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一种普适于机器人系统的光纤陀螺仪信号提取方法及电路

文献发布时间:2024-01-17 01:28:27


一种普适于机器人系统的光纤陀螺仪信号提取方法及电路

技术领域

本发明涉及光纤陀螺仪信号处理领域,具体表现为:一种普适于机器人系统的光纤陀螺仪信号提取方法及电路。

背景技术

在现有的机器人系统中,常用光纤陀螺仪获取当前机器人系统的角加速度,进而计算位姿,满足自动化控制需求。然而机器人系统普遍特点是所驱动的负载具备大电流冲击特性,且工作环境多样化,时常伴随电机堵转、负载过流等现象,进而引起共电源的负载支路产生电流电压波动,时常导致所述光纤陀螺仪因基准电压的波动而引起采集信号的失真。

现有技术的处理方式抑或采用多块独立的电源供电,抑或设计系统庞杂的保护电路,均会带来更大的成本开销,且在多元化的机器人系统应用场景中,不便于该领域从业人员灵活调整电路结构;其次,目前陀螺仪种类繁多,各型号陀螺仪均需要定制化信号采集电路,针对每一信号的处理电路往往设计复杂,导致所述信号采集电路的普适性和通用化受到极大限制;且陀螺仪输出信号属于高灵敏度信号,处理方法及电路设计是一项挑战;最后,针对现有技术而言,所述光纤陀螺仪信号采集电路的对外交互接口均未考虑对外负载的极端异常情况,会伴随因接口外接负载的异常导致所述光纤陀螺仪失真甚至烧毁的安全隐患。现有技术无法解决上述问题。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种普适于机器人系统的光纤陀螺仪信号提取方法及电路,设计简洁高效,满足多样化应用环境中方便调整电路结构;具备高的光纤陀螺仪信号采集灵敏度,具备集成驱动器的对外接口,具备地平面分隔以提高信号抗干扰能力,具备电流限流保护,具备普适性,可以在仅改变降压值与少数连接线的情况下,应用于各种工作环境复杂的机器人系统。

本发明的次要目的是提供一种普适于机器人系统的光纤陀螺仪信号提取电路。

为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:

一种普适于机器人系统的光纤陀螺仪信号提取方法,包括以下步骤:

首先,输入直流24V电源(以下简称为DC24V),经过浪涌抑制、限流处理后,一方面,所述DC24V电压转换为15V及-15V,进一步地,所述15V及-15V电压转换为12V及-12V,随后所述12V及-12V电压输入光纤陀螺仪;另一方面,所述DC24V电压转换为5V,进一步地,所述5V电压分别经过二次处理、转化为3.3V并输入所述光纤陀螺仪、为运算放大器及ADC处理分别提供参考电压为4.096V及2.048V、为信号处理电路提供工作电压3.3V。

其次,所述光纤陀螺仪输出数据首先以模拟量的形式接入运算放大器,随后进行ADC处理,并以全数字量的形式、提供对外接口进行对外控制信息交互及数据传输。

一种普适于机器人系统的光纤陀螺仪信号提取电路,所述信号提取电路包括:预处理电路、24V转5V电路、5V转3.3V电路、24V转15V电路、5V转5V电路、15V转12V电路、基准电路、ADC电路、接口驱动电路、光纤陀螺仪电路、运放电路;

电源端或输入DC24V电路的正极端口与机械开关的第一端口电性连接;所述机械开关的第二端口与所述预处理电路的第一端口电性连接;

所述预处理电路的第三端口与所述24V转5V电路的第一端口、所述24V转15V电路的第四端口电性连接;

所述24V转5V电路的第三端口与所述5V转3.3V电路的第一端口、所述5V转5V电路的第三端口电性连接;

所述5V转3.3V电路的第三端口与所述接口驱动电路的第一端口、所述ADC电路的第四端口、第五端口电性连接;

所述24V转15V电路的第二端口与所述15V转12V电路的第五端口电性连接;所述24V转15V电路的第三端口与所述15V转12V电路的第四端口电性连接;

所述15V转12V电路的第二端口与所述光纤陀螺仪电路的第四端口电性连接;所述15V转12V电路的第三端口与所述光纤陀螺仪电路的第三端口电性连接;

所述5V转5V电路的第二端口与所述基准电路的第四端口、所述ADC电路的第一端口、所述光纤陀螺仪电路的第五端口、所述运放电路的第二端口电性连接;

所述基准电路的第二端口与所述运放电路的第一端口电性连接;所述基准电路的第三端口与所述ADC电路的第二端口电性连接;

所述光纤陀螺仪电路的第一端口与所述运放电路的第五端口电性连接;所述光纤陀螺仪电路的第二端口与所述运放电路的第四端口电性连接;

所述运放电路的第三端口与所述ADC电路的第三端口电性连接;

所述ADC电路的第五端口与所述接口驱动电路的第十四端口电性连接;所述ADC电路的第六端口与所述接口驱动电路的第十五端口电性连接;所述ADC电路的第七端口与所述接口驱动电路的第十三端口电性连接;所述ADC电路的第八端口与所述接口驱动电路的第七端口电性连接;所述ADC电路的第九端口与所述接口驱动电路的第六端口电性连接;所述ADC电路的第十端口与所述接口驱动电路的第五端口电性连接;所述ADC电路的第十一端口与所述接口驱动电路的第四端口电性连接;所述ADC电路的第十二端口与所述接口驱动电路的第三端口电性连接;

所述接口驱动电路的输出端VDD、D1、SYNC、RESET、SCK、MOSI、MISO、DRDY、NSS与外接电路连接;

所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)与所述预处理电路的第二端口、所述24V转15V电路的第一端口、所述15V转12V电路的第一端口、所述光纤陀螺仪电路的第六端口、所述24V转5V电路的第二端口、所述5V转5V电路的第一端口、所述基准电路的第一端口、所述运放电路的第六端口、所述5V转3.3V电路的第二端口、所述ADC电路的第十三端口、所述接口驱动电路的第十六端口电性连接。

优选的,所述预处理电路包括:接头P1、瞬态抑制二极管D3(规格为SMBJ36A)、电容C7、保险丝F1、发光二极管D1、电阻R3、N沟道MOS管Q2(规格为AO3400)、电阻R2、电阻R7、电阻R8、跳线JCB1、集成电路U2、电阻R1、电阻R6、P沟道MOS管Q1(规格为AO3401)、电阻R5、发光二极管D4;

