微机械陀螺仪的工作原理及其应用
2024-微机械陀螺简述,微惯性技术
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1.2 微机械陀螺特点
MEMS陀螺仪是利用 coriolis 定理，将旋转物体的角速度转换成 和角速度成正比的直流电压信号，其核心部件通过掺杂技术、光刻技 术、腐蚀技术、LIGA技术、封装技术等批量生产的，它主要特点是
振动平板结构 振动梁结构 振动音叉结构 加速度计振动结构
振动平板结构 振动梁结构 振动音叉结构
按加工方式
体微机械加工 表征微机械加工 LIGA(光刻、电铸和注塑)
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1.3 微机械陀螺分类
按驱动方式
压电式 静电式 电磁式
微
机
按检测方式
压电检测 电容检测
械 陀
压阻式检测
螺
光学检测
分
隧道效应检测
类 闭环模式
4. 测量范围大，一些MEMS 陀螺仪测量范围可高达数千°/s
缺点： 目前，各种微机械陀螺的角速度测量精度相对较低，
漂移较大。
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1.3 微机械陀螺分类
按振动结构
微
机
械
陀
螺
分
按材料
类
旋转振动结构 线性振动结构
硅材料 非硅材料
振动盘结构陀螺 旋转盘结构陀螺
正交线振动结构 非正交线振动结构
单晶硅 多晶硅 石英 其它
速率陀螺
按工作模式
开环模式
速率积分陀螺
整角模式
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2、微机械陀螺根本原理
振动式微机械陀螺根本原理 柯氏加速度及柯氏力
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2.1 振动式微机械陀螺根本原理
MEMS陀螺仪概况介绍
1、微机械陀螺仪的工作原理MEMS陀螺仪利用科里奥利力(Coriolis force，又称为科氏力)现象。
科氏力是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述。
科里奥利力来自于物体运动所具有的惯性，在旋转体系中进行直线运动的质点，由于惯性的作用，有沿着原有运动方向继续运动的趋势，但是由于体系本身是旋转的，在经历了一段时间的运动之后，体系中质点的位置会有所变化，而它原有的运动趋势的方向，如果以旋转体系的视角去观察，就会发生一定程度的偏离。
2、微机械陀螺仪的性能参数MEMS陀螺仪的重要参数包括：分辨率(Resolution)、零角速度输出(零位输出)、灵敏度(Sensitivity)和测量范围。
这些参数是评判MEMS陀螺仪性能好坏的重要标志，同时也决定陀螺仪的应用环境。
分辨率是指陀螺仪能检测的最小角速度，该参数与零角速度输出其实是由陀螺仪的白噪声决定。
这三个参数主要说明了该陀螺仪的内部性能和抗干扰能力。
对使用者而言，灵敏度更具有实际的选择意义。
测量范围是指陀螺仪能够测量的最大角速度。
不同的应用场合对陀螺仪的各种性能指标有不同的要求。
3、微机械陀螺仪的结构MEMS陀螺仪的设计和工作原理可能各种各样，但是主要都采用振动部件传感角速度的概念。
绝大多数的MEMS陀螺仪依赖于相互正交的振动和转动引起的交变科里奥利力。
图3所示为振动陀螺的动力学系统的简单结构示意图。
该系统为2-D的振动系统，有两个正交的振动模态。
其中一个振动模态为质量块在x 方向振动，振动频率为。
另一个振动模态为质量块在y方向振动，振动频率为。
与的值比较接近。
工作时，驱动质量块使之在x轴上以接近于的频率(驱动频率)振动，如果振动系统以角速度绕Z轴转动，则会产生一个沿Y轴方向的科里奥利力，从而使得质量块在Y轴方向上产生频率为的振动响应，通过测试Y轴方向的运动就能完成角速度的检测。
