專利名稱：一種捷聯(lián)慣導(dǎo)加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
一種捷聯(lián)慣導(dǎo)加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換裝置
(一) 技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明提供的是一種加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換裝置。
(二)
背景技術(shù)：
加速度計(jì)是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基本測(cè)量元件之一，可以用來(lái)測(cè)量載體的運(yùn)動(dòng)加 速度，并通過(guò)對(duì)加速度積分，從而知道載體的速度和位置等信息。目前，加速度 計(jì)廣泛應(yīng)用于航空、航海、航天及武器的制導(dǎo)和控制。作為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的核心 器件，加速度計(jì)的精度直接影響整個(gè)系統(tǒng)的精度。這里加速度計(jì)的精度包括其本 身的精度和對(duì)其輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)換單元的精度。
石英撓性加速度計(jì)是已經(jīng)發(fā)展十分成熟的一種加速度計(jì)，具有精度和靈敏度 高、功耗小、熱穩(wěn)定性好、機(jī)械遲滯和彈性后效小、易于小型化等特點(diǎn)，在慣性 導(dǎo)航系統(tǒng)、大地測(cè)量系統(tǒng)中有廣泛的用途。對(duì)于高精度的石英撓性加速度計(jì)來(lái)說(shuō)， 一般都是輸出模擬的電流信號(hào)。
加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換單元的作用是將加速度計(jì)輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信 號(hào)，并且轉(zhuǎn)換后的精度應(yīng)盡量不損害加速計(jì)原有的精度。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)加速計(jì) 的性能要求是綜合了加速度計(jì)本身以及加速計(jì)輸出轉(zhuǎn)換單元的性能后的總體指 標(biāo)。因此，加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換單元的精度也會(huì)直接影響整個(gè)系統(tǒng)的精度。目前， 國(guó)內(nèi)的加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換單元多采用1/F轉(zhuǎn)換電路、或者16位A/D轉(zhuǎn)換器。I/F 轉(zhuǎn)換電路往往用分立器件搭建，有體積和功耗較大，精度也不高的缺點(diǎn)。16位 A/D轉(zhuǎn)換器的理論精度都不能超過(guò)15ppm，有一些采用24位A/D轉(zhuǎn)換器來(lái)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn) 換單元的文獻(xiàn)，但是精度往往不高，總體精度在10ppm量級(jí)或者更差，這些都主 要受限與A/D轉(zhuǎn)換芯片得性能。隨著加速度計(jì)和微電子技術(shù)的發(fā)展，這種技術(shù)已 越來(lái)越不能符合慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的要求?，F(xiàn)在A/D轉(zhuǎn)換芯片及運(yùn)放等其他元器件性 能的提高，為高精度的加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換單元的研究提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高精度的捷聯(lián)慣導(dǎo)加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換裝置。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明中的高精度捷聯(lián)慣導(dǎo)加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換單元，其電路由I/V轉(zhuǎn)換模 塊、模擬濾波模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊以及參考電壓模塊組成。所述的I/V轉(zhuǎn)換模塊 將輸入的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)并傳入模擬濾波模塊；模擬濾波模塊將電壓信
