中国自主研发新一代激光陀螺仪专用芯片问世

2024-02-21 17:32

近日，国内新一代激光陀螺驱动系列功能芯片问世，由湖南二零八先进科技有限公司（下简称“二零八公司”）技术团队研发。相比行业内普遍应用的上一代激光陀螺驱动控制电路，激光陀螺驱动专用芯片降低了电路设计难度，大幅减小体积重量，实现了我国激光陀螺仪电路的低成本国产化，迈出了激光陀螺仪产品高集成化、国产化的关键一步。

以激光陀螺仪为核心部件的导航系统是一种惯性导航系统，相对于大家耳熟能详的GPS和北斗等卫星导航系统，熟知惯性导航系统的人很少。实际上，惯性导航系统的出现要比卫星导航系统早半个多世纪，卫星导航系统可以实现与惯性系统的组合导航，进一步提高导航系统的精度，但却不能完全替代惯性导航系统，惯性导航系统不仅能够提供位置信息，还能解析载体姿态信息，实现卫星导航系统无法实现的功能。此外，惯性系统不需要任何外部信息源，可以在深海、深空等各种场景下随时作业，并且能够抵抗电子干扰，在GPS等卫星导航系统失效的情况下仍可保持工作。因此，惯性导航系统是现代航空、航海、航天等领域的保底装备，激光陀螺仪等惯性器件更是无可替代的重要传感器，其技术水平也是衡量一个国家工业技术发展水平的重要标志之一。

20世纪60年代，美国率先成功研制激光陀螺仪，进而在世界范围内引发了一场导航领域的革命。由于具有重要战略意义，在相当长的一段时间内，激光陀螺仪相关产品与技术一直被欧美国家实施技术封锁，我国直到1994年才在国防科技大学原光电科学与工程学院教授、中国工程院院士、“激光陀螺仪之父”高伯龙的带领下，研制出第一台激光陀螺仪，成为全球第四个可独立研制激光陀螺仪的国家。

“激光陀螺仪主要由控制电路和传感器本体两部分组成，其中，控制电路是激光陀螺仪的‘大脑’，是激光陀螺仪性能与可靠性最为复杂的一部分，也是降成本和提高易用性的主要突破点之一。”二零八公司创始人、首席专家卢广锋表示，“上一代激光陀螺驱动控制电路采用分立器件形式，不仅体积大，而且需要生产商购买上百类零件自行组装，造成统一标准缺失、集成度低、成本高等问题。”

为弥补激光陀螺仪成本高昂的“致命”缺陷，推动国产化器件普及，二零八公司钻研多年，成功研制新一代激光陀螺驱动系列功能芯片。该系列芯片由5枚独立功能芯片组成，分别实现激光陀螺的高压启辉、高压维持、精密稳流、抖动驱动、稳频及锁区优化功能。相比上一代激光陀螺驱动控制电路，专用系列芯片大大降低了电路设计的难度，体积减小三分之一，成本降低一半，进一步推动了激光陀螺仪的低成本国产化，为进一步拓展应用打开了空间。此次专用芯片的研制成功，体现了二零八公司在这一领域领先的研发能力。