具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1为本发明实施例提供的正交误差抑制系统的示意图，详述如下。

正交误差抑制系统，可以包括：驱动信号调节模块1、检测信号调节模块2和正交误差信号抑制模块3。

所述驱动信号调节模块1的输入端用于连接MEMS陀螺的驱动信号ADC的输出端，所述驱动信号调节模块1的输出端分别连接所述正交误差信号抑制模块3以及所述MEMS陀螺的解调模块；所述驱动信号调节模块1，用于将接收到的驱动数字信号进行相位调节。

如图1中，驱动检测结构用于输出MEMS陀螺在输入信号作用下驱动检测结构的电容变化量，由于电容变化量无法被直接测量，因此使用C/V转换器将其转换成电压信号。电压信号通过模/数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)转换为数字信号，输入到驱动信号调节模块中。

所述检测信号调节模块2的输入端用于连接所述MEMS陀螺的检测信号ADC的输出端，所述检测信号调节模块2的输出端连接所述正交误差信号抑制模块3；所述检测信号调节模块2，用于将接收到的检测数字信号进行滤波处理.

如图1中，敏感检测结构用于输出MEMS陀螺在输入信号作用下敏感检测结构的电容变化量，由于电容变化量无法被直接测量，因此使用C/V转换器将其转换成电压信号。电压信号通过模/数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)转换为数字信号，输入到检测信号调节模块中。

所述正交误差信号抑制模块3的输出端连接所述解调模块；所述正交误差信号抑制模块3，用于将所述驱动信号调节模块1输出的相位调节后的驱动信号和所述检测信号调节模块2输出的滤波处理后的检测信号进行幅度处理，将得到的直流信号与所述相位调节后的驱动信号进行信号重构，得到正交误差信号，并将所述检测信号中的正交误差信号进行抑制后输出至所述解调模块。

上述正交误差抑制系统，通过正交误差信号抑制模块将所述驱动信号调节模块输出的相位调节后的驱动信号和所述检测信号调节模块输出的滤波处理后的检测信号进行幅度处理，将得到的直流信号与所述相位调节后的驱动信号进行信号重构，得到正交误差信号，并将所述检测信号中的正交误差信号进行抑制后，输出检测信号中的哥氏力检测信号，并输出至所述解调模块，不需要引入额外的专用结构和电极即可消除正交误差，从而降低工艺难度。

可选的，如图2所示，所述驱动信号调节模块1，包括：第一带通滤波单元11和相位调节单元12；

所述第一带通滤波单元11的输入端为所述驱动信号调节模块1的输入端，所述第一带通滤波单元11的输出端连接所述相位调节单元12的第一输入端；所述第一带通滤波单元11，用于滤除接收到的驱动数字信号中的干扰信号，得到第一驱动信号；

所述相位调节单元12的输出端为所述驱动信号调节模块1的输出端，所述相位调节单元12，用于调节所述第一驱动信号的相位，得到第二驱动信号。

可选的，由于驱动信号的相位可以随温度的变化而变化，从而影响MEMS陀螺的性能，因此在所述驱动信号调节模块1中还可以包括：相位补偿单元13；

所述相位补偿单元13的输入端连接所述MEMS陀螺的温度传感器，所述相位补偿单元13的输出端连接所述相位调节单元12的第二输入端；所述相位补偿单元13，用于根据所述第一驱动信号的相位随温度产生的相位变化，得到待补偿的相位值；