4號(hào)除去高頻噪聲，并輸入A/D轉(zhuǎn)換模塊；最終A/D轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)參考電壓模塊輸 入的參考電壓將電壓信號(hào)去轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
所述I/V轉(zhuǎn)換模塊主要由運(yùn)算放大器和采樣電阻構(gòu)成，采樣電阻跨接在運(yùn)算 放大器的負(fù)輸入端和輸出端；電容與采樣電阻并聯(lián)后跨接在運(yùn)算放大器的負(fù)輸入 端和輸出端；運(yùn)算放大器正輸入端加2.5V的參考電壓；輸出加速度計(jì)的輸出電 流由運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端輸入1/V轉(zhuǎn)換模塊，輸出電流經(jīng)過(guò)采樣電阻轉(zhuǎn)換成電 壓信號(hào)。
所述模擬濾波模塊輸入電壓通過(guò)第二電阻、第三電阻輸入到運(yùn)算放大器正輸 入端，第二電容跨接在第二電阻與第三電阻的連接端與運(yùn)算放大器的輸出端；第 三電容一端接運(yùn)算放大器的正輸入端， 一端接地；第五電阻接在運(yùn)算放大器的負(fù)
輸入端和輸出端；第四電阻連接運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端和地。
所述A/D轉(zhuǎn)換模塊中選用的是A/D轉(zhuǎn)換芯片LTC2445;濾波器模塊的輸出電
壓由A/D轉(zhuǎn)換芯片LTC2445的CH1腳輸入，C0M、CH0腳接2. 5V參考電壓，^ 、
Vcc腳接5V電源，CH5、 REF+腳接5V參考電壓，SDI腳為速度選擇信號(hào)，^腳
接片選信號(hào)，SDO腳為數(shù)字信號(hào)輸出，SCK時(shí)鐘輸入信號(hào)；其中，SDI、 ^、 SD0、 SCK腳通過(guò)接光電耦合器TPL113隔離，與導(dǎo)航解算計(jì)算機(jī)通信。
所述的參考電壓模塊中，LTZ1000的1腳通過(guò)第十二電阻與4腳相連，2腳 通過(guò)第一二極管接地，3腳輸出7V參考電壓，4腳輸出通過(guò)第四電阻接地，5腳 通過(guò)第五電阻與3腳相連，6腳與三個(gè)并聯(lián)電阻第七電阻、第八電阻、第十電阻 相連，其中第七電阻另一端接3腳，第八電阻另一端接地，第十電阻另一端接 LT1013的INB-腳，8腳接第六電阻后與3腳相連；LT1013的OA腳通過(guò)第二二極 管接LTZ1000的3腳，INA-腳接LTZ1000的4腳，INA+腳接LTZ1000的5腳，同 時(shí)通過(guò)第六電容接地，INB+腳通過(guò)第四電容接地，INB-腳接第十一電阻后與第五 電容相連，第五電容另一端接LTZ1000的1腳，0B腳接第九電阻后接三極管的 基極，V+腳接15V電壓；三極管的集電極接15V電壓，發(fā)射極接LTZ1000的1 腳。
本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換功能，其主要性能指標(biāo)如下零
偏溫度系數(shù)luV/。C，零偏24小時(shí)穩(wěn)定性2uV，噪聲luVrms@100Hz/s，可以滿足捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中對(duì)高精度的加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換的要求。
(四)


圖1為本發(fā)明的加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換單元原理圖。
圖2為本發(fā)明的1/V轉(zhuǎn)換模塊電路圖。
圖3為本發(fā)明的濾波器電路圖。
圖4為本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換模塊電路圖。
圖5為本發(fā)明的光電耦合器電路圖。
圖6為本發(fā)明的參考電壓電路圖。
圖7為本發(fā)明的數(shù)據(jù)輸出速率在110Hz/s時(shí)數(shù)據(jù)直方圖。 圖8為本發(fā)明的零偏的溫度效應(yīng)。 圖9為本發(fā)明的零偏隨時(shí)間的變化。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