所述接头P1的第一端口与所述瞬态抑制二极管D3的负极、所述电容C7的第一端口、所述保险丝F1的第一端口电性连接;所述接头P1的第二端口、所述电容C7的第二端口、所述N沟道MOS管Q2的源极、所述电阻R7的第二端口、所述电阻R8的第二端口、所述跳线JCB1的第二端口、所述集成电路U2的第五端口、所述电阻R6的第二端口、所述发光二极管D4的负极与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;所述保险丝F1的第二端口与所述发光二极管D1的正极、所述电阻R2的第一端口、所述集成电路U2的第一端口电性连接;所述电阻R3的第一端口与所述发光二极管D1的负极电性连接;所述电阻R3的第二端口与所述N沟道MOS管Q2的漏极电性连接;所述N沟道MOS管Q2的栅极与所述电阻R7的第一端口、所述电阻R2的第二端口、所述集成电路U2的第二端口电性连接;所述电阻R8的第一端口与所述集成电路U2的第三端口电性连接;所述跳线JCB1的第一端口与所述集成电路U2的第四端口电性连接;所述集成电路U2的第八端口与所述电阻R1的第一端口、所述P沟道MOS管Q1的源极电性连接;所述集成电路U2的第七端口与所述电阻R1的第二端口、所述P沟道MOS管Q1的栅极、所述电阻R6的第一端口电性连接;所述P沟道MOS管Q1的漏极与所述电阻R5的第一端口电性连接;所述电阻R5的第二端口与所述发光二极管D4的正极电性连接;

优选的,所述24V转5V电路包括:电容C10、电容C11、集成电路U3、电容Cboot1、功率电感L1、稳压二极管D7(规格为SS34)、电阻R10、电阻R11、电容C9、电容C17、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、保险丝F2、发光二极管D6、电阻R12;

所述电容C10的第一端口、所述电容C11的第一端口、所述集成电路U3的第七端口与所述预处理电路的第一端口电性连接;所述集成电路U3的第八端口与所述电容Cboot1的第一端口、所述稳压二极管D7的负极、所述功率电感L1的第一端口电性连接;所述集成电路U3的第一端口与所述电容Cboot1的第二端口电性连接;所述集成电路U3的第四端口与所述电阻R10的第二端口、所述电阻R11的第一端口、所述电容C17的第一端口、所述电容C9的第二端口电性连接;所述电容C9的第一端口与所述电容C12的第一端口、所述电容C13的第一端口、所述电容C14的第一端口、所述电容C15的第一端口、所述保险丝F2的第一端口电性连接;所述保险丝F2的第二端口与所述发光二极管D6的正极电性连接;所述发光二极管D6的负极与所述电阻R12的第一端口电性连接;所述电容C10的第二端口、所述电容C11的第二端口、所述集成电路U3的第六端口及第九端口、所述稳压二极管D7的正极、所述电阻R11的第二端口、所述电容C17的第二端口、所述电容C12的第二端口、所述电容C13的第二端口、所述电容C14的第二端口、所述电容C15的第二端口、所述电阻R12的第二端口与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

优选的,所述5V转3.3V电路包括:电容C8、电容C16、电容C26、集成电路LDO1、二极管D8(规格为BZT52C3V3S)、保险丝F4、发光二极管D10、电阻R20;所述电容C8的第一端口与所述24V转5V电路的第三端口、所述电容C16的第一端口、所述集成电路LDO1的第一端口及第三端口电性连接;所述集成电路LDO1的第五端口与所述电容C26的第一端口、所述保险丝F4的第一端口、所述二极管D8的负极电性连接;所述保险丝F4的第二端口与所述发光二极管D10的正极、所述接口驱动电路的第一端口、所述ADC电路的第四端口及第五端口电性连接电性连接;所述发光二极管D10的负极与所述电阻R20的第一端口电性连接;所述电容C8的第二端口、所述电容C16的第二端口、所述集成电路LDO1的第二端口、所述二极管D8的正极、所述电容C26的第二端口、所述电阻R20的第二端口与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

优选的,所述24V转15V电路包括:极性电容C3、电容C4、集成电路U1、电容C1、电容C2、电容C5、电容C6、跳线JC_B1、跳线JC_B2、发光二极管D2、电阻R9、发光二极管D5、电阻R4;所述极性电容C3的正极与所述预处理电路的第三端口、所述电容C4的第一端口、所述集成电路U1的第二端口电性连接;所述集成电路U1的第八端口与所述电容C1的第一端口、所述电容C2的第一端口、所述跳线JC_B1的第一端口电性连接;所述集成电路U1的第六端口与所述电容C5的第一端口、所述电容C6的第一端口、所述跳线JC_B2的第一端口电性连接;所述跳线JC_B1的第二端口与所述15V转12V电路的第四端口、所述发光二极管D5的负极电性连接;所述跳线JC_B2的第二端口与所述15V转12V电路的第五端口、所述发光二极管D2的正极电性连接;所述发光二极管D2的负极与所述电阻R9的第一端口电性连接;所述发光二极管D5的正极与所述电阻R4的第二端口电性连接;所述极性电容C3的负极与所述电容C4的第二端口、所述集成电路U1的第一端口、所述集成电路U1的第七端口、所述电容C5的第二端口、所述电容C6的第二端口、所述电容C1的第二端口、所述电容C2的第二端口、所述电阻R9的第二端口、所述电阻R4的第一端口与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

优选的,所述5V转5V电路包括:电容C22、电容C23、电容C24、集成电路U6、电容C25、电阻R13、电阻R14、保险丝F3、发光二极管D9、电阻R15;

所述电容C22的第一端口与所述24V转5V电路的第三端口、所述电容C23的第一端口、所述集成电路U6的第一端口及第二端口及第三端口电性连接;所述集成电路U6的第四端口与所述电容C24的第一端口电性连接;所述集成电路U6的第八端口与所述电阻R13的第二端口、所述电阻R14的第一端口电性连接;所述集成电路U6的第九端口与所述电阻R13的第一端口电性连接;所述集成电路U6的第十端口及第十一端口及第十二端口与所述电容C25的第一端口、所述保险丝F3的第一端口电性连接;所述保险丝F3的第二端口与所述发光二极管D9的正极、所述基准电路的第四端口、所述ADC电路的第一端口、所述光纤陀螺仪电路的第五端口、所述运放电路的第二端口电性连接;所述发光二极管D9的负极与所述电阻R15的第一端口电性连接;所述电容C22的第二端口、所述电容C23的第二端口、所述电容C24的第二端口、所述集成电路U6的第六端口及第七端口及第十三端口、所述电容C25的第二端口、所述电阻R14的第二端口、所述电阻R15的第二端口与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