所述相位调节单元12，用于基于所述第一驱动信号和所述检测信号的相位差，根据所述待补偿的相位值对所述第一驱动信号进行相位补偿，得到第二驱动信号。

温度传感器用于检测MEMS陀螺所处位置的温度。

可选的，第一带通滤波单元11可以为带通滤波器，其系数可以通过寄存器进行配置，以满足不同驱动频率的MEMS陀螺的需求。

所述相位补偿单元13可以采用多项式拟合成相位差，对第一驱动信号的相位随温度的变化进行补偿；且多项式拟合系数可以通过寄存器进行配置。

所述相位调节单元12的相位偏移可以通过寄存器进行配置。

可选的，所述检测信号调节模块2，包括：第二带通滤波单元；

所述第二带通滤波单元的输入端用于连接所述MEMS陀螺的检测信号ADC的输出端，所述检测信号调节模块的输出端连接所述正交误差信号抑制模块。所述第二带通滤波单元可以为带通滤波器，用于滤除检测信号中的干扰信号，带通滤波器系数可以通过寄存器进行配置，以满足不同检测频率的MEMS陀螺的需求。

可选的，如图3所示，所述正交误差信号抑制模块3，包括：正交误差信号幅度提取单元31、正交误差信号重构单元32以及正交误差信号补偿单元33。

所述正交误差信号幅度提取单元31的第一输入端连接所述相位调节单元12的输出端，所述正交误差信号幅度提取单元31的第二输入端连接所述正交误差信号补偿单元33的第一输出端，所述正交误差信号幅度提取单元31的第一输出端连接所述正交误差信号重构单元32的第一输入端。所述正交误差信号幅度提取单元31，用于将所述第二驱动信号与所述检测信号调节模块输出的滤波处理后的检测信号融合后进行幅度处理，得到直流信号。

所述正交误差信号重构单元32的第二输入端连接所述相位调节单元12的输出端，所述正交误差信号重构单元32的输出端连接所述正交误差信号补偿单元33的第一输入端；所述正交误差信号重构单元32，用于将得到的直流信号与所述第二驱动信号进行信号重构，得到正交误差信号。

所述正交误差信号补偿单元33的第二输入端连接所述检测信号调节模块2的输出端，所述正交误差信号补偿单元33的第二输出端连接所述解调模块。所述正交误差信号补偿单元33，用于将正交误差信号进行补偿。

可选的，如图4所示，所述正交误差信号幅度提取单元31，可以包括：第一乘法子单元311、低通滤波子单元312以及幅度调节子单元313。

所述第一乘法子单元311的第一输入端为所述正交误差信号幅度提取单元31的第一输入端，所述第一乘法子单元311的第二输入端为所述正交误差信号补偿单元33的第一输出端，所述第一乘法子单元311的输出端连接所述低通滤波子单元312的输入端；所述第一乘法子单元311，用于将所述第二驱动信号与所述正交误差信号补偿单元33输出的信号相乘，得到包含正交误差幅值信息的信号；

所述低通滤波子单元312的输出端与所述幅度调节子单元313的输入端连接；所述低通滤波子单元312，用于将所述包含正交误差幅值信息的信号进行滤波，滤除高频的干扰信号，得到正交误差信号的幅值；

所述幅度调节子单元313的输出端连接所述正交误差信号重构单元32，所述幅度调节子单元313，用于调节所述正交误差信号的幅值，得到第一直流信号。

可选的，所述正交误差信号重构单元32，包括：第二乘法子单元；

所述第二乘法子单元的第二输入端连接所述驱动信号调节模块1的输出端，可选的，所述第二乘法子单元的第二输入端连接所述相位调节单元12的输出端；所述第二乘法子单元的输出端连接所述正交误差信号补偿单元33的第一输入端；所述第二乘法子单元，用于将所述第二直流信号与所述第二驱动信号相乘，得到正交误差信号。

可选的，所述正交误差信号补偿单元33，包括：减法子单元；

所述减法子单元的第二输入端连接所述检测信号调节模块2的输出端，所述减法子单元的第二输出端连接所述解调模块；所述减法子单元，用于将所述检测信号调节模块2输出的滤波处理后的检测信号与所述正交误差信号相减，即扣除检测信号中的正交误差信号，得到所述检测信号中的哥氏力产生的信号。

