一種光纖陀螺中光強和相位調(diào)制項的實時同步測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種光纖陀螺中光強和相位調(diào)制項的實時同步測量方法。通過相位調(diào)制器在光纖陀螺中加入相位調(diào)制信號，每一個相位調(diào)制信號由兩個調(diào)制步組成，兩個調(diào)制步的持續(xù)時間均為光纖陀螺中光纖環(huán)的渡越時間；對光纖陀螺中兩個調(diào)制步對應(yīng)的輸出信號進行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換采樣，獲得其各自的數(shù)字輸出信號；再進行計算獲得光纖陀螺當前時刻的光強和相位調(diào)制項；重復上述步驟進行測量，得到各個測試時間點下對應(yīng)的光強和相位調(diào)制項。本發(fā)明能夠進行實時同步測量，同時獲得光纖陀螺中的光強和相位調(diào)制項，用于光纖陀螺硬件本身的光強和相位調(diào)制項的測試評估，測量方法可靠性高，無需對光纖陀螺硬件進行改動。
【專利說明】一種光纖陀螺中光強和相位調(diào)制項的實時同步測量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光纖陀螺中的信號處理方法，尤其是涉及一種光纖陀螺中光強和 相位調(diào)制項的實時同步測量方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 光纖陀螺是一種新型角速率傳感器，其與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子陀螺相比具有無運動部件、 全固態(tài)、成本低等優(yōu)點。近年來光纖陀螺逐漸投入到工程應(yīng)用，被廣泛應(yīng)用于運動載體的導 航以及穩(wěn)定控制系統(tǒng)，并具有良好的表現(xiàn)。
[0003] 光纖陀螺本質(zhì)上是一個賽格奈克干涉儀，根據(jù)賽格奈克效應(yīng)，當光纖陀螺轉(zhuǎn)動時， 會引入一個與轉(zhuǎn)動角速度成正比的相位差，通過檢測這一相位差可以獲得相應(yīng)的角速率信 息。實際的光纖陀螺為了提高檢測的靈敏度和線性度，通常采用方波相位調(diào)制，使干涉儀工 作在一個偏置工作點上。當采用的方波相位調(diào)制信號如公式1所示時，相應(yīng)的光纖陀螺輸 出信號如公式2所示。其中△ (J)bias為調(diào)制相位；(J)bias為調(diào)制相位的幅度；T為方波相位 調(diào)制信號的周期，一般等于兩倍的光纖陀螺中光纖環(huán)的螺渡越時間；I為光纖陀螺的干涉 信號，為到達光纖陀螺探測器的光強信號；△ 為旋轉(zhuǎn)引起的賽格奈克非互易相移的大 小。

【權(quán)利要求】
1. 一種光纖陀螺中光強和相位調(diào)制項的實時同步測量方法，其特征在于該方法的步驟 如下： 1) 通過相位調(diào)制器，在光纖陀螺中加入相位調(diào)制信號，每一個相位調(diào)制信號由調(diào)制步 A和調(diào)制步B組成，兩個調(diào)制步的持續(xù)時間均為光纖陀螺中光纖環(huán)的渡越時間，調(diào)制步A和 調(diào)制步B調(diào)制相位分別為-Δ (J)b、Δ (J)b ; 2) 光纖陀螺在步驟1)中所述的相位調(diào)制信號調(diào)制下，對其中的調(diào)制步A和調(diào)制步B對 應(yīng)的輸出信號進行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換采樣，獲得調(diào)制步A的數(shù)字輸出信號I A和調(diào)制步B的數(shù)字 輸出信號IB ; 3) 根據(jù)獲得的調(diào)制步A的數(shù)字輸出信號IA和調(diào)制步B的數(shù)字輸出信號IB進行計算， 獲得光纖陀螺當前時刻的光強1〇和相位調(diào)制項△ ; 4) 重復步驟1)?3)進行測量，可以得到各個測試時間點下對應(yīng)的光強IJt)和相位 調(diào)制項Λ φεα)，t為各個測試時間點的時間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖陀螺中光強和相位調(diào)制項的實時同步測量方法，其 特征在于：所述的調(diào)制相位Λ (^取〇?π中不為〇、$、π的任意值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光纖陀螺中光強和相位調(diào)制項的實時同步測量方法，其 特征在于：所述的調(diào)制相位Δ 為$。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖陀螺中光強和相位調(diào)制項的實時同步測量方法，其 特征在于：所述的步驟2)中獲得的調(diào)制步Α的數(shù)字輸出信號Ι Α為以下公式： Ia = I〇[l+cos(-A Φι,+ Δ Φ e)] 獲得的調(diào)制步B的數(shù)字輸出信號IB為以下公式： IB= I〇[1+COS(A Ο] 其中1〇為光纖陀螺中的光強，Λ 為相位調(diào)制項。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖陀螺中光強和相位調(diào)制項的實時同步測量方法，其 特征在于： 所述的步驟3)對調(diào)制步Α的數(shù)字輸出信號ΙΑ和調(diào)制步Β的數(shù)字輸出信號ΙΒ進行計算 具體包括： 1) 根據(jù)獲得的調(diào)制步Α的數(shù)字輸出信號14和調(diào)制步Β的數(shù)字輸出信號ΙΒ，令sA = IA+IB，sB = IA-IB，sA為調(diào)制步A和調(diào)制步B的數(shù)字輸出信號求和項，sB為調(diào)制步A和調(diào)制 步B的數(shù)字輸出信號求差項； 2) 采用以下公式對sA和sB信號進行計算：
獲得當前時刻光纖陀螺中的光強和相位調(diào)制項△ Φ#
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖陀螺中光強和相位調(diào)制項的實時同步測量方法，其 特征在于：所述的相位調(diào)制信號可以通過相位調(diào)制器在任意時刻加入到光纖陀螺中，從而 對任意時間下光纖陀螺的光強和相位調(diào)制項進行實時同步測量。
【文檔編號】G01C19/72GK104089614SQ201410217909
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】李陽, 陳杏藩, 舒曉武, 劉承 申請人:浙江大學