优选的,所述15V转12V电路包括:磁珠M1、磁珠M220、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、集成电路U4、集成电路U5、电容C27、电容C28、电容C29、电容C30、电容C31、电容C32、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R21、电阻R22、跳线JC_B3、跳线JC_B4、发光二极管D11、发光二极管D12;

所述磁珠M2的第一端口与所述24V转15V电路的第三端口电性连接;所述磁珠M2的第二端口与所述电容C19的第一端口、所述集成电路U5的第八端口及第五端口电性连接;所述集成电路U5的第六端口与所述电容C21的第一端口电性连接;所述集成电路U5的第一端口与所述电容C28的第一端口、所述电阻R19的第一端口、所述电容C32的第一端口、所述电容C30的第一端口、所述跳线JC_B4的第一端口电性连接;所述所述集成电路U5的第二端口与所述电容C28的第二端口、所述电阻R19的第二端口、所述电阻R18的第一端口电性连接;所述跳线JC_B4的第二端口与所述光纤陀螺仪电路的第三端口、所述发光二极管D11的负极电性连接;所述发光二极管D11的正极与所述电阻R22的第一端口电性连接;所述磁珠M1的第一端口与所述24V转15V电路的第二端口电性连接;所述磁珠M2的第二端口与所述电容C18的第一端口、所述集成电路U4的第八端口及第五端口电性连接;所述集成电路U4的第六端口与所述电容C20的第一端口电性连接;所述集成电路U4的第一端口与所述电容C27的第一端口、所述电阻R16的第一端口、所述电容C29的第一端口、所述电容C31的第一端口、所述跳线JC_B3的第一端口电性连接;所述所述集成电路U4的第二端口与所述电容C27的第二端口、所述电阻R16的第二端口、所述电阻R17的第一端口电性连接;所述跳线JC_B3的第二端口与所述光纤陀螺仪电路的第四端口、所述发光二极管D12的正极电性连接;所述发光二极管D12的负极与所述电阻R21的第一端口电性连接;所述电阻R21的第二端口、所述电阻R17的第二端口、所述电容C31的第二端口、所述电容C29的第二端口、所述集成电路U4的第四端口及第九端口、所述电容C20的第二端口、所述电容C18的第二端口、所述电阻R22的第二端口、所述电阻R18的第二端口、所述电容C32的第二端口、所述电容C30的第二端口、所述集成电路U5的第四端口及第九端口、所述电容C21的第二端口、所述电容C19的第二端口与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

优选的,所述基准电路包括:电容C33、集成电路U7、电容C34、电容C35、电容C36;所述集成电路U7的第一端口与所述电容C33的第一端口、所述ADC电路的第二端口电性连接;所述集成电路U7的第四端口与所述电容C35的第一端口、所述电容C36的第一端口、所述5V转5V电路的第二端口电性连接;所述集成电路U7的第五端口与所述电容C34的第一端口、所述运放电路的第一端口电性连接;所述集成电路U7的第二端口、所述电容C33的第二端口、所述电容C34的第二端口、所述电容C35的第二端口、所述电容C36的第二端口与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

优选的,所述ADC电路包括:电阻R23、电阻R26、电阻R29、电阻R33、电阻R32、电阻R34、磁珠BLM1、EMI滤波器EM1、电容C37、电容C40、电容C41、电容C42、电容C43、电容C44、电容C47、电容C48、集成电路U8、电阻R24、电阻R25、电阻R27、电阻R28、电阻R30、电阻R31、电阻R35、电阻R36、磁珠BLM2、晶体振荡器Y1、电容C45、电容C49、电容C50;

所述集成电路U8的第一端口与所述EMI滤波器EM1的第二端口电性连接;所述EMI滤波器EM1的第一端口与所述电容C37的第二端口、所述5V转5V电路的第二端口电性连接;所述集成电路U8的第三端口与所述电容C40的第一端口、所述电容C41的第一端口、所述电容C42的第一端口、所述电阻R23的第二端口电性连接;所述集成电路U8的第四端口与所述电容C40的第二端口、所述电容C41的第二端口、所述电容C42的第二端口、所述电阻R23的第二端口电性连接;所述集成电路U8的第六端口与所述电容C43的第一端口、所述电容C44的第一端口、所述电阻R29的第二端口电性连接;所述集成电路U8的第七端口与所述电容C43的第二端口、所述电容C44的第二端口、所述电阻R33的第二端口电性连接;所述电阻R26的第一端口、所述电阻R29的第一端口与所述基准电路的第一端口电性连接;所述电阻R33的第一端口与所述运放电路的第三端口电性连接;所述集成电路U8的第八端口与所述电阻R32的第二端口、所述接口驱动电路的第十三端口电性连接;所述集成电路U8的第九端口与所述电阻R34的第二端口、所述接口驱动电路的第十四端口电性连接;所述集成电路U8的第十端口与所述磁珠BLM1的第二端口、所述电容C48的第一端口电性连接;所述磁珠BLM1的第一端口、所述电阻R32的第一端口、所述电阻R34的第一端口与所述接口驱动电路的第一端口、所述磁珠BLM2的第二端口、所述电容C50的第二端口电性连接;所述集成电路U8的第十三端口与所述电阻R35的第一端口、所述电容C45的第一端口电性连接;所述集成电路U8的第十四端口与所述电阻R31的第一端口电性连接;所述电阻R31的第二端口与所述接口驱动电路的第六端口电性连接;所述集成电路U8的第十五端口与所述电阻R30的第一端口电性连接;所述电阻R30的第二端口与所述接口驱动电路的第五端口电性连接;所述集成电路U8的第十六端口与所述电阻R28的第一端口电性连接;所述电阻R28的第二端口与所述接口驱动电路的第四端口电性连接;所述集成电路U8的第十七端口与所述电阻R27的第一端口电性连接;所述电阻R27的第二端口与所述接口驱动电路的第三端口电性连接;所述集成电路U8的第十八端口与所述电阻R25的第一端口电性连接;所述电阻R25的第二端口与所述接口驱动电路的第二端口电性连接;所述集成电路U8的第二十端口与所述电阻R24的第一端口电性连接;所述电阻R24的第二端口与所述接口驱动电路的第十二端口电性连接;所述晶体振荡器Y1的第一端口与所述电阻R36的第一端口电性连接;所述晶体振荡器Y1的第三端口与所述电阻R35的第二端口电性连接;所述晶体振荡器Y1的第四端口与所述电阻R36的第二端口、所述磁珠BLM2的第一端口、所述电容C49的第二端口电性连接;所述电容C37的第一端口、所述EMI滤波器EM1的第三端口、所述电阻R23的第一端口、所述集成电路U8的第二端口及第五端口及第十一端口、所述电容C47的第二端口、所述电容C48的第二端口、所述电容C45的第二端口、所述电容C49的第一端口、所述电容C50的第一端口、所述晶体振荡器Y1的第二端口与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

