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HJTQ-11∕HJTQ-11A双通道动力调谐陀螺调理电路

HJTQ-11∕HJTQ-11A双通道动力调谐陀螺调理电路

一、概述HJTQ-11是为动力调谐陀螺设计的双通道信号调理电路,每个通道由跟随器、带通放大器、全波相敏解调器和无源二阶低通滤波器组成。其主要功能是对动力调谐陀螺的X和Y两路信号调理电路的调幅交流信号进行放大、解调和滤波,输出直流信号。输出直流电压的大小和极性取决输入交流信号的幅度与输入信号和基准信号之间相位差余弦的乘积,而与基准信号幅度无关。HJTQ-11中低通3和低通4为无源二阶低通滤波器。HJ
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一、概述

HJTQ-11是为动力调谐陀螺设计的双通道信号调理电路,每个通道由跟随器、带通放大器、全波相敏解调器和无源二阶低通滤波器组成。其主要功能是对动力调谐陀螺的XY两路信号调理电路的调幅交流信号进行放大、解调和滤波,输出直流信号。输出直流电压的大小和极性取决输入交流信号的幅度与输入信号和基准信号之间相位差余弦的乘积,而与基准信号幅度无关。

HJTQ-11低通3和低通4为无源二阶低通滤波器。HJTQ-11A中低通3和低通4为有源二阶低通滤波器。

HJTQ-11采用了二次集成电路工艺技术,内部进行零位修正。具有体积小、重量轻、气密性好、可靠性高、无外接元件、非线性度和不对称度小等优点,是力反馈回路中的主要电路,非常适用于高性能高稳定度动力调谐陀螺中,其特点有:

独立的双路信号调理电路;

具有很低的直流输出零位电压;

非线性度和不对称度小于1%

带通放大器频率范围:570kHz

环路增益:11倍(可根据用户需要调整)。

 

二、电原理图

 

三、封装形式及引出端功能

1.封装形式:采用UP2222-12金属全密封双列12线封装,外形尺寸见附录一图16

 

2引出端功能

引脚号

符号

功能说明

引脚号

符号

功能说明

1

XIN

X通道跟随器输入端

7

INR

XY通道基准信号输入端

2

 INX

X通道带通放大器输入端

8

OUTY

Y通道输出端

3

XOUT

X通道跟随器输出端

9

VCC

正电源

4

VEE

负电源

10

YOUT

Y通道跟随器输出端

5

OUTX

X通道输出端

11

INY

Y通道带通放大器输入端

6

GND

12

YIN

Y通道跟随器输入端

 

四、绝对最大额定值

电源电压                ±18V             输出短路                       持续

贮存温度           -55~+125℃            工作温度范围             -55~+125℃

耗散功率                  2W            引线焊接温度(10s           +300℃

 

五、电特性

除非另有说明,Vcc=+15VVEE= -15V-55℃TA+125℃

参数名称

符号

测试条件

规范值

单位

最小

典型

最大

直流输出零位电压

VOZ

TA=+25℃

 

1

3

mV

 

 

2

4

直流输出零位电压温度漂移系数(注1

αVOZ

 

 

5

 

μV/℃

输出电压范围

VOPP

 

±10

±12

 

V

环路增益(注2

K

TA=+25℃

 

11

 

V/V

XY通道环路增益差

ΔK

TA=+25℃, f=10k Hz

 

 

5

%

非线性度(注1

ERL

TA=+25℃, f=10k Hz

 

0.5

2

%

不对称性(注1

ERS

TA=+25℃, f=10k Hz

 

0.5

2

%

低通滤波器截止频率(注3

fc

TA=+25℃

 

700

 

Hz

输入阻抗(注4

ZI

TA=+25℃, f=10k Hz

13.5

 

 

输出阻抗(HJTQ-11

ZO

TA=+25℃

 

 

9

最高工作频率

fC

TA=+25℃

 

100

 

kHz

通道隔离度

CSR

TA=+25

 

80

 

dB

电源电流

IS

TA=+25℃

 

15

20

mA

注:1 有特殊要求时进行该项参数测试。

2 环路增益定义为当Φ=0°Φ=180°时,输出直流电压与输入交流电压有效值之比。

3 该项参数设计保证。

4 指器件2脚和11脚的输入阻抗。

 

六、典型应用

1陀螺含信号器前置放大

 

2陀螺信号器直接输出

七、应用注意事项

1.使用时,应在靠近正负电源端各接一个1~10μF钽电容。

2.由于有隔直电容,内设跟随器不能作输出缓冲器或直流放大器用。

3VREF值在±50mV至电源电压范围内,解调器均能正常工作,不影响解调增益。

4.基准信号与XY)通道输入信号之间的初始相位差对输出电压大小有直接影响,因为XY)通道解调后的输出直流电压不仅与输入交流信号VINXVINY)的幅度有关,还与基准信号 VREF和输入信号 VINXVINY)之间相位差(ΔΦ)的余弦有关。所以建议客户在实际应用中,当陀螺开环没有角速率输入的情况下,调节基准信号 VREF 的相位,使输出直流电压VOUTXVOUTY)最大,此时电路的环路增益约为11倍。这时就表示在器件7脚的基准信号VREF7和输入信号VINXVINY)之间相位差(ΔΦ)为180º 。如下图所示,可利用内置一路跟随器和一个无源RC网络完成VREF 的移相功能。

该器件的传递函数表达式如下:

VOD=1.63 ×VIN×A×cosΔΦ

式中:VOD——OUTXOUTY)输出全波脉动电压的平均值

      VIN——INXINY)输入信号电压(有效值)

      A ——带通放大器增益等于-16

      ΔΦ——输入信号VINXVINY)和7脚基准信号VREF7之间相位差

该器件输出直流电压极性和大小与输入信号VINXVINY)和7脚基准信号VREF7之间相位差ΔΦ的关系如下表所示。

 

 

 

5HJTQ-11中的低通3和低通4采用无源二阶低通滤波,器件的输出阻抗ZO=9kΩ建议应用时后级的输入阻抗RIN大于100 kΩ,若RINZO相当,则需重新计算整个系统的环路增益。而HJTQ-11A中的低通3和低通4采用有源二阶低通滤波,输出阻抗很小,不存在这一问题。

6.器件的外壳可根据用户的要求在内部与GND(地)连接或不连接,但无论连接或不连接,由于外壳是金属材料,建议用户在安装时,应避免外壳与无关PCB导带短路。

7.信号中谐波分量对输出的影响。

谐波分量经相敏解调后波形如下图所示:

                                              a)二次谐波相敏解调波形      b)三次谐波相敏解调波形

从图中可以看出,信号中偶次谐波经相敏解调后输出直流平均分量为零,对输出误差没有贡献,而奇次谐波经相敏解调后,其输出直流平均分量不为零,作为一个误差分量加到了输出电压中。因此,在高性能的动力调谐陀螺中,为了提高精度必须减小信号中谐波分量。必要时,可在相敏解调器前增加一级高性能带通滤波器。

 

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