一般的MEMS陀螺仪由梳齿结构的驱动部分(图4)和电容板形状的传感部分(图5)组成，基本结构如图6所示。
MEMS陀螺仪的原理与应用优势分析
MEMS陀螺仪的原理与应用优势分析MEMS陀螺仪（Micro-Electro-Mechanical Systems gyroscope）是一种利用微机电系统技术制造的陀螺仪。
它基于微机电系统（MEMS）的原理，采用微型的加速度传感器和补偿器，用于测量和检测设备的角速度和方向变化。
下面将对MEMS陀螺仪的原理和应用优势进行详细分析。
MEMS陀螺仪的原理主要基于角动量守恒定律。
当一个物体绕一个固定点旋转时，其角动量保持不变。
因此，MEMS陀螺仪通过测量和检测旋转物体围绕固定点的角动量变化来确定其角速度和方向。
在MEMS陀螺仪中，有两个主要的工作原理：电容效应和表面波效应。
首先，电容效应原理是利用固定的电容和可移动电容之间旋转的部分引起的电容变化来测量角速度。
这种原理利用了微机电系统中的微小工作间隙和电容结构，当设备旋转时，旋转的部分会引起电容间距的变化，从而产生电容变化，进而通过电路将电容变化转换为电压变化，最终测量出角速度。
其次，表面波效应原理是利用固定的波导和通过旋转感应器引起的表面波频率变化来测量角速度。
MEMS陀螺仪将固定波导和可旋转感应器相互排列，波导的表面波频率与波导材料和尺寸相关，而旋转感应器的旋转将改变波导的尺寸，进而影响表面波频率。
因此，通过测量表面波频率的变化，可以获取设备的角速度和方向信息。
MEMS陀螺仪具有许多应用优势。
首先，它具有小型化和集成化的特点。
MEMS陀螺仪利用微机电系统技术制造，可以实现微型化和集成化，从而在体积和重量上具有明显的优势。
这使得MEMS陀螺仪可以广泛应用于移动设备、汽车电子、航空航天等领域，提高产品的性能和可靠性。
其次，MEMS陀螺仪具有高精度和高灵敏度。
由于MEMS陀螺仪基于微型加速度传感器和补偿器，可以实现高精度的角速度测量和方向检测。
这使得MEMS陀螺仪在导航系统、姿态控制和稳定系统等方面具有重要应用，可以提供精确的角度信息。
此外，MEMS陀螺仪具有低功耗和低成本的特点。
mems陀螺仪原理
mems陀螺仪原理MEMS陀螺仪原理。
MEMS陀螺仪是一种微型的惯性传感器，它可以测量物体的旋转角速度。
它的原理基于微机电系统（MEMS）技术，利用微小的机械结构和电子器件来实现对旋转运动的测量。
在现代科技应用中，MEMS陀螺仪已经广泛应用于飞行器、导航系统、智能手机和运动控制等领域。
MEMS陀螺仪的工作原理主要基于角动量守恒定律和柯里奥利力效应。
当物体发生旋转运动时，其角动量会发生变化，而MEMS陀螺仪利用微小的振动结构来感知这种变化。
具体来说，MEMS陀螺仪包含一个微型的振动结构，当物体发生旋转时，振动结构会受到柯里奥利力的影响而产生微小的位移，通过测量这种位移的变化，就可以得到物体的旋转角速度。
MEMS陀螺仪通常由振动结构、传感器和信号处理电路组成。
振动结构可以是微型的悬臂梁或者石英振荡器，其主要作用是受到旋转运动的影响而产生微小的振动。
传感器则用来感知振动结构的位移变化，常见的传感器包括电容传感器和压阻传感器。
信号处理电路则负责对传感器采集到的信号进行放大、滤波和转换，最终得到旋转角速度的输出。
MEMS陀螺仪相比于传统的机械陀螺仪具有体积小、重量轻、功耗低和成本低的优势，因此在航空航天、汽车导航和消费电子产品中得到了广泛的应用。
同时，由于MEMS技术的不断进步，其精度和稳定性也在不断提高，使得其应用范围不断扩大。
然而，MEMS陀螺仪也存在一些局限性，例如温度漂移、震动干扰和零点漂移等问题，这些都会影响其测量精度和稳定性。
因此，在实际应用中，需要通过精密的校准和补偿算法来提高其性能。
总的来说，MEMS陀螺仪利用微机电系统技术实现了对旋转角速度的测量，其原理基于角动量守恒和柯里奥利力效应。