优选的,所述接口驱动电路包括:电容C51、集成电路U9、接口P2、保险丝F5、电容C52、电阻R37、发光二极管D14、二极管D13(规格为BZT52C5V1S W8);

所述集成电路U9的第二端口与所述接口P2的第五端口电性连接;所述集成电路U9的第三端口与所述接口P2的第六端口电性连接;所述集成电路U9的第五端口与所述接口P2的第七端口电性连接;所述集成电路U9的第六端口与所述接口P2的第八端口电性连接;所述集成电路U9的第八端口与所述接口P2的第九端口电性连接;所述集成电路U9的第十二端口与所述ADC电路的第七端口电性连接;所述集成电路U9的第十四端口与所述ADC电路的第八端口电性连接;所述集成电路U9的第十五端口与所述ADC电路的第九端口电性连接;所述集成电路U9的第十七端口与所述ADC电路的第十端口电性连接;所述集成电路U9的第十八端口与所述ADC电路的第十一端口电性连接;所述集成电路U9的第二十端口与所述电容C51的第一端口、所述ADC电路的第四端口、所述5V转3.3V电路的第三端口电性连接;所述接口P2的第一端口与所述保险丝F5的第一端口电性连接;所述保险丝F5的第二端口与所述电容C52的第一端口、所述二极管D13的负极、所述电阻R37的第一端口、所述输出端VDD电性连接;所述电阻R37的第二端口与所述发光二极管D14的正极电性连接;所述电容C51的第二端口、所述集成电路U9的第十九端口及第十端口及第一端口、所述接头P2的第十端口及第零端口、所述电容C52的第二端口、所述二极管D13的正极、所述发光二极管D14的负极与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

优选的,所述光纤陀螺仪电路包括:电容C38、电容C39、、电容C46、EMI滤波器EM2、EMI滤波器EM3、EMI滤波器EM4、光纤陀螺仪VG1(规格为VG910);所述光纤陀螺仪VG1的第一端口与所述EMI滤波器EM4的第三端口电性连接;所述EMI滤波器EM4的第一端口与所述电容C46的第一端口、所述5V转5V电路的第二端口电性连接;所述光纤陀螺仪VG1的第二端口与所述EMI滤波器EM2的第三端口电性连接;所述光纤陀螺仪VG1的第四端口与所述EMI滤波器EM3的第三端口电性连接;所述电容C38的第一端口与所述EMI滤波器EM2的第一端口、所述15V转12V电路的第二端口电性连接;所述电容C39的第二端口与所述EMI滤波器EM3的第一端口、所述15V转12V电路的第三端口电性连接;所述光纤陀螺仪VG1的第三端口与所述运放电路的第五端口电性连接;所述光纤陀螺仪VG1的第五端口与所述运放电路的第四端口电性连接;所述电容C38的第二端口、所述电容C39的第一端口、所述EMI滤波器EM2的第二端口、所述EMI滤波器EM3的第二端口、所述电容C46的第二端口、所述EMI滤波器EM4的第二端口、光纤陀螺仪VG1的第六端口及第八端口与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

优选的,所述运放电路包括:集成电路U10、EMI滤波器EM5、EMI滤波器EM6、电容C53;所述集成电路U10的第二端口与所述光纤陀螺仪电路的第一端口电性连接;所述集成电路U10的第三端口与所述光纤陀螺仪电路的第二端口电性连接;所述集成电路U10的第五端口及第六端口与所述ADC电路的第三端口电性连接;所述集成电路U10的第七端口与所述EMI滤波器EM6的第一端口电性连接;所述EMI滤波器EM6的第三端口与所述5V转5V电路的第二端口电性连接;所述集成电路U10的第八端口与所述EMI滤波器EM5的第三端口电性连接;所述EMI滤波器EM5的第一端口与所述电容C53的第一端口、所述基准电路的第二端口电性连接;所述集成电路U10的第一端口及第四端口、所述电容C53的第一端口、所述EMI滤波器EM5的第二端口、所述EMI滤波器EM6的第二端口与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

首先,通用性;电路设计简洁高效,具备多种可选择工作电压,具备较高应用于机器人系统光纤陀螺仪的普遍适应性和通用性;

其次,灵敏性:本发明设置两个基准电压,所述两个基准电压二者呈一比二关系,较高的基准电压用于提高陀螺仪的数据增幅,较低的基准电压用于为所属ADC电路提供基准,因此对于所述光纤陀螺仪的统一输出信号,当其传输至所述ADC电路时,ADC采用灵敏性翻倍;

再者,保护性:本发明设计电流保护、电压纹波滤波等环节,目的是在面对电源电压因所述机器人系统的工作环境发生较大波动时,将干扰隔绝,大幅度降低或消除对所述光纤陀螺仪、所述ADC采样的干扰;因此,本发明不必单独配置电源,可以与其他大电流负载共用电源,这对边缘终端机器人系统、空间资源受限的应用场景具有重大现实意义;

最后,鲁棒性:本发明合理划分地平面,将其分为功率地与参考地,并最终接合,目的是利用地平面分隔提高信号抗干扰能力和鲁棒性,并且配置了EMI滤波器、磁珠等滤波降噪元器件,目的与上述相同,最终导致所述光纤陀螺仪信号光顺、毛刺噪声极低;这对模拟量输出的所述光纤陀螺仪信号处理具备重大现实意义;