可选的，下面对本实施例提供的正交误差抑制系统进行验证，假设驱动信号调节模块1输出的驱动信号为x_d(t)＝A*sin(w_dt)，即第二驱动信号为x_d(t)＝A*sin(w_dt)，其中，x_d(t)表示t时刻的驱动信号，A表示驱动信号的幅值，w_d表示驱动信号的谐振频率。检测信号调节模块2输出的检测信号为x_s(t)＝A1*cos(w_dt)+A2sin(w_dt)，其中，x_s(t)表示t时刻的检测信号，A1表示检测信号的幅值，其包含输入的角速度和检测谐振频率，A2表示正交误差信号的幅值。检测信号由两部分构成，第一部分为哥氏力产生的检测信号，第二部分为正交误差信号。

初始时，正交误差信号补偿模块33中的第一输入端没有输入信号，因此检测信号调节模块2输出的检测信号通过正交误差信号补偿模块33转发到正交误差信号幅度提取模块中，与驱动信号调节模块1输出的第二驱动信号由第一乘法子单元311进行处理，即

其中，x_d(t)*x_s(t)表示得到的包含正交误差幅值信息的信号，其经过低通滤波子单元312滤除高频信号后，得到包含正交误差信号幅度信息在内的直流信号；再经过幅度调节子单元313后得到第一直流信号K*A2。

正交误差信号幅度提取单元31输出的第一直流信号K*A2与驱动信号调节模块1输出的第二驱动信号经第二乘法子单元处理，即x_e(t)＝A*sin(w_dt)*K*A2，其中，x_e(t)表示正交误差信号。

正交误差信号输入到减法子单元中，减法子单元将检测信号减去正交误差信号，即x_sf(t)＝A1*cos(w_dt)+A2sin(w_dt)-A*sin(w_dt)*K*A2。当时，经过减法子单元后，检测信号只剩下由哥氏力产生的信号部分，即消除了正交误差信号对MEMS陀螺输出信号的影响。

需要说明的是，在实际中，由于相位调节单元12的相位调节器的精度，驱动信号和检测信号之间会有一个相位差，记为则第二驱动信号可以为

第二驱动信号和检测信号经正交误差信号幅度提取模块31的第一乘法子单元311、低通滤波子单元312处理后，得到

由正交误差信号重构单元32重构后的正交误差信号可以为

经过正交误差信号补偿单元33补偿后的检测信号可以为

因此可以看出，表示哥氏力检测信号，表示正交误差信号，正交误差信号由原来的A2经过正交误差抑制后，成为因此正交误差信号得到了抑制。

但从上式中可以看出在哥氏力检测信号中引入了新的误差。该误差与驱动信号和检测信号的相位差有关，且随着MEMS陀螺所处位置温度的变化而变化，因此，本系统中引入了相位补偿单元13，减小相位差随温度的变化量。

由于相位差随温度变化的曲线相对线性或者相对平滑，相位补偿单元13可以采用多项式拟合的温度补偿算法进行相位补偿，因此以二阶多项式拟合为例，拟合相位差为其中为拟合相位差，T为温度，a₁、a₂、a₃为多项式拟合系数。

相位差表示为其中为相位差，为当前温度点的相位差值。因此可以消除哥氏力检测信号中引入的新的误差。

上述正交误差抑制系统，通过正交误差信号幅度提取模块将所述驱动信号调节模块输出第二驱动信号和所述检测信号调节模块输出的检测信号进行幅值处理，得到第一直流信号，正交误差信号重构单元将第一直流信号与第二驱动信号相乘，得到正交误差信号，正交误差信号补偿单元将检测信号调节模块输出的检测信号减去正交误差信号，得到检测信号中的哥氏力产生的信号，抑制掉了正交误差信号，本发明不需要引入额外的专用结构和电极即可消除正交误差，从而降低工艺难度。另外，通过驱动信号调节模块中的相位补偿单元可以对相位差进行温度补偿，使MEMS陀螺在温度变化剧烈的环境下也具有较好的性能。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本发明实施例还提供一种MEMS陀螺，包括：上述任一实施例提供的正交误差抑制系统，并且具有上述任一实施例提供的正交误差抑制系统带来的有益效果。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。