它在航空航天、导航系统和消费电子产品中得到了广泛的应用，但也面临着一些挑战，需要不断改进和完善。
随着技术的不断进步，相信MEMS陀螺仪在未来会有更广阔的发展前景。
mems陀螺仪原理
mems陀螺仪原理
mems陀螺仪是一种基于微电子机械系统（MEMS）技术的陀
螺仪，其原理是利用惯性力和Coriolis效应来测量物体的旋转
角度。
mems陀螺仪通常由一个微小的敏感元件和一个驱动元件组成。
敏感元件用于感知物体的旋转运动，而驱动元件则用于提供驱动力。
这两者共同工作，使得mems陀螺仪能够准确测量物体
的旋转角度。
敏感元件通常由微小的振动体构成，它们被放置在一个微小的腔体内。
当物体发生旋转时，惯性力作用在振动体上，导致其发生位移。
这个位移随着旋转角速度的增加而增加，从而可以用来测量旋转角度的大小。
同时，驱动元件可以通过施加振动力来保持敏感元件的振动。
这种振动力可以通过微小的电极施加，从而实现对振动体的控制。
通过控制驱动元件的振动频率和振动幅度，可以确保敏感元件在操作范围内保持稳定的振动状态。
在mems陀螺仪中，Coriolis效应起到了关键的作用。
当敏感
元件振动时，由于物体的旋转，振动体会感受到一个由Coriolis力引起的横向力，这个力与振动方向垂直。
通过测量
这个横向力的大小，可以确定物体的旋转角速度。
综上所述，mems陀螺仪通过利用惯性力和Coriolis效应，结
合微电子机械系统技术，实现对物体旋转角度的准确测量。
它
在航空航天、汽车导航、智能手持设备等应用领域有着广泛的应用。
微机电陀螺仪原理
微机电陀螺仪原理微机电陀螺仪是一种基于微机电系统技术的传感器，用于测量和检测物体的角速度和角位移。
它利用了微机电系统中的微小机械结构和运动原理，具有高精度、高灵敏度、低功耗等特点。
微机电陀螺仪的工作原理是基于角动量守恒定律和回转稳定原理。
当物体发生旋转时，其角动量会发生变化，微机电陀螺仪通过测量这种变化来得到角速度和角位移的信息。
微机电陀螺仪的核心部件是一对微机电陀螺仪感应器。
这些感应器通常由一些微小的机械结构组成，如微型悬臂梁或微型挠性结构。
当物体发生旋转时，这些微小的机械结构会受到惯性力的作用，产生微小的变形。
微机电陀螺仪通过测量这种微小的变形来判断物体的旋转情况。
微机电陀螺仪通常采用差动运动的方式进行工作。
它包括两个相互垂直的感应器，分别用于测量物体绕两个垂直轴的旋转情况。
当物体绕其中一个轴旋转时，感应器之间会产生微小的差异，微机电陀螺仪通过测量这种差异来计算物体的角速度和角位移。
微机电陀螺仪通常还会配备一些辅助装置，如放大器、滤波器和数据处理器等。
放大器用于放大感应器输出的微小信号，滤波器用于滤除噪声和干扰信号，数据处理器用于对测量结果进行处理和分析。
这些辅助装置可以提高微机电陀螺仪的性能和稳定性。
微机电陀螺仪在许多领域都有广泛的应用。
在航空航天领域，微机电陀螺仪可以用于导航、姿态控制和飞行稳定等方面。
在汽车领域，微机电陀螺仪可以用于车辆稳定控制和动态平衡等方面。
在工业生产中，微机电陀螺仪可以用于机器人控制和精确定位等方面。
微机电陀螺仪是一种基于微机电系统技术的传感器，用于测量和检测物体的角速度和角位移。
它通过测量微小的机械结构变形来获取旋转信息，并通过差动运动方式进行工作。
微机电陀螺仪具有高精度、高灵敏度和低功耗等特点，广泛应用于航空航天、汽车和工业等领域。
微机电陀螺仪原理
微机电陀螺仪原理引言：微机电陀螺仪是一种基于微机电系统（MEMS）技术的传感器，用于测量和检测物体的角速度和角度变化。
它广泛应用于导航系统、无人机、稳定平台等领域。
本文将介绍微机电陀螺仪的原理，以及其在实际应用中的一些特点和挑战。
一、微机电陀螺仪的原理微机电陀螺仪的原理基于陀螺效应，即当物体自转时，会产生一个与自转轴垂直的力矩，使得物体保持平衡。