本发明集成上述所有有益效果。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图

图2为本发明的工作原理示意图

图3为本发明的电路结构示意图

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点得以更充分展示,以下将结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。值得注意的是,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1

本发明于实施例1中提供一种普适于机器人系统的光纤陀螺仪信号提取方法,如图1所示,具体包括以下步骤:

首先,输入直流24V电源(以下简称为DC24V),经过浪涌抑制、限流处理后,一方面,所述DC24V电压转换为15V及-15V,进一步地,所述15V及-15V电压转换为12V及-12V,随后所述12V及-12V电压输入光纤陀螺仪;另一方面,所述DC24V电压转换为5V,进一步地,所述5V电压分别经过二次处理、转化为3.3V并输入所述光纤陀螺仪、为运算放大器及ADC处理分别提供参考电压为4.096V及2.048V、为信号处理电路提供工作电压3.3V。

其次,所述光纤陀螺仪输出数据首先以模拟量的形式接入运算放大器,随后进行ADC处理,并以全数字量的形式、提供对外接口进行对外控制信息交互及数据传输。

实施例2

请参阅图2,本发明于实施例2中提供一种普适于机器人系统的光纤陀螺仪信号提取电路,所述信号提取电路包括:预处理电路、24V转5V电路、5V转3.3V电路、24V转15V电路、5V转5V电路、15V转12V电路、基准电路、ADC电路、接口驱动电路、光纤陀螺仪电路、运放电路;

电源端或输入DC24V电路的正极端口与机械开关的第一端口电性连接;所述机械开关的第二端口与所述预处理电路的第一端口电性连接;

所述预处理电路的第三端口与所述24V转5V电路的第一端口、所述24V转15V电路的第四端口电性连接;

所述24V转5V电路的第三端口与所述5V转3.3V电路的第一端口、所述5V转5V电路的第三端口电性连接;

所述5V转3.3V电路的第三端口与所述接口驱动电路的第一端口、所述ADC电路的第四端口、第五端口电性连接;

所述24V转15V电路的第二端口与所述15V转12V电路的第五端口电性连接;所述24V转15V电路的第三端口与所述15V转12V电路的第四端口电性连接;

所述15V转12V电路的第二端口与所述光纤陀螺仪电路的第四端口电性连接;所述15V转12V电路的第三端口与所述光纤陀螺仪电路的第三端口电性连接;

所述5V转5V电路的第二端口与所述基准电路的第四端口、所述ADC电路的第一端口、所述光纤陀螺仪电路的第五端口、所述运放电路的第二端口电性连接;

所述基准电路的第二端口与所述运放电路的第一端口电性连接;所述基准电路的第三端口与所述ADC电路的第二端口电性连接;

所述光纤陀螺仪电路的第一端口与所述运放电路的第五端口电性连接;所述光纤陀螺仪电路的第二端口与所述运放电路的第四端口电性连接;

所述运放电路的第三端口与所述ADC电路的第三端口电性连接;

所述ADC电路的第五端口与所述接口驱动电路的第十四端口电性连接;所述ADC电路的第六端口与所述接口驱动电路的第十五端口电性连接;所述ADC电路的第七端口与所述接口驱动电路的第十三端口电性连接;所述ADC电路的第八端口与所述接口驱动电路的第七端口电性连接;所述ADC电路的第九端口与所述接口驱动电路的第六端口电性连接;所述ADC电路的第十端口与所述接口驱动电路的第五端口电性连接;所述ADC电路的第十一端口与所述接口驱动电路的第四端口电性连接;所述ADC电路的第十二端口与所述接口驱动电路的第三端口电性连接;

所述接口驱动电路的输出端VDD、D1、SYNC、RESET、SCK、MOSI、MISO、DRDY、NSS与外接电路连接;

所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)与所述预处理电路的第二端口、所述24V转15V电路的第一端口、所述15V转12V电路的第一端口、所述光纤陀螺仪电路的第六端口、所述24V转5V电路的第二端口、所述5V转5V电路的第一端口、所述基准电路的第一端口、所述运放电路的第六端口、所述5V转3.3V电路的第二端口、所述ADC电路的第十三端口、所述接口驱动电路的第十六端口电性连接。

请参阅图3,在实施例2中,所述预处理电路包括:接头P1、瞬态抑制二极管D3(规格为SMBJ36A)、电容C7、保险丝F1、发光二极管D1、电阻R3、N沟道MOS管Q2(规格为AO3400)、电阻R2、电阻R7、电阻R8、跳线JCB1、集成电路U2、电阻R1、电阻R6、P沟道MOS管Q1(规格为AO3401)、电阻R5、发光二极管D4;所述接头P1的第一端口与所述瞬态抑制二极管D3的负极、所述电容C7的第一端口、所述保险丝F1的第一端口电性连接;所述接头P1的第二端口、所述电容C7的第二端口、所述N沟道MOS管Q2的源极、所述电阻R7的第二端口、所述电阻R8的第二端口、所述跳线JCB1的第二端口、所述集成电路U2的第五端口、所述电阻R6的第二端口、所述发光二极管D4的负极与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;所述保险丝F1的第二端口与所述发光二极管D1的正极、所述电阻R2的第一端口、所述集成电路U2的第一端口电性连接;所述电阻R3的第一端口与所述发光二极管D1的负极电性连接;所述电阻R3的第二端口与所述N沟道MOS管Q2的漏极电性连接;所述N沟道MOS管Q2的栅极与所述电阻R7的第一端口、所述电阻R2的第二端口、所述集成电路U2的第二端口电性连接;所述电阻R8的第一端口与所述集成电路U2的第三端口电性连接;所述跳线JCB1的第一端口与所述集成电路U2的第四端口电性连接;所述集成电路U2的第八端口与所述电阻R1的第一端口、所述P沟道MOS管Q1的源极电性连接;所述集成电路U2的第七端口与所述电阻R1的第二端口、所述P沟道MOS管Q1的栅极、所述电阻R6的第一端口电性连接;所述P沟道MOS管Q1的漏极与所述电阻R5的第一端口电性连接;所述电阻R5的第二端口与所述发光二极管D4的正极电性连接;

本实施例的预处理电路作用是:对电源输入的电流进行滤波和稳流,以及1.5A限流;当所述机器人系统由于负载变化与工作环境改变而导致电压电流起伏变化时,该预处理电路可极大程度维持电流稳定。