慣導(dǎo)系統(tǒng)中，由三個(gè)加速度計(jì)分別測(cè)量XYZ三個(gè)垂直方向的加速度，輸出與 加速度成正比的電流信號(hào)。加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換單元的功能是將加速度計(jì)輸出的模 擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，每個(gè)方向的轉(zhuǎn)換單元都是主要由1/V轉(zhuǎn)換模塊、模擬濾 波模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊以及參考電壓模塊組成。加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換單元將加速度 計(jì)輸出的電流信號(hào)在I/V轉(zhuǎn)換模塊中經(jīng)采樣電阻轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)并傳入模擬濾 波模塊，在模擬濾波模塊中除去高頻噪聲，送入A/D轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)， 最后輸出給導(dǎo)航計(jì)算機(jī)解算。
下面取轉(zhuǎn)換單元的X方向的設(shè)計(jì)對(duì)各模塊單元進(jìn)行詳細(xì)描述。 一、加速度計(jì)
慣性導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)加速計(jì)的性能要求是綜合了加速度計(jì)本身以及加速計(jì)輸出 轉(zhuǎn)換單元性能后的總體指標(biāo)。對(duì)于一個(gè)特定的慣導(dǎo)系統(tǒng)，加速計(jì)性能越好，留取 的余量越多，對(duì)轉(zhuǎn)換單元的性能要求越低；反之，加速度性能較差，留取的余量 較少，則對(duì)轉(zhuǎn)換單元的性能要求越高。
本設(shè)計(jì)中采用的石英撓性加速度計(jì)為航天科工慣性技術(shù)有限公司生產(chǎn)的JN 系列，是國(guó)內(nèi)石英撓性加速度計(jì)的代表。具體性能指標(biāo)下。 輸入量程 ±25 g偏值 <2 mg 標(biāo)度因數(shù) 1.4~1.6mA/g 偏值月綜合誤差<10 ug 偏值溫度系數(shù)<10 ug/°C 標(biāo)度因數(shù)月綜合誤差 <10 ppm 二、 IA轉(zhuǎn)換模塊
I/V轉(zhuǎn)換模塊電路圖如圖2所示，其中運(yùn)算放大器Ul是高精度，雙運(yùn)放裝 的運(yùn)算放大器，每個(gè)運(yùn)放都能提供非常出眾的直流性能，它可以的開(kāi)環(huán)增益至少 為5V/uV， 0. 1Hz到10Hz的最大輸入等效噪聲為0. 35uVp-p，所有的直流特性都 具有非常高的溫度穩(wěn)定性零偏電壓溫漂O. luV廣C，可以滿足慣導(dǎo)系統(tǒng)高精度、 低噪聲、高穩(wěn)定性的要求，是轉(zhuǎn)換單元理想的器件選擇。U1分為U1A和U1B兩 部分，分別用與I/V轉(zhuǎn)換模塊和濾波器模塊，Ul引腳4接-15V電壓，引腳8接 +15V電壓。
采樣電阻Rl跨接在運(yùn)算放大器U1A的負(fù)輸入端2腳和輸出端1腳，采樣電 阻R1的精度直接影響采樣電路的精度，要取得高精度的電路性能，就要選取高 精密度的采樣電阻。高精密電阻最重要的指標(biāo)是穩(wěn)定度，其次是溫度系數(shù)等其它 指標(biāo)。Rl采用高穩(wěn)定性的精密電阻，以保證I/V轉(zhuǎn)換模塊的精度。電容C1與R1 并聯(lián)，跨接在U1A的負(fù)輸入端2腳和輸出端1腳，電容Cl與采樣電阻Rl組成低 通濾波器，用于濾除高頻噪聲。U1A正輸入端3腳加2.5V的參考電壓，可提高 轉(zhuǎn)換精度，并改變采樣后采樣電壓的直流電平。輸出加速度計(jì)的輸出電流Il由 U1A的負(fù)輸入端輸入I/V轉(zhuǎn)換模塊，II經(jīng)過(guò)采樣電阻Rl轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)V0UTI， 完成I/V轉(zhuǎn)換。采樣電壓的值為
V0UT1 = -Ilxi l (1)
加速度的值為
a = KxIl=-KxVOUT函 (2)
其中:
a-加速度值，
K-加速度計(jì)標(biāo)度因數(shù)，
Il-加速度計(jì)的輸出電流，
7V0UT1-I/V轉(zhuǎn)換模塊的輸出電壓， R卜采樣電阻的電阻值。
加速度計(jì)的輸出電流II經(jīng)過(guò)I/V轉(zhuǎn)換模塊后，將采樣電壓V0UT1輸入到模 擬濾波器模塊，即U1A的輸出端1腳接U1B的正輸入端5腳。 三.模擬濾波模塊
下面結(jié)合圖3對(duì)模擬濾波模塊進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