具体而言，微机电陀螺仪利用微小的谐振器件来检测物体的角速度和角度变化。
当物体发生旋转时，谐振器件会受到力矩作用而发生微小的位移，通过测量这种位移，可以得到物体的角速度和角度信息。
二、微机电陀螺仪的工作原理微机电陀螺仪通常由两个主要部分组成：驱动部分和感应部分。
驱动部分负责提供激励信号，以使陀螺仪开始振动；感应部分则用于检测陀螺仪的振动情况并将其转换为电信号。
1. 驱动部分驱动部分通常采用压电材料或电磁驱动器来激励陀螺仪振动。
压电材料在施加电场时会产生机械应变，从而使得陀螺仪振动。
电磁驱动器则通过电流产生磁场，与陀螺仪中的磁场相互作用，从而实现驱动。
2. 感应部分感应部分是微机电陀螺仪的核心组成部分，它通过测量陀螺仪振动引起的位移来获取角速度和角度信息。
常见的感应部分包括电容传感器和压阻传感器。
电容传感器通过测量电容的变化来检测位移，而压阻传感器则通过测量阻值的变化来获得位移信息。
三、微机电陀螺仪的特点与挑战微机电陀螺仪具有许多优点，例如体积小、重量轻、功耗低等。
然而，它也面临着一些挑战。
1. 噪声和漂移微机电陀螺仪在实际应用中容易受到噪声和漂移的影响，这会导致测量结果的不准确性。
为了解决这个问题，可以采用信号处理技术和校准方法来降低噪声和漂移对测量结果的影响。
2. 温度影响温度对微机电陀螺仪的性能有很大影响，尤其是对其精度和稳定性。
为了解决这个问题，可以采用温度补偿技术来消除温度引起的误差。
3. 复杂环境下的应用微机电陀螺仪在复杂环境下的应用可能会受到振动、冲击和磁场等干扰。
微机电系统压电陀螺仪技术研究
微机电系统压电陀螺仪技术研究一、引言微机电系统（MEMS）技术是在微纳米尺度下制备器件和系统的技术，将传感器、微处理器、无线通信等集成于极小的芯片上，可以实现高度集成、高精度、低功耗等特点，成为近年来研究热点之一。
压电陀螺仪是MEMS领域的一种典型应用，广泛应用于航空、导航、精密仪器等领域。
二、压电陀螺仪基本原理压电陀螺仪是一种基于压电效应的MEMS陀螺仪。
其工作原理是利用压电材料在外力作用下发生变形，从而感应出材料上的电荷变化，进而测量出转动角速度。
压电材料常用的有晶体硅、PZT、AlN等，其中PZT（铅锆钛）是目前使用最广泛、性能最优的一种压电材料。
压电陀螺仪相对于其它类型的MEMS陀螺仪而言，具有响应速度快、抗振动强、寿命长等优点。
三、压电陀螺仪工作流程压电陀螺仪的工作流程通常包括几个关键过程：机械振动、电荷感应、信号放大等。
在机械振动方面，当压电材料受到旋转力矩作用时，会发生机械弯曲振动。
在电荷感应方面，当振动的压电材料偏离其原始位置时，其上的电荷发生变化，进而产生感应电荷。
最后，收集和放大感应电荷，可以得到陀螺仪的输出信号，并反映出陀螺仪的转动角速度。
四、压电陀螺仪性能优化尽管压电陀螺仪具有很多优点，但其性能仍有待发展和优化。
下面介绍几种常见的性能优化方法。
1. 焊接技术：采用奥氏体或电子束焊接技术，可有效减少焊接过程产生的胶合剂和材料裂纹等问题，提高压力陀螺仪的可靠性和性能。
2. 制造工艺：采用硅工艺和MEMS技术制造陀螺仪，可以实现高度集成、小尺寸、低功耗等特点，提高压电陀螺仪的性能。
3. 电子组装：陀螺仪输出信号需要通过电子组装进行处理和解码，采用优质的数字信号处理器和模数转换器等电子元件，能够提高压电陀螺仪的精度和稳定性。
五、应用前景与展望随着MEMS技术的不断发展和陀螺仪技术的逐步成熟，压电陀螺仪在航空、导航、精密仪器和机器人等领域的应用前景日益广阔。
此外，随着智能手机、智能家居等新兴领域的快速发展，压电陀螺仪也将成为这些领域中重要的传感器之一。
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本文详细介绍了意法半导体公司的电容式微机械陀螺仪的基本工作原理，其采用对称双质量块结构，驱动质量块由静电力驱动产生可控的运动速度，而检测质量块则由哥氏力推动运动。
