本發(fā)明屬于數(shù)字濾波，涉及一種基于sip的三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集電路及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著導(dǎo)彈武器系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行速度、機(jī)動(dòng)能力、可靠性等方面需求的升級(jí)，武器總體對(duì)武器裝備小型化、輕質(zhì)化、智能化的發(fā)展需求不斷增長(zhǎng)，在以往的設(shè)計(jì)中，采用封裝好的器件搭建的慣組數(shù)據(jù)采集電路，占用了較大的印制板面積和系統(tǒng)的體積，無(wú)法滿足導(dǎo)彈系統(tǒng)小型化、微型化的發(fā)展趨勢(shì)。

2、sip是一種將多個(gè)不同功能的芯片（如處理器、存儲(chǔ)器、傳感器等）以及其他被動(dòng)元件（如電阻、電容等）集成在一個(gè)封裝內(nèi)的技術(shù)，采用sip技術(shù)，不但可以使整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)復(fù)雜度較小，減少設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，還可以大幅度降低系統(tǒng)的體積、功耗和重量；同時(shí)由于sip采用裸片直接封裝技術(shù)，芯片之間的連線很短，整個(gè)系統(tǒng)寄生電容和電阻就很小，便于提高系統(tǒng)的性能。

3、在傳統(tǒng)慣導(dǎo)系統(tǒng)中，三軸加速度計(jì)的數(shù)據(jù)采集是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，而供電芯片的選擇則直接影響到數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性和精度?，F(xiàn)有adc采集電路雙極電源供電能力差、輸入端噪聲大導(dǎo)致采集精度較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于sip的三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集電路及方法，sip接口通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路傳輸三軸加速度計(jì)采集數(shù)據(jù)，提高采集精度，增強(qiáng)適用性，解決現(xiàn)有技術(shù)中現(xiàn)有adc采集電路雙極電源供電能力差，輸入端噪聲大導(dǎo)致采集精度較差的技術(shù)問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供一種基于sip的三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集電路，包括數(shù)字電路、模擬供電電路、前端調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；數(shù)字電路用于對(duì)輸入電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的電壓輸入給前端調(diào)理電路和模擬供電電路；模擬供電電路接收來(lái)自數(shù)字電路的轉(zhuǎn)換電壓，進(jìn)行進(jìn)一步的電壓轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的電壓輸入給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；前端調(diào)理電路用于接收輸入信號(hào)，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并將濾波后的輸出信號(hào)輸入給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于接收來(lái)自前端調(diào)理電路的濾波信號(hào)以及來(lái)自模擬供電電路的供電電壓，對(duì)三軸加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換。

4、進(jìn)一步地，所述前端調(diào)理電路包括電阻r1、電阻r2、電阻r3、電阻r4、電容c2、電容c3、電容c4、電容c5、第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器；所述電阻r2一端與電阻r1連接，另一端連接第一運(yùn)算放大器的輸入端，所述第一運(yùn)算放大器的輸入端還與電容c5連接，所述電容c5的另一端與電阻r1的一端連接，電阻r1的另一端連接輸入信號(hào)，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端與電容c5以及電阻r3的一端連接，所述電阻r3的另一端連接電容c3以及電阻r4，所述電阻r4的另一端與第二運(yùn)算放大器輸入端及電容c4一端連接,所述電容c3的另一端與第二運(yùn)算放大器的輸入端、輸出端連接。

5、進(jìn)一步地，所述郵票孔焊盤表面鍍層為沉鎳鈀金，其中鎳層厚度為3μm6μm，鈀層厚度為0.05μm0.3μm，金層厚度大于0.03μm。

6、進(jìn)一步地，所述電容c4的另一端接地，所述電容c2一端與第一運(yùn)算放大器輸入端連接，另一端接地。

7、進(jìn)一步地，所述數(shù)字電路將±15v電壓轉(zhuǎn)化為±5v電壓輸入給前端調(diào)理電路；所述數(shù)字電路將±15v電壓轉(zhuǎn)化為﹢5v電壓輸入給模擬供電電路。

8、進(jìn)一步地，所述模擬供電電路將﹢5v電壓轉(zhuǎn)化為±2.5v電壓輸入給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。

9、進(jìn)一步地，所述第一運(yùn)算放大器型號(hào)和第二運(yùn)算放大器型號(hào)為rs8452。

10、進(jìn)一步地，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用雙極電源供電，通過(guò)電壓基準(zhǔn)lhr3025將﹢2.5v電壓轉(zhuǎn)換為±2.5v電壓。

11、進(jìn)一步地，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的主芯片為adc?lha5658。

12、進(jìn)一步地，所述前端調(diào)整電路的輸入信號(hào)的截止頻率為1khz。

13、本發(fā)明還提供了一種基于sip的三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集方法，基于上述sip三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集電路，包括以下步驟：數(shù)字電路將輸入電壓轉(zhuǎn)換為前端調(diào)理電路和模擬供電電路所需電壓；前端調(diào)理電路將輸入信號(hào)進(jìn)行濾波處理輸入給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；模擬供電電路將步驟1獲取到的電壓再次進(jìn)行轉(zhuǎn)換并輸入給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對(duì)三軸加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并轉(zhuǎn)換。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

15、本發(fā)明一種基于sip的三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集電路，對(duì)前端調(diào)理電路以及adc供電電源進(jìn)行了改進(jìn)，使得adc芯片輸入的模擬信號(hào)更加純凈，噪聲干擾大幅減少，能夠更精準(zhǔn)地量化模擬信號(hào)，降低量化誤差，確保了前端調(diào)理電路輸出的信號(hào)在傳輸至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路過(guò)程中，保持良好的波形完整性，使得采集電路轉(zhuǎn)換有效位數(shù)enob在全量程范圍內(nèi)達(dá)到18.5～20.2，標(biāo)準(zhǔn)差在全量程范圍內(nèi)達(dá)到3.1～19.6。

16、本發(fā)明一種基于sip的三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集電路，采用sip小型化封裝技術(shù)，減小了采集電路體積，提高了系統(tǒng)集成度，滿足其通用性的設(shè)計(jì)，可廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈武器姿態(tài)控制等領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.一種基于sip的三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于sip的三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于sip的三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于sip的三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于sip的三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于sip的三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于sip的三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于sip的三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于sip的三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集電路，其特征在于：

10.一種基于sip的三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，基于權(quán)利要求1-9任一所述的基于sip的三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集電路，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于數(shù)字濾波領(lǐng)域，公開了一種基于SIP的三軸加速度計(jì)模擬數(shù)據(jù)采集電路及方法，該數(shù)據(jù)采集電路包括數(shù)字電路、模擬供電電路、前端調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，數(shù)字電路用于對(duì)輸入電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的電壓輸入給前端調(diào)理電路和模擬供電電路；模擬供電電路接收來(lái)自數(shù)字電路的轉(zhuǎn)換電壓，進(jìn)行進(jìn)一步的電壓轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的電壓輸入給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；前端調(diào)理電路用于接收輸入信號(hào)，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波處理，濾波后的輸出信號(hào)輸入給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對(duì)三軸加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換，采用SIP小型化封裝技術(shù)，減小了采集電路體積，提高了系統(tǒng)集成度，解決現(xiàn)有ADC采集電路雙極電源供電能力差，輸入端噪聲大導(dǎo)致采集精度較差的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：韓碩,計(jì)楊,魚航,柴睿,徐屹東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安微電子技術(shù)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15