放大、解调、滤波、校正、功率放大后，产生与陀螺输入角速度成正比的施矩电力，输入到陀螺力矩中组成闭合回路，使得陀螺转子跟踪壳体运动，从而达到测量载体角速度的目的。
附图说明
图1示出了本申请实施例提供的陀螺平衡电路的方框图。
图2a示出了本申请实施例提供的陀螺平衡电路中信号放大器、基准信号放大器、解调器和低通滤波器的电路图。
图2b示出了本申请实施例提供的陀螺平衡电路中陷波器的电路图。
图2c示出了本申请实施例提供的陀螺平衡电路中积分器和功率放大器的电路图。
附图标记说明：
100、第一通道；200、第二通道；101、信号放大器；102、基准信号放大器；103、解调器；104、低通滤波器；105、陷波器；106、积分器；107、功率放大器。
具体实施方式
以下结合附图1、图2a、图2b和图2c对本申请作进一步详细说明。
图1示出了本申请实施例提供的陀螺平衡电路的框架图。如图1所示，该陀螺平衡电路包括完全相同的第一通道100和第二通道200。
需要说明的是，本说明书只对第一通道100进行详细的解释说明，第二通道200的实现方式与第一通道100的实现方式完全相同，不再赘述。
第一通道100包括信号放大器101、基准信号放大器102、解调器103、低通滤波器104、陷波器105、积分器106和功率放大器107。
其中，信号放大器101用于对输入信号进行放大；基准信号放大器102用于对基准信号进行放大；解调器103用于基于放大后的基准信号对放大后的输入信号进行解调，使得放大后的输入信号的频率与放大后的基准信号频率相同；低通滤波器104用于对解调后的输入信号进行滤波处理，以滤除掉输入信号中的高频杂波信号；陷波器105用于对滤波后的输入信号进行陷波处理；积分器106用于对经过陷波处理的输入信号进行积分处理；功率放大器107用于对经积分处理后的输入信号进行功率放大。
图2a示出了本申请实施例提供的陀螺平衡电路中信号放大器、基准信号放大器、解调器和低通滤波器的电路图。
如图2a所示，信号放大器101为ad620a，ad620a的增益可调。ad620a的反向输入端用于接入输入信号axin，ad620a的同向输入端接地，ad620a的rg1管脚和rg2管脚之间可以外接电阻来调节其增益，ad620a的v 管脚和v-管脚连接工作电压，ad620a的输出端连接至解调器103。
基准信号放大器为op37nbc，op37nbc的反向输入端连接有电阻r2，用于接入基准信号axsin，op37nbc的同向输入端连接有电阻r1，电阻r1的另一端接地，op37nbc的v 管脚和v-管脚连接工作电压，并且op37nbc的v 管脚连接有电容c1，op37nbc的v-管脚连接有电容c2，电容c1和电容c2均接地，op37nbc的输出端连接至解调器103。
解调器103为ad534t，ad534t的x1管脚处连接有电容c3和电阻r3，电容c3连接与ad620a的输出端连接，电阻r3接地，ad534t的y1管脚与op37nbc的输出端连接，ad534t的x2管脚、y2管脚和z2管脚均接地，ad534t的vs 管脚和vs-管脚连接至工作电压，ad534t的z1管脚与ad534t的输出端连接，ad534t的输出端连接至低通滤波器104。
低通滤波器104包括第一滤波单元和第二滤波单元。第一低通滤波单元包括串联的电阻r4和电容c4，第二滤波单元包括串联的电阻r5和电容c5，电阻r4的一端与ad534t的输出端连接，电阻r4的另一端与电阻r5的一端连接，电容c4和电容c5均接地，电阻r5的另一端连接至陷波器105。
图2b示出了本申请实施例提供的陀螺平衡电路中显波器的电路图。
如图2b所示，陷波器105由lf147的第一通道u5b和第二通道u4a实现，lf147的v 管脚和v-管脚连接至工作电压。lf147的第一通道u5b的反向输入端连接有电容c7，电容c7串联有电阻r6，电阻r6与电阻r5的另一端连接，电阻r6与电容c7连接的一端连接有可调电阻r7，可调电阻r7接地，电容c6和电阻r8串联并且并联在电容c7上，lf147的第一通道u5b的同向输入端接地，电容c6与电阻r8连接的一端连接至lf147的第一通道u5b的输出端，lf147的第一通道u5b的输出端与lf147的第二通道u4a的反向输入端端连，lf147的第二通道u4a的同向输入端接地，lf147的第二通道u4a的输出端连接至积分器106。
图2c示出了本申请实施例提供的陀螺平衡电路中积分器和功率放大器的电路图。
如图2c所示，积分器106由lf147的第三通道u5d和第四通道u6c实现，lf147的第三通道u5d的反向输入端连接有电阻r12，电阻r12的另一端与lf147的第二通道u4a的输出端连接，lf147的第三通道u5d的同向输入端接地，lf147的第三通道u5d的输出端连接有电阻r13，在lf147的第三通道u5d的反向输入端和输出端之间并联有电容c8，电阻r13与lf147的第四通道u6c的反向输入端连接，lf147的第四通道u6c的同向输入端接地，lf147的第四通道u6c的输出端连接至功率放大器107，在电阻r13上并联有电容c9，在lf147的第四通道u6c的反向输入端和lf147的第四通道u6c的输出端上并联有电阻r14，在电阻r14上并联有电容c10。