振荡驱动电路采用了双闭环的控制结构，有效地减小了温度或其它缺陷对振幅的影响，显著提高了陀螺仪的分辨率和稳定性。
最后，以单轴偏航陀螺仪LY530AL为例，详细介绍其关键参数及其应用，并配合三轴加速度传感器LIS3LV02DL，实现了新型无线遥控器和鼠标，验证了LY530AL的性能参数。
微机械陀螺仪陀螺仪又称角速度计可以用来检测旋转的角速度和角度。
正如我们所熟知，传统的机械式陀螺、精密光纤陀螺和激光陀螺等已经在航空、航天或其它军事领域得到了广泛地应用。
然而，这些陀螺仪由于成本太高和体积太大而不适合应用于消费电子中。
微机械陀螺仪由于内部无需集成旋转部件，而是通过一个由硅制成的振动的微机械部件来检测角速度，因此微机械陀螺仪非常容易小型化和批量生产，具有成本低和体积小等特点。
近年来，微机械陀螺仪在很多应用中受到密切地关注，例如，陀螺仪配合微机械加速度传感器用于惯性导航、在数码相机中用于稳定图像、用于电脑的无线惯性鼠标等等[1]。
微机械工艺的发展和成熟，使得微机械陀螺仪在消费电子中的广泛应用成为可能，并且已有相应的产品面世，如罗技的空中鼠标。
这些都使业界相信微机械陀螺仪很快就会成为继微机械加速计之后用于动作感测的另一重要元件。
鉴于此，意法半导体公司基于其先进的Thelma工艺先后开发并量产了超小型单轴偏航陀螺仪LISY300AL和LY530AL。
LY530AL具有两种接口：模拟和数字接口，提高了设计的灵活性，简化了设计难度，可测角速率达到±300度/秒。
本文以LY530AL为例讨论意法半导体微机械陀螺仪的工作原理及其应用。
图1，哥氏力现象。
微机械陀螺仪的工作原理微机械陀螺仪利用了哥氏力现象，其原理如图1所示。
当图中的物体沿X轴做周期性振动或其他运动时，并且XY坐标系沿Z轴做角速度为Ωz旋转运动，就会在该物体上产生一个沿Y轴方向的哥氏力，其矢量可按式1计算[1]。
（1）式中：F(t)是哥氏力，m是该物体的质量，ΩZ是坐标系旋转的角速度，是该物体的矢量速度。
图2，LY530AL单轴偏航陀螺仪结构微机械陀螺仪LY530AL，它采用了对称的双质量块结构，如图2所示。
滑块1和1’是检测质量块， 2和2’是驱动质量块，并且检测质量块是附着在驱动质量块之上。
受限于结构件3，检测质量块能够被动的随驱动质量块沿驱动轴（X轴）运动，而在检测轴（Y轴）方向，检测质量块则能在哥氏力的作用下自由运动。
所以检测质量块会有两个轴向运动，一个是随驱动质量块沿X轴的受限被动运动，另一个是由哥氏力牵引着在Y轴的自由运动。
4（4’）和5（5’）分别是驱动电极和检测电极。
[2]根据式1，哥氏力产生的加速度为a(t)=2ΩZ×。
振动速度为已知量，如果得到检测质量块上的哥氏力加速度a(t)，然后结合振动速度进行同步解调，就可以检测出XY坐标系的旋转角速度。
这就是微机械振动陀螺仪的基本工作过程。
由于加速度的检测方法较为简单，而保持一个振幅和频率都恒定的振动速度却比较困难，所以振动速度χ(t)对角速度的检出起着关键作用。
下面就LY530AL中振动驱动控制部分做一讨论。
检测质量块的位移方程为：（2）对式2求导可得振动速度方程：（3）图3, 驱动电路双闭环控制。
因此，维持了恒定的陀螺仪振幅χo，就能使振动的速度的χ(t)幅值χ0wd恒定。
再根据式1可知，只要保持振动速度χ(t)的幅值恒定就能使哥氏力加速度与输入角速率Ω成线性变化关系。
因此，检测质量块的振动频率和振幅直接决定陀螺仪的检测精度。
检测质量块的驱动电路的主要功能是维持微机械陀螺振荡时恒定的幅值，即恒幅振荡。
在早期的微机械陀螺仪中，驱动电路采用开环控制的方式，由外部的振荡器来驱动内部质量块的振动，此时的振幅往往会随温度的变化而变化，导致了振幅的不可控性，从而影响了微机械陀螺仪的检测精度的一致性。
为此，后续的微机械陀螺仪中集成一个温度传感器，但是这样的解决方法非常受限，主要是因为振幅与温度变化之间的非线性，增加了校正的难度。