请参阅图3,在实施例2中,所述24V转5V电路包括:电容C10、电容C11、集成电路U3、电容Cboot1、功率电感L1、稳压二极管D7(规格为SS34)、电阻R10、电阻R11、电容C9、电容C17、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、保险丝F2、发光二极管D6、电阻R12;所述电容C10的第一端口、所述电容C11的第一端口、所述集成电路U3的第七端口与所述预处理电路的第一端口电性连接;所述集成电路U3的第八端口与所述电容Cboot1的第一端口、所述稳压二极管D7的负极、所述功率电感L1的第一端口电性连接;所述集成电路U3的第一端口与所述电容Cboot1的第二端口电性连接;所述集成电路U3的第四端口与所述电阻R10的第二端口、所述电阻R11的第一端口、所述电容C17的第一端口、所述电容C9的第二端口电性连接;所述电容C9的第一端口与所述电容C12的第一端口、所述电容C13的第一端口、所述电容C14的第一端口、所述电容C15的第一端口、所述保险丝F2的第一端口电性连接;所述保险丝F2的第二端口与所述发光二极管D6的正极电性连接;所述发光二极管D6的负极与所述电阻R12的第一端口电性连接;所述电容C10的第二端口、所述电容C11的第二端口、所述集成电路U3的第六端口及第九端口、所述稳压二极管D7的正极、所述电阻R11的第二端口、所述电容C17的第二端口、所述电容C12的第二端口、所述电容C13的第二端口、所述电容C14的第二端口、所述电容C15的第二端口、所述电阻R12的第二端口与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

本实施例的24V转5V电路作用是:将电压输入24V电压转换为5V电压,同时进行整流和滤波,提高电压信号的稳定性,以供负载及相关电路使用。

请参阅图3,在实施例2中,所述5V转3.3V电路包括:电容C8、电容C16、电容C26、集成电路LDO1、二极管D8(规格为BZT52C3V3S)、保险丝F4、发光二极管D10、电阻R20;所述电容C8的第一端口与所述24V转5V电路的第三端口、所述电容C16的第一端口、所述集成电路LDO1的第一端口及第三端口电性连接;所述集成电路LDO1的第五端口与所述电容C26的第一端口、所述保险丝F4的第一端口、所述二极管D8的负极电性连接;所述保险丝F4的第二端口与所述发光二极管D10的正极、所述接口驱动电路的第一端口、所述ADC电路的第四端口及第五端口电性连接电性连接;所述发光二极管D10的负极与所述电阻R20的第一端口电性连接;所述电容C8的第二端口、所述电容C16的第二端口、所述集成电路LDO1的第二端口、所述二极管D8的正极、所述电容C26的第二端口、所述电阻R20的第二端口与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

本实施例的5V转3.3V电路作用是:将5V电压转换为3.3V电压,同时进行整流和滤波,提高电压信号的稳定性,以供负载及相关电路使用。

请参阅图3,在实施例2中,所述24V转15V电路包括:极性电容C3、电容C4、集成电路U1、电容C1、电容C2、电容C5、电容C6、跳线JC_B1、跳线JC_B2、发光二极管D2、电阻R9、发光二极管D5、电阻R4;所述极性电容C3的正极与所述预处理电路的第三端口、所述电容C4的第一端口、所述集成电路U1的第二端口电性连接;所述集成电路U1的第八端口与所述电容C1的第一端口、所述电容C2的第一端口、所述跳线JC_B1的第一端口电性连接;所述集成电路U1的第六端口与所述电容C5的第一端口、所述电容C6的第一端口、所述跳线JC_B2的第一端口电性连接;所述跳线JC_B1的第二端口与所述15V转12V电路的第四端口、所述发光二极管D5的负极电性连接;所述跳线JC_B2的第二端口与所述15V转12V电路的第五端口、所述发光二极管D2的正极电性连接;所述发光二极管D2的负极与所述电阻R9的第一端口电性连接;所述发光二极管D5的正极与所述电阻R4的第二端口电性连接;所述极性电容C3的负极与所述电容C4的第二端口、所述集成电路U1的第一端口、所述集成电路U1的第七端口、所述电容C5的第二端口、所述电容C6的第二端口、所述电容C1的第二端口、所述电容C2的第二端口、所述电阻R9的第二端口、所述电阻R4的第一端口与所述电源或输入DC24V电路负极端口(以下简称为GND)电性连接;

本实施例的24V转15V电路作用是:将直流正24V电压通过差分的方式转变为正15V与负15V工作电压,并进行电流滤波和稳压处理,以供下一级电路使用;

请参阅图3,在实施例2中,所述5V转5V电路包括:电容C22、电容C23、电容C24、集成电路U6、电容C25、电阻R13、电阻R14、保险丝F3、发光二极管D9、电阻R15;所述电容C22的第一端口与所述24V转5V电路的第三端口、所述电容C23的第一端口、所述集成电路U6的第一端口及第二端口及第三端口电性连接;所述集成电路U6的第四端口与所述电容C24的第一端口电性连接;所述集成电路U6的第八端口与所述电阻R13的第二端口、所述电阻R14的第一端口电性连接;所述集成电路U6的第九端口与所述电阻R13的第一端口电性连接;所述集成电路U6的第十端口及第十一端口及第十二端口与所述电容C25的第一端口、所述保险丝F3的第一端口电性连接;所述保险丝F3的第二端口与所述发光二极管D9的正极、所述基准电路的第四端口、所述ADC电路的第一端口、所述光纤陀螺仪电路的第五端口、所述运放电路的第二端口电性连接;所述发光二极管D9的负极与所述电阻R15的第一端口电性连接;所述电容C22的第二端口、所述电容C23的第二端口、所述电容C24的第二端口、所述集成电路U6的第六端口及第七端口及第十三端口、所述电容C25的第二端口、所述电阻R14的第二端口、所述电阻R15的第二端口与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