功率放大器107包括opa2277texas和opa544，opa2277texas的第一通道u14b的反向输入端连接电阻r15，电阻r15的另一端连接lf147的第四通道u6c的输出端，opa2277texas的第一通道u14b的同向输入端接地，在opa2277texas的第一通道u14b的反向输入端和输出端上并联有电阻r16，在电阻r16上并联有电容c11，opa2277texas的第一通道u14b的输出端连接有电阻r17，电阻r17的另一端连接opa2277texas的第二通道u14a的反向输入端，opa2277texas的第二通道u14a的同向输入端接地，opa2277texas的第二通道u14a输出端连接有电阻r19，电阻r19的另一端连接opa544的同向输入端，在opa2277texas的第二通道u14a的反向输入端和opa2277texas的第二通道u14a的输出端之间并联有电容c12，在opa2277texas的第二通道u14a的反向输入端上还连接有电阻r18，opa544的同向输入端还连接有电阻r21，电阻r21接地，opa544的反向输入端连接有电阻r20，电阻r20接地，在opa544的反向输入端和opa544的输出端之间并联有电阻r22，opa544的v 管脚和v-管脚连接工作电压，opa544的输出端用于输出经过放大后的输入信号axin。
根据本公开的实施例，通过信号放大器101、解调器103、低通滤波器104、陷波器105、积分器106和功率放大器107对陀螺输出的两路交流信号进行放大、解调、滤波、校正、功率放大后，产生与陀螺输入角速度成正比的施矩电力，输入到陀螺力矩中组成闭合回路，使得陀螺转子跟踪壳体运动，从而达到测量载体角速度的目的。
在另一方面，本申请还提供了一种角速度测量系统，该系统包括陀螺仪和上述的陀螺平衡电路，陀螺仪和陀螺平衡电路构成闭环系统，从而能够测量载体的角速度。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
1.一种陀螺平衡电路，其特征在于，包括：
相同的双通道，每一通道均包括：
信号放大器，用于对输入信号进行放大；
基准信号放大器，用于对基准信号进行放大；
解调器，用于基于放大后的所述基准信号对放大后的所述输入信号进行解调，使得放大后的所述输入信号的频率与放大后的所述基准信号频率相同；
低通滤波器，用于对解调后的所述输入信号进行滤波处理，以滤除掉所述输入信号中的高频杂波信号；
陷波器，用于对滤波后的所述输入信号进行陷波处理；
积分器，用于对经过陷波处理的所述输入信号进行积分处理；
功率放大器，用于对经积分处理后的所述输入信号进行功率放大。
2.根据权利要求1所述的陀螺平衡电路，其特征在于，所述信号放大器为ad620a，所述ad620a的反向输入端用于接入输入信号，所述ad620a输出端与所述解调器连接。
3.根据权利要求2所述的陀螺平衡电路，其特征在于，所述基准信号放大器为op37nbc，所述op37nbc的反向输入端用于接入基准信号，所述op37nbc的输出端与所述解调器连接。
4.根据权利要求3所述的陀螺平衡电路，其特征在于，所述解调器为ad534t，所述ad534t的x1管脚与所述ad620a的输出端连接，所述ad534t的y1管脚与所述op37nbc的输出端连接，所述ad534t的输出端与所述低通滤波器连接。
5.根据权利要求4所述的陀螺平衡电路，其特征在于，所述低通滤波器包括第一低通滤波单元和第二低通滤波单元，所述第一低通滤波单元包括串联的电阻r4和电容c4，所述第二低通滤波单元包括串联的电阻r5和电容c5，所述电阻r4的一端与所述ad534t的输出端连接，所述电阻r4的另一端与所述电阻r5连接且与所述陷波器连接，所述电容c4和所述电容c5均接地。
6.根据权利要求5所述的陀螺平衡电路，其特征在于，所述陷波器由lf147的第一通道和第二通道实现，所述lf147的第一通道的反向输入端连接至所述电阻r5和所述电容c5之间，所述lf147的第一通道的输出端与所述lf147的第二通道的反向输入端连接，所述lf147的第二通道的输出端连接至所述积分器。
7.根据权利要求6所述的陀螺平衡电路，其特征在于，所述积分器由所述lf147的第三通道和第四通道实现，所述lf147第三通道的反向输入端与所述lf147的第二通道的输入端连接，所述lf147的第三通道的输出端与所述lf147的第四通道的反向输入端连接，所述lf147的第四通道的输出端与所述功率放大器连接。
8.根据权利要求7所述的陀螺平衡电路，其特征在于，所述功率放大器包括opa2277texas和opa544，所述opa2277texas的第一通道的反向输入端与所述lf147的第四通道的输出端连接，所述opa2277texas的第一通道的输出端与所述opa2277texas的第二通道的反向输入端连接，所述opa2277texas的第二通道的输出端与所述opa544的反向输入端连接，所述opa544的输出端用于输出经功率放大后的所述输入信号。
9.一种角速度测量系统，其特征在于，包括陀螺仪和如权利要求1至8中任一项所述的陀螺平衡电路，所述陀螺仪和所述陀螺平衡电路构成闭环系统。
技术总结