加速度計(jì)輸出的電流信號(hào)II經(jīng)過(guò)I/V轉(zhuǎn)換模塊后，輸入到模擬濾波模塊。 濾波電路噪聲的大小與系統(tǒng)帶寬均方根成正比，也與選取的元器件密切相關(guān)。過(guò) 窄的動(dòng)態(tài)響應(yīng)使高頻的加速度信號(hào)被濾除，對(duì)系統(tǒng)性能會(huì)產(chǎn)生不利影響；而過(guò)寬 的動(dòng)態(tài)響應(yīng)帶寬會(huì)增加系統(tǒng)噪聲。本發(fā)明中模擬濾波模塊設(shè)計(jì)為二階低通濾波電 路，如圖3所示。輸入電壓通過(guò)R2、 R3輸入到運(yùn)算放大器U1B正輸入端5腳， 電容C2跨接在R2與R3的連接端與U1B的輸出端7腳。C3 —端接U1B的正輸入 端5腳， 一端接地。R5接在U1B的負(fù)輸入端6腳和輸出端7腳。R4連接U1B的 負(fù)輸入端6腳和地。濾波模塊的增益由R4、 R5控制，有
《=l + 7 5/i 4 (3)
截止頻率
I/V轉(zhuǎn)換模塊輸出的采樣電壓V0UT1經(jīng)過(guò)模擬濾波模塊后輸出電壓VI,輸入 到A/D轉(zhuǎn)換模塊。 四.A/D轉(zhuǎn)換模塊
下面結(jié)合圖4和圖5對(duì)A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
采樣電壓V0UT1經(jīng)過(guò)模擬濾波后得到電壓信號(hào)VI，然后輸入到A/D轉(zhuǎn)換模 塊，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
A/D轉(zhuǎn)換模塊是整個(gè)加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換單元的瓶頸，它的性能制約了整個(gè)轉(zhuǎn) 換單元的性能。選擇A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)，需要著重考慮A/D轉(zhuǎn)換器的直流性能以及線 性度。我們選擇了凌力爾特(Linear Technology)公司的LTC2445，這是一個(gè)8kHz、 8通道的24位A-2:模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器可連續(xù)地測(cè)量并自動(dòng)消除外部放大 器、濾波器和其它用于傳感器輸出的信號(hào)調(diào)整電路的所有偏移和漂移誤差。使用此轉(zhuǎn)換器可實(shí)現(xiàn)完整的校正系統(tǒng)，而無(wú)需昂貴的精密組件或復(fù)雜的系統(tǒng)硬件以及 校正程序就能產(chǎn)生良好的精度。
A/D轉(zhuǎn)換模塊電路圖如圖4所示。U2為A/D轉(zhuǎn)換芯片LTC2445。濾波器模 塊的輸出電壓VI由U2的10腳輸入，U2的7、 9腳接2. 5V參考電壓，3、 28腳 接5V電源，18、 29腳接5V參考電壓，34腳為速度選擇信號(hào)，36腳接片選信號(hào)， 37腳為數(shù)字信號(hào)輸出，38時(shí)鐘輸入信號(hào)。其中，34、 36、 37、 38腳通過(guò)接光電 耦合器TPL113隔離，與導(dǎo)航解算計(jì)算機(jī)通信。
光電耦合器有隔離的功能，加入光電耦合器可防止電路間的干擾，并起到保 護(hù)電路的作用。圖5為光電耦合器電路圖。U3、 U4、 U5、 U6為光電耦合器TPL113， 其3、 4腳接地，6腳接+5V電壓。U3的1腳接導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的片選信號(hào)，5腳接 A/D轉(zhuǎn)換芯片U2的片選端36腳。U4的1腳接導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)，5腳接U2 的時(shí)鐘信號(hào)端38腳。U5的1腳接導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的速度選擇信號(hào)，5腳接U2的34 腳。U6的1腳接U2的數(shù)字輸出端37腳，5腳接導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)輸入端。
信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊后，輸出數(shù)字信號(hào)，可交給導(dǎo)航解算計(jì)算機(jī)處理。 五、參考電壓模塊
下面結(jié)合圖6對(duì)參考電壓模塊進(jìn)行說(shuō)明。
需要指出的是由參考電壓的精度也影響著加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換單元的精度，因 此參考電壓必須選用高精度的參考電壓芯片。本發(fā)明中參考電壓主要的器件選用 凌力爾特公司的LTZ1000及其配置芯片LT1013。