为解决上述问题，使驱动质量块做一个频率可控和幅度恒定的振动， LY530AL中驱动电路采用了双闭环的结构，并且采取离散的自动增益控制方式，如图3所示。
在LY530AL的驱动微机械的结构中，制作两种梳状电极：静电力驱动电极和振动速度检测电极，两个电极独立工作。
静电力驱动电极用来产生静电力驱动检测质量块，控制内环通过该电极产生静电力驱动质量块进行恒频振动，但是只在内环的控制下，振幅是可以预知，但是不可控。
为此，在内环路中引入了一个可变增益放大器（VGA）。
振动速度检测电极测量质量块的峰值速度x(t)来获得振荡的幅度，经过跨阻放大器放大和PID校正后，控制可变增益放大器（VGA），从而达到控制振幅的目的。
并且为了后续的解调，锁相环（PLL）用来锁定跨阻放大器的输出端，产生一个用于解调的同步系统时钟CLKDEM。
图4，检测电路结构由式1可知，所要检测的角速度ΩZ是调制在驱动质量块振动速度上的，因此在检测电路中需要采取与驱动电路同步的解调方式。
对于检测质量块在检测轴上的运动采用了全差分开环的架构，如图4所示。
齿状差分电容对产生的信号被电荷放大器放大后，和CLKDEM一起送入混合器中进行双边带抑制载波解调，然后经低通滤波器滤除高频信号，送入ADC或者直接输出，这样就得到了所要的角速度值。
实践证明，上述的驱动环路能够驱动质量块产生一个可控的振动频率和振幅，较好地解决了温度或者其它制作缺陷对检测振幅的影响，显著提高其检测精度。
在-40°C到85°C 的温度范围内，LPR530AL的灵敏度控制在4%之内，零角速度输出只有5°/s。
并且具有较快的启动速度和较短自恢复时间。
微机械陀螺仪的性能参数及应用微机械陀螺仪的重要参数包括：分辨率（Resolution）、零角速度输出、灵敏度（Sensitivity）和测量范围，这些参数是评判微机械陀螺仪性能的重要标志，同时也决定了该陀螺仪的应用环境。
分辨率是指陀螺仪能够检测的最小的角速度，该参数和零角速度输出其实是由陀螺仪的白噪声决定，白噪声一般用°/s/√Hz来表征，LY530AL的白噪声只有：0.1°/s/√Hz。
这三个参数着重说明该陀螺的内部性能和其抗干扰能力，而对使用者而言，灵敏度更有实际的意义，其单位是mV/°/s，由此用户可选用适合的ADC来与之匹配。
测量范围是指陀螺仪能够测量的最大的角速度，单位是°/s，不同的应用对陀螺仪的测量范围有不同的要求，LY530AL的测量范围是±300°/s，能够适合大多数的应用。
图5, LY530AL典型应用电路图LY530AL典型应用电路如图5所示，它提供两种接口：模拟或者数字接口（I2C/SPI），可以通过管脚5来选择所希望的接口方式。
在上文中已经提到，LY530AL需要一个锁相环来同步驱动和检测两部分电路，C1、C2和R1为锁相环所需一个二阶低通滤波器[4]。
如图5中所示，LY530AL在模拟输出端集成了两个一阶片上滤波器用来滤除高频信号：开关电容低通滤波器（截至频率：400Hz）和一个有源滤波器。
有源滤波器的电阻为180kΩ，已经集成在芯片内部，使用时需要外接电容CACT来设置截至频率计算方法如式4。
如果上述两级低通还不能滤除高频噪声，LY530AL还支持外接ROPT和COPT构成的低通滤波器。
当LY530AL与ADC之间走线较长时，其中还可加入运算放大器增强其驱动能力来符合ADC对输入信号的要求。
（4）对于便携式设备而言，器件的功耗非常重要，直接影响其待机的时间。
在使用其模拟接口时，LY530AL消耗电流典型值为：4.8mA，并还设置有一个PD管脚，控制其在待机时进入掉电模式，在该模式下消耗电流小于1μA。
由于微机械陀螺仪内部有振荡的微机械部分，LY530AL还设有自测的功能，能够自行检测其内部的微机械部分是否正常。
