王 特,李 杰,毕彦峰,胡陈君

(1.中北大学 电子测试技术国家重点实验室,山西 太原 030051；2.苏州中盛纳米科技有限公司,江苏 苏州 215123)

0 引 言

现代化战争中,制导弹药面临远程精确打击的作战需求,因此弹体飞行姿态的准确获取至关重要。加速度等惯性数据作为姿态获取中最重要的参数,会直接影响实时解算的准确性[1]。加速度传感器通常以模拟量输出,但在进行姿态解算时需要的却是数字量,所以需要对其进行模数转换[2]。由于三轴传感器的安装轴向并不是完全正交的,现有的加速度传感器在使用之前需要对传感器进行标定,在解算时还需对传感器进行轴向补偿来减少交叉耦合[3]。

针对以上问题,提出一种将三轴加速度传感器模拟量电压输出转换为加速度数字量输出的方法。三轴加速度计输出的模拟信号经调理后发送给A/D输入端,现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)控制A/D芯片将三轴加速度计输出的模拟信号转换为数字量,并通过FPGA将电压值与标定系数矩阵进行一系列的运算,将转换得到的加速度量化成为16bit数字量,相较以往模拟量输出而言,数字量输出精度更高便于处理。

1 系统总体设计

系统主要由三轴加速度计、信号调理单元、模数转换单元、采集控制单元和数据处理单元、以及接口转换单元等部分组成。系统的总体框架如图1所示,FPGA控制A/D芯片将三轴加速度计输出的电压值进行模数转换,通过数据处理单元将采集到的电压数字量换算为加速度数字量,并通过RS—422通信协议输出。……