陀螺捷联惯导课题组专题研讨光纤陀螺信号处理原理、方案及实现研讨内容:干涉式光纤陀螺基本原理简介;信号的偏置调制与解调;闭环工作方案与实现;基于FPGA的信号处理及时序控制;信号处理电路板介绍;FPGA程序介绍。干涉式光纤陀螺基本原理光纤陀螺基于萨格奈克(Sagnac)效应,即当环形干涉仪旋转时,产生一个正比于旋转速率的相位差。干涉型光纤陀螺(I-FOG)就是一个光纤Sagnac干涉仪,它利用干涉测量技术把相位调制光转变为振幅调制光;把光相位的直接测量变为光强度的测量,从而较简单地测出Sagnac相位变化。光纤陀螺中Sagnac相位差的响应(光强I)为ΔΦS的余弦函数:干涉式光纤陀螺基本原理干涉式光纤陀螺基本原理光源发出的光经过耦合器后分为两束光,其中的一束光进入电光相位调制器(Y波导),经过Y波导的内部调节后输出的两束光为满足光的相干条件,这两束光在光纤环中相向传播,感应外部的角速度运动,在探测器处检测干涉信号光强变化,经过光电信号处理转换之后,形成闭环反馈电压信号来调节Y波导,使Y波导产生与外部Sagnac相移大小相等方向相反的反馈相移,使数字闭环光纤陀螺始终工作在零点相移附近,在数据处理的同时即可以获取外部的角速度信息。信号的偏置调制与解调Φb必须和预定的灵敏度一样稳定!“互易性偏置调制—解调”在光纤线圈的一端放置一个互易性相位调制器作为时延线,可完全克服相位偏置的漂移问题。由于互易性,两束干涉波受到完全相同的相位调制,但不同时,其时延等于调制器和分束器之间的长、短光路的群传输时间之差τ。信号的偏置调制与解调于是,干涉信号变为:这种方法可以用一个方波调制来实现,即,其中方波的半周期等于τ,从而产生一个的偏置调制。静止时,方波的两种调制态给出相同的信号:旋转时,则有:两种调制态之差变为:信号的偏置调制与解调0It0t偏置调制光强响应检测光强信号静止旋转信号的偏置调制与解调
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