圖6是參考電壓模塊電路圖。下面結(jié)合圖6對(duì)參考電壓模塊進(jìn)行說(shuō)明。U7 為L(zhǎng)TZ1000， U8為L(zhǎng)T1013。 U7的1腳通過(guò)電阻R12與4腳相連。2腳通過(guò)二極 管Dl接地。3腳輸出7V參考電壓。4腳輸出通過(guò)電阻R4接地。5腳通過(guò)電阻R5 與3腳相連。6腳與三個(gè)并聯(lián)電阻R7、 R8、 R10相連，其中R7另一端接3腳， R8另一端接地，R10另一端接U8的6腳。8腳接R6后與3腳相連。U8的1腳通 過(guò)D2接U7的3腳。2腳接U7的4腳。3腳接U7的5腳，同時(shí)通過(guò)C6接地。5 腳通過(guò)C4接地。6腳接Rll后與C5相連，C5另一端接U7的1腳。7腳接R9后 接三極管Ql的基極。8腳接15V電壓。Ql的集電極接15V電壓，發(fā)射極接U7 的1腳。
下面對(duì)本發(fā)明的性能測(cè)試做一下說(shuō)明，本發(fā)明的性能測(cè)試主要是通過(guò)噪聲、
9溫度穩(wěn)定性、時(shí)間穩(wěn)定性來(lái)測(cè)試的。
一、 噪聲
測(cè)試噪聲時(shí)，輸入端接地，連續(xù)測(cè)試一分鐘，將轉(zhuǎn)換的結(jié)果送入電腦，用 Matlab進(jìn)行分析，可得到電路總的噪聲。本文測(cè)試時(shí)，直接將電路放在溫箱內(nèi)， 溫度波動(dòng)小于o. rc，基本可忽略溫度對(duì)電路的影響。圖7是數(shù)據(jù)輸出速率在 110Hz/s時(shí)，測(cè)試一分鐘后，數(shù)據(jù)的直方圖。圖7的橫軸是消除零偏后的數(shù)據(jù)， 單位是微伏，縱軸是數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。整組數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差為S^.99uV，也就是說(shuō)噪 聲值可以近似認(rèn)為0.99uVrms。從圖中可以看出，直方圖形狀較好。
二、 溫度穩(wěn)定性
測(cè)試溫度穩(wěn)定性時(shí)，系統(tǒng)輸入接地，上電兩個(gè)小時(shí)后開(kāi)始測(cè)試。系統(tǒng)的工作 點(diǎn)設(shè)在25'C，因此測(cè)試溫度在2(TC到3(TC之間變化。將系統(tǒng)放在溫控箱中，逐 漸將溫控箱溫度從2(TC上到3(rC，測(cè)試所得曲線圖8所示。圖8中橫軸是測(cè)試 的溫度變化，縱軸是輸出的零偏值的變化。由圖8可知，零偏從6uV左右變化到 16uV左右，變化了 10uV，平均大約是luV廣C。
三、 時(shí)間穩(wěn)定性
測(cè)試時(shí)間穩(wěn)定性時(shí)，將系統(tǒng)置于溫控箱內(nèi)，設(shè)置溫箱溫度為25°C，變化不 超過(guò)士O. 1°C。系統(tǒng)上電后，連續(xù)運(yùn)行24小時(shí)，測(cè)試曲線如圖9所示。圖9的橫 軸是系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間，單位為小時(shí)；縱軸是去除零偏值后，零偏的變化值，單位 為微伏。
可見(jiàn)本發(fā)明可以達(dá)到以下指標(biāo)零偏溫度系數(shù)luV/°C，零偏24小時(shí)穩(wěn)定性 2uV，噪聲lUVrms@100Hz/s,可以滿足捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中對(duì)高精度的加速度計(jì)輸出 轉(zhuǎn)換的要求。
權(quán)利要求
1、一種捷聯(lián)慣導(dǎo)加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換裝置，它包括I/V轉(zhuǎn)換模塊、模擬濾波模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊以及參考電壓模塊；所述的I/V轉(zhuǎn)換模塊將輸入的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)并傳入模擬濾波模塊；模擬濾波模塊將電壓信號(hào)除去高頻噪聲，并輸入A/D轉(zhuǎn)換模塊；最終A/D轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)參考電壓模塊輸入的參考電壓將電壓信號(hào)去轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換裝置，其特征是所 