本实施例的5V转5V电路作用是:将得到的5V电压进一步减小纹波和稳定化处理,以供高精度的光纤陀螺仪电路、ADC电路、运放电路等使用,也提高后级转换电压的稳定性。

请参阅图3,在实施例2中,所述15V转12V电路包括:磁珠M1、磁珠M220、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、集成电路U4、集成电路U5、电容C27、电容C28、电容C29、电容C30、电容C31、电容C32、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R21、电阻R22、跳线JC_B3、跳线JC_B4、发光二极管D11、发光二极管D12;所述磁珠M2的第一端口与所述24V转15V电路的第三端口电性连接;所述磁珠M2的第二端口与所述电容C19的第一端口、所述集成电路U5的第八端口及第五端口电性连接;所述集成电路U5的第六端口与所述电容C21的第一端口电性连接;所述集成电路U5的第一端口与所述电容C28的第一端口、所述电阻R19的第一端口、所述电容C32的第一端口、所述电容C30的第一端口、所述跳线JC_B4的第一端口电性连接;所述所述集成电路U5的第二端口与所述电容C28的第二端口、所述电阻R19的第二端口、所述电阻R18的第一端口电性连接;所述跳线JC_B4的第二端口与所述光纤陀螺仪电路的第三端口、所述发光二极管D11的负极电性连接;所述发光二极管D11的正极与所述电阻R22的第一端口电性连接;所述磁珠M1的第一端口与所述24V转15V电路的第二端口电性连接;所述磁珠M2的第二端口与所述电容C18的第一端口、所述集成电路U4的第八端口及第五端口电性连接;所述集成电路U4的第六端口与所述电容C20的第一端口电性连接;所述集成电路U4的第一端口与所述电容C27的第一端口、所述电阻R16的第一端口、所述电容C29的第一端口、所述电容C31的第一端口、所述跳线JC_B3的第一端口电性连接;所述所述集成电路U4的第二端口与所述电容C27的第二端口、所述电阻R16的第二端口、所述电阻R17的第一端口电性连接;所述跳线JC_B3的第二端口与所述光纤陀螺仪电路的第四端口、所述发光二极管D12的正极电性连接;所述发光二极管D12的负极与所述电阻R21的第一端口电性连接;所述电阻R21的第二端口、所述电阻R17的第二端口、所述电容C31的第二端口、所述电容C29的第二端口、所述集成电路U4的第四端口及第九端口、所述电容C20的第二端口、所述电容C18的第二端口、所述电阻R22的第二端口、所述电阻R18的第二端口、所述电容C32的第二端口、所述电容C30的第二端口、所述集成电路U5的第四端口及第九端口、所述电容C21的第二端口、所述电容C19的第二端口与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

本实施例的15V转12V电路作用是:将得到的正15V及负15V电压转换为正12V及负12V电压,进行滤波和稳压处理,最终作为所述光纤陀螺仪VG1的工作电压。

请参阅图3,在实施例2中所述基准电路包括:电容C33、集成电路U7、电容C34、电容C35、电容C36;所述集成电路U7的第一端口与所述电容C33的第一端口、所述ADC电路的第二端口电性连接;所述集成电路U7的第四端口与所述电容C35的第一端口、所述电容C36的第一端口、所述5V转5V电路的第二端口电性连接;所述集成电路U7的第五端口与所述电容C34的第一端口、所述运放电路的第一端口电性连接;所述集成电路U7的第二端口、所述电容C33的第二端口、所述电容C34的第二端口、所述电容C35的第二端口、所述电容C36的第二端口与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

本实施例的基准电路作用是:将所述二次处理信号5V信号转变为更加稳定的4.096V电压以及2.048V电压,分别为所述ADC采样电路、所述运放电路提供基准电压,决定信号灵敏度。

请参阅图3,在实施例2中,所述ADC电路包括:电阻R23、电阻R26、电阻R29、电阻R33、电阻R32、电阻R34、磁珠BLM1、EMI滤波器EM1、电容C37、电容C40、电容C41、电容C42、电容C43、电容C44、电容C47、电容C48、集成电路U8、电阻R24、电阻R25、电阻R27、电阻R28、电阻R30、电阻R31、电阻R35、电阻R36、磁珠BLM2、晶体振荡器Y1、电容C45、电容C49、电容C50;所述集成电路U8的第一端口与所述EMI滤波器EM1的第二端口电性连接;所述EMI滤波器EM1的第一端口与所述电容C37的第二端口、所述5V转5V电路的第二端口电性连接;所述集成电路U8的第三端口与所述电容C40的第一端口、所述电容C41的第一端口、所述电容C42的第一端口、所述电阻R23的第二端口电性连接;所述集成电路U8的第四端口与所述电容C40的第二端口、所述电容C41的第二端口、所述电容C42的第二端口、所述电阻R23的第二端口电性连接;所述集成电路U8的第六端口与所述电容C43的第一端口、所述电容C44的第一端口、所述电阻R29的第二端口电性连接;所述集成电路U8的第七端口与所述电容C43的第二端口、所述电容C44的第二端口、所述电阻R33的第二端口电性连接;所述电阻R26的第一端口、所述电阻R29的第一端口与所述基准电路的第一端口电性连接;所述电阻R33的第一端口与所述运放电路的第三端口电性连接;所述集成电路U8的第八端口与所述电阻R32的第二端口、所述接口驱动电路的第十三端口电性连接;所述集成电路U8的第九端口与所述电阻R34的第二端口、所述接口驱动电路的第十四端口电性连接;所述集成电路U8的第十端口与所述磁珠BLM1的第二端口、所述电容C48的第一端口电性连接;所述磁珠BLM1的第一端口、所述电阻R32的第一端口、所述电阻R34的第一端口与所述接口驱动电路的第一端口、所述磁珠BLM2的第二端口、所述电容C50的第二端口电性连接;所述集成电路U8的第十三端口与所述电阻R35的第一端口、所述电容C45的第一端口电性连接;所述集成电路U8的第十四端口与所述电阻R31的第一端口电性连接;所述电阻R31的第二端口与所述接口驱动电路的第六端口电性连接;所述集成电路U8的第十五端口与所述电阻R30的第一端口电性连接;所述电阻R30的第二端口与所述接口驱动电路的第五端口电性连接;所述集成电路U8的第十六端口与所述电阻R28的第一端口电性连接;所述电阻R28的第二端口与所述接口驱动电路的第四端口电性连接;所述集成电路U8的第十七端口与所述电阻R27的第一端口电性连接;所述电阻R27的第二端口与所述接口驱动电路的第三端口电性连接;所述集成电路U8的第十八端口与所述电阻R25的第一端口电性连接;所述电阻R25的第二端口与所述接口驱动电路的第二端口电性连接;所述集成电路U8的第二十端口与所述电阻R24的第一端口电性连接;所述电阻R24的第二端口与所述接口驱动电路的第十二端口电性连接;所述晶体振荡器Y1的第一端口与所述电阻R36的第一端口电性连接;所述晶体振荡器Y1的第三端口与所述电阻R35的第二端口电性连接;所述晶体振荡器Y1的第四端口与所述电阻R36的第二端口、所述磁珠BLM2的第一端口、所述电容C49的第二端口电性连接;所述电容C37的第一端口、所述EMI滤波器EM1的第三端口、所述电阻R23的第一端口、所述集成电路U8的第二端口及第五端口及第十一端口、所述电容C47的第二端口、所述电容C48的第二端口、所述电容C45的第二端口、所述电容C49的第一端口、所述电容C50的第一端口、所述晶体振荡器Y1的第二端口与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