在使用模拟接口时，通过ST管脚来启动自测功能，这时芯片内部会产生一个静电力作用在微机械部分上，来模拟一定的哥氏力，输出电压也会随之变化。
如果电压的变化值在一定的范围之内，说明芯片内部的微机械结构工作正常。
图6, STM32-Primer2外形图图7，STM32-Primer2扩展连接器接口微机械陀螺仪在新型鼠标或遥控器中的应用STM32-PRIMER2是STM最新的STM32开发工具，如图6所示，其配置了128×160像素的彩色触摸屏显示器、方向控制按键、USB接口、外部扩展连接器、MEMS加速度传感器等，通过内置的开源CircleOS软件框架，用户可以轻松地管理所有组件[6]。
为支持更多的外设，STM32-PRIMER2提供了20针的扩展连接器，其中包括一个UART接口、SPI、音频I2S接口以及ADC输入接口等，如图7所示。
同时其采用了STM公司的高精度加速度传感器LIS3LV02DL，加速度分辨率可达到1mg。
为验证LY530AL的性能，通过STM32-PRIMER2的20针的扩展连接器，构建如图8所示的测试系统。
图8，LY530AL评估系统框图该评估系统无线通讯部分采用STM的蓝牙收发模块GS-BT2416C2通过UART接口和主处理器STM32F103VET6进行通讯；采用了两颗LY530AL分别检测Yaw和Pitch上的转动，一颗水平放置，另一颗垂直主板放置，分别通过SPI接口和主处理器进行通讯；三轴的加速度传感器LIS3LV02DL用来检测遥控器在XYZ三个轴上的水平移动，主处理器STM32F103VET6负责数据的采集和处理。
该评估系统经蓝牙与笔记本相连接进行验证，其具有很好的灵敏度和响应速度，在使用过程中不存在光标漂移现象，完全可以取代传统的鼠标。
再与机顶盒连接测试时，相较于现有复杂的多按键遥控器，具有更好的直观性，只需要利用3至5个按键，就可以对选单目录进行操控。
结论本文介绍意法半导体微机械陀螺仪LY530AL的基本工作原理和使用方法，通过对驱动电路采用双闭环控制，有效解决温度等因素对陀螺仪检测精度的影响。
讨论了LY530AL的主要参数以及它们在不同应用中的注意事项，最后LY530AL陀螺仪结合STM32评估测试板STM32-PRIMER2，实现了新型遥控器和空中鼠标，验证LY530AL的性能。
参考文献：[1] N. Yazdi, F. Ayazi, and K. Najafi, “MICROMACHINED INERTIAL SENSORS,” Proceedings of the IEEE, vol. 86, No. 8, pp. 1640 – 1659, Aug. 1998.[2] R. Oboe, R. antonello, E. Lasalandra, G. Spinola, L. Prandi, “CONTROL OF A Z-AXIS MEMS VIBRATIONAL GYROSCOPE,” ST Journal of Research, vol 3, No. 1, pp. 53 – 62, July. 2006.[3] D. Liu, X. Chi, J. Cui, L. Lin, Q. Zhao, Z. Yang and G. Yan, “ Research on temperature dependent characteristics and compensation methods for digital gyroscope,” 3rd International Conference on Sensing Technology, Nov. 30 – Dec. 3, 2008, Tainan, Taiwan.[4] LY530AL Datasheet,[5]李锦明，“电容式微机械陀螺仪设计”， ISBN 7-118-04585-3，北京：国防工业出版社，2006.7.[6] STM32-PRIMER2 specification, .4。