述I/V轉(zhuǎn)換模塊主要由運(yùn)算放大器(U1A)和第一電阻(Rl)構(gòu)成，第一電阻(Rl) 跨接在運(yùn)算放大器(U1A)的負(fù)輸入端和輸出端；第一電容(Cl)與第一電阻(Rl) 并聯(lián)后跨接在運(yùn)算放大器(U1A)的負(fù)輸入端和輸出端；運(yùn)算放大器(U1A)正輸 入端加2.5V的參考電壓；輸出加速度計(jì)的輸出電流由運(yùn)算放大器(U1A)的負(fù)輸 入端輸入1/V轉(zhuǎn)換模塊，輸出電流經(jīng)過(guò)采樣電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換裝置，其特征是 模擬濾波模塊輸入電壓通過(guò)第二電阻(R2)、第三電阻(R3)輸入到運(yùn)算放大器(U1B)正輸入端，第二電容(C2)跨接在第二電阻(R2)與第三電阻(R3)的 連接端與運(yùn)算放大器(U1B)的輸出端；第三電容(C3) —端接運(yùn)算放大器(U1B) 的正輸入端， 一端接地；第五電阻(R5)接在運(yùn)算放大器(U1B)的負(fù)輸入端和 輸出端；第四電阻(R4)連接運(yùn)算放大器(U1B)的負(fù)輸入端和地。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換裝置，其特征是 所述A/D轉(zhuǎn)換模塊中選用的是A/D轉(zhuǎn)換芯片LTC2445 (U2);濾波器模塊的輸出電 壓由A/D轉(zhuǎn)換芯片LTC2445(U2)的CH1腳輸入，C0M、 CH0腳接2. 5V參考電壓，^ 、 Vcc腳接5V電源，CH5、 REF+腳接5V參考電壓，SDI腳為速度選擇信號(hào)，^腳接片選信號(hào)，SDO腳為數(shù)字信號(hào)輸出，SCK時(shí)鐘輸入信號(hào)；其中，SDI、 ^、SD0、 SCK腳通過(guò)接光電耦合器TPL113隔離，與導(dǎo)航解算計(jì)算機(jī)通信。
5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換裝置，其特征是所 述A/D轉(zhuǎn)換模塊中選用的是A/D轉(zhuǎn)換芯片LTC2445 (U2);濾波器模塊的輸出電壓由A/D轉(zhuǎn)換芯片LTC2445 (U2)的CH1腳輸入，C0M、CH0腳接2. 5V參考電壓，EAT 、 Vcc腳接5V電源，CH5、 REF+腳接5V參考電壓，SDI腳為速度選擇信號(hào)，5腳接片選信號(hào)，SDO腳為數(shù)字信號(hào)輸出，SCK時(shí)鐘輸入信號(hào)；其中，SDI、 5、 SD0、SCK腳通過(guò)接光電耦合器TPL113隔離，與導(dǎo)航解算計(jì)算機(jī)通信。
6、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換裝置，其特征是 所述的參考電壓模塊中，LTZ1000(U7)的1腳通過(guò)第十二電阻(R12)與4腳相連， 2腳通過(guò)第一二極管(Dl)接地，3腳輸出7V參考電壓，4腳輸出通過(guò)第四電阻(R4) 接地，5腳通過(guò)第五電阻(R5)與3腳相連，6腳與三個(gè)并聯(lián)電阻第七電阻(R7)、 第八電阻(R8)、第十電阻(R10)相連，其中第七電阻(R7)另一端接3腳，第八電 阻(R8)另一端接地，第十電阻(R10)另一端接LT1013(U8)的INB-腳，8腳接第六 電阻(R6)后與3腳相連；LT1013 (U8)的OA腳通過(guò)第二二極管(D2)接LTZ1000 (U7) 的3腳，INA-腳接LTZ1000(U7)的4腳,INA+腳接LTZ1000(U7)的5腳，同時(shí)通 過(guò)第六電容(C6)接地，INB+腳通過(guò)第四電容(C4)接地，INB-腳接第十一電阻(R11)后與第五電容(C5)相連，第五電容(C5)另一端接LTZ1000(U7)的1腳，OB腳接第 九電阻(R9)后接三極管(Ql)的基極，V+腳接15V電壓；三極管(Ql)的集電極 接15V電壓，發(fā)射極接LTZ訓(xùn)(U7)的1腳。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換裝置，其特征是所 述的參考電壓模塊中，LTZ1000(U7)的l腳通過(guò)第十二電阻(R12)與4腳相連， 2腳通過(guò)第一二極管(Dl)接地，3腳輸出7V參考電壓，4腳輸出通過(guò)第四電阻(R4) 接地，5腳通過(guò)第五電阻(R5)與3腳相連，6腳與三個(gè)并聯(lián)電阻第七電阻(R7)、 第八電阻(R8)、第十電阻(R10)相連，其中第七電阻(R7)另一端接3腳，第八電 阻(R8)另一端接地，第十電阻(R10)另一端接Ln013(U8)的INB-腳，8腳接第六 電阻(R6)后與3腳相連;LT1013 (U8)的OA腳通過(guò)第二二極管(D2)接LTZ1000 (U7) 的3腳，INA-腳接LTZ1000(U7)的4腳，INA+腳接LTZ1000(U7)的5腳，同時(shí)通 過(guò)第六電容(C6)接地，INB+腳通過(guò)第四電容(C4)接地，頂B-腳接第十一 電阻(Rl 1) 后與第五電容(C5)相連，第五電容(C5)另一端接LTZ1000(U7)的1腳，OB腳接第 九電阻(R9)后接三極管(Ql)的基極，V+腳接15V電壓；三極管(Ql)的集電極 接15V電壓，發(fā)射極接LTZ1000(U7)的1腳。