本实施例的ADC电路作用是:将得到的光纤陀螺仪输出模拟信号进行滤波和二次处理,并转变为数字信号,同时负责与外接系统的信息交互。

请参阅图3,在实施例2中,所述接口驱动电路包括:电容C51、集成电路U9、接口P2、保险丝F5、电容C52、电阻R37、发光二极管D14、二极管D13(规格为BZT52C5V1S W8);所述集成电路U9的第二端口与所述接口P2的第五端口电性连接;所述集成电路U9的第三端口与所述接口P2的第六端口电性连接;所述集成电路U9的第五端口与所述接口P2的第七端口电性连接;所述集成电路U9的第六端口与所述接口P2的第八端口电性连接;所述集成电路U9的第八端口与所述接口P2的第九端口电性连接;所述集成电路U9的第十二端口与所述ADC电路的第七端口电性连接;所述集成电路U9的第十四端口与所述ADC电路的第八端口电性连接;所述集成电路U9的第十五端口与所述ADC电路的第九端口电性连接;所述集成电路U9的第十七端口与所述ADC电路的第十端口电性连接;所述集成电路U9的第十八端口与所述ADC电路的第十一端口电性连接;所述集成电路U9的第二十端口与所述电容C51的第一端口、所述ADC电路的第四端口、所述5V转3.3V电路的第三端口电性连接;所述接口P2的第一端口与所述保险丝F5的第一端口电性连接;所述保险丝F5的第二端口与所述电容C52的第一端口、所述二极管D13的负极、所述电阻R37的第一端口、所述输出端VDD电性连接;所述电阻R37的第二端口与所述发光二极管D14的正极电性连接;所述电容C51的第二端口、所述集成电路U9的第十九端口及第十端口及第一端口、所述接头P2的第十端口及第零端口、所述电容C52的第二端口、所述二极管D13的正极、所述发光二极管D14的负极与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

本实施例的接口驱动电路作用是:将外接的交互信号进行增益与二次传输,同时进行接口电路保护,可以设置高阻态,防止因交互信号的瞬时异常引发安全事故。

请参阅图3,在实施例2中,所述光纤陀螺仪电路包括:电容C38、电容C39、、电容C46、EMI滤波器EM2、EMI滤波器EM3、EMI滤波器EM4、光纤陀螺仪VG1(规格为VG910);所述光纤陀螺仪VG1的第一端口与所述EMI滤波器EM4的第三端口电性连接;所述EMI滤波器EM4的第一端口与所述电容C46的第一端口、所述5V转5V电路的第二端口电性连接;所述光纤陀螺仪VG1的第二端口与所述EMI滤波器EM2的第三端口电性连接;所述光纤陀螺仪VG1的第四端口与所述EMI滤波器EM3的第三端口电性连接;所述电容C38的第一端口与所述EMI滤波器EM2的第一端口、所述15V转12V电路的第二端口电性连接;所述电容C39的第二端口与所述EMI滤波器EM3的第一端口、所述15V转12V电路的第三端口电性连接;所述光纤陀螺仪VG1的第三端口与所述运放电路的第五端口电性连接;所述光纤陀螺仪VG1的第五端口与所述运放电路的第四端口电性连接;所述电容C38的第二端口、所述电容C39的第一端口、所述EMI滤波器EM2的第二端口、所述EMI滤波器EM3的第二端口、所述电容C46的第二端口、所述EMI滤波器EM4的第二端口、光纤陀螺仪VG1的第六端口及第八端口与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

本实施例的光纤陀螺仪电路作用是:将所述光纤陀螺仪的输出信号进行传输和预处理。

请参阅图3,在实施例2中,所述运放电路包括:集成电路U10、EMI滤波器EM5、EMI滤波器EM6、电容C53;所述集成电路U10的第二端口与所述光纤陀螺仪电路的第一端口电性连接;所述集成电路U10的第三端口与所述光纤陀螺仪电路的第二端口电性连接;所述集成电路U10的第五端口及第六端口与所述ADC电路的第三端口电性连接;所述集成电路U10的第七端口与所述EMI滤波器EM6的第一端口电性连接;所述EMI滤波器EM6的第三端口与所述5V转5V电路的第二端口电性连接;所述集成电路U10的第八端口与所述EMI滤波器EM5的第三端口电性连接;所述EMI滤波器EM5的第一端口与所述电容C53的第一端口、所述基准电路的第二端口电性连接;所述集成电路U10的第一端口及第四端口、所述电容C53的第一端口、所述EMI滤波器EM5的第二端口、所述EMI滤波器EM6的第二端口与所述电源或输入DC24V电路的负极端口(以下简称为GND)电性连接;

本实施例的运放电路作用是:将所述光纤陀螺仪的输出信号进行放大、滤波和传输。

工作原理:输入直流24V电源(以下简称为DC24V),经过浪涌抑制、限流处理后,一方面转换为15V及-15V并进一步转换为12V及-12V并输入光纤陀螺仪;另一方面所述DC24V电压转换为5V,经过二次处理、转化为3.3V并输入所述光纤陀螺仪、为运算放大器及ADC处理分别提供所需工作、参考电压。所述光纤陀螺仪输出数据首先以模拟量的形式接入运算放大器,随后进行ADC处理,并以全数字量的形式、通过对外接口进行对外控制信息交互及数据传输。本发明通过多级电压转换与电流处理,并通过接口驱动分隔外部环境,实现光纤陀螺仪信号处理电路的通用化、灵敏化、稳定化、及抗干扰性能。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的设计思想或基本特征情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明显限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。即凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变化,或间接或直接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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