带通∑Δ调制器在MEMS陀螺驱动环路的应用

研究了MEMS陀螺驱动环路的数字∑Δ闭环控制。基于MEMS陀螺机械结构的二阶谐振特性,采用自激振荡的方式实现驱动闭环,通过数字延迟链实现相位控制,通过PI控制器保证驱动模态恒幅振动。设计4阶机电结合带通∑Δ调制器代替数模转换器(DAC)实现静电力反馈,来抑制闭环控制系统的带内噪声,同时降低驱动级模拟电路的复杂度。通过FPGA进行实验验证,测试结果表明应用该驱动环路,其驱动模态振动幅值稳定性为3.67×10^(-4),MEMS陀螺输出零偏不稳定性为1.219°/h。