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換裝置，其特征是所 述的參考電壓模塊中，LTZ1000(U7)的l腳通過(guò)第十二電阻(R12)與4腳相連， 2腳通過(guò)第一二極管(Dl)接地，3腳輸出7V參考電壓，4腳輸出通過(guò)第四電阻(R4) 接地，5腳通過(guò)第五電阻(R5)與3腳相連，6腳與三個(gè)并聯(lián)電阻第七電阻(R7)、 第八電阻(R8)、第十電阻(R10)相連，其中第七電阻(R7)另一端接3腳，第八電 阻(R8)另一端接地，第十電阻(R10)另一端接LT1013(U8)的INB-腳，8腳接第六 電阻(R6)后與3腳相連;LT1013 (U8)的OA腳通過(guò)第二二極管(D2)接LTZ1000 (U7) 的3腳，INA-腳接LTZ1000(U7)的4腳，INA+腳接LTZ1000(U7)的5腳，同時(shí)通 過(guò)第六電容(C6)接地，INB+腳通過(guò)第四電容(C4)接地，INB-腳接第H^—電阻(Rll) 后與第五電容(C5)相連，第五電容(C5)另一端接LTZ1000(U7)的1腳，OB腳接第 九電阻(R9)后接三極管(Ql)的基極，V+腳接15V電壓；三極管(Ql)的集電極 接15V電壓，發(fā)射極接LTZ讓(U7)的1腳。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的捷聯(lián)慣導(dǎo)加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換裝置，其特征是所 述的參考電壓模塊中，LTZ1000(U7)的l腳通過(guò)第十二電阻(R12)與4腳相連， 2腳通過(guò)第一二極管(Dl)接地，3腳輸出7V參考電壓，4腳輸出通過(guò)第四電阻(R4) 接地，5腳通過(guò)第五電阻(R5)與3腳相連，6腳與三個(gè)并聯(lián)電阻第七電阻(R7)、 第八電阻(R8)、第十電阻(R10)相連，其中第七電阻(R7)另一端接3腳，第八電 阻(R8)另一端接地，第十電阻(R10)另一端接LT1013(U8)的INB-腳，8腳接第六 電阻(R6)后與3腳相連；LT1013 (U8)的OA腳通過(guò)第二二極管(D2)接LTZ1000 (U7) 的3腳，INA-腳接LTZ1000(U7)的4腳，INA+腳接LTZ1000(U7)的5腳，同時(shí)通 過(guò)第六電容(C6)接地，INB+腳通過(guò)第四電容(C4)接地，INB-腳接第十一電阻(Rl 1) 后與第五電容(C5)相連，第五電容(C5)另一端接LTZ1000(U7)的1腳，0B腳接第 九電阻(R9)后接三極管(Ql)的基極，V+腳接15V電壓；三極管(Ql)的集電極 接15V電壓，發(fā)射極接LTZ訓(xùn)(U7)的1腳。
全文摘要
一種捷聯(lián)慣導(dǎo)加速度計(jì)輸出轉(zhuǎn)換裝置，它由I/V轉(zhuǎn)換模塊、模擬濾波模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊以及參考電壓模塊組成；所述的I/V轉(zhuǎn)換模塊將輸入的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)并傳入模擬濾波模塊，模擬濾波模塊將電壓信號(hào)除去高頻噪聲，并輸入A/D轉(zhuǎn)換模塊，最終A/D轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)參考電壓模塊輸入的參考電壓將電壓信號(hào)去轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。本發(fā)明的裝置穩(wěn)定性強(qiáng)、精度高、使用效果好、推廣性強(qiáng)。
文檔編號(hào)G01P1/00GK101661047SQ20091007300
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者強(qiáng) 于, 磊 吳, 周廣濤, 楓 孫, 鑫 張, 博 徐, 程建華, 陳世同, 宇 高, 高洪濤 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)