[發明專利]一種適用于干涉式光纖陀螺的信號處理裝置的同頻干擾測試方法

有效

• 申請號: 200710117620.3
• 申請日: 2007-06-20
• 公開（公告）號: CN101071068A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 宋凝芳;潘雄;杜士森;馬東營;徐小斌
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01C19/66
• 分類號: G01C19/66;G01C25/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明涉及一種對信號干擾處理的測試方法，更特別地說，是指一種適用于干涉式光纖陀螺的信號處理裝置的同頻干擾測試方法。

背景技術

干涉式光纖陀螺是一種測量角速度的儀器，其硬件包括光源1、耦合器2、Y波導3、光纖環4、光電探測器5和信號處理裝置6組成(請參見圖1所示)。所述的信號處理裝置6包括用于對光電探測器5輸出的光功率信號f₁進行濾波放大的前放濾波電路61、A/D轉換器62、中心處理器63、D/A轉換器64和放大調理電路65組成(請參見圖2所示)。其中心處理器63可以由DSP實現、也可以由FPGA實現、也可以由DSP+FPGA實現。干涉式光纖陀螺對角速度的測量是通過在光纖環4中傳播的兩束相向的光在光纖陀螺自身的轉動中，引起的非互易相位差的大小來表征的。陀螺是敏感相對于慣性空間角運動的裝置。它作為一種重要的慣性敏感器，用于測量運載體的姿態角和角速度，是構成慣性系統的核心器件。可以應用在飛行器導航、艦船導航和陸用導航中。

干涉式光纖陀螺環形干涉儀中，光波在Y波導3和耦合器2之間的兩路光路的群傳輸時間之差倒數的二分之一稱為光纖陀螺的本征頻率(eigen?frequency)。光纖陀螺最小互易性結構的光功率響應是一個隆起的余弦函數，為了獲得較高的靈敏度，故給該信號施加一個偏置，使之工作在一個響應斜率不為零的點附近。而Y波導3中的寄生非線性或振幅調制可能會削弱偏置的質量。在Y波導3非線性的情況下，一種簡單的解決方法是使光纖陀螺環工作在本征頻率(或其奇次諧波)上，因此，光纖陀螺的信號處理裝置6通常都是基于其本征頻率來設計其控制時序的。

發明內容

本發明的目的是提出一種適用于干涉式光纖陀螺的信號處理裝置的同頻干擾測試方法，該同頻干擾測試方法通過對光源驅動電路的光源驅動電壓信號f₃進行干擾，干擾后的信號經光源、耦合器、Y波導、光纖環后，再經光電探測器轉換輸出光功率信號f₁，以Y波導的方波信號f₂作為信號參考輸入，采用瑣相放大原理對光功率信號f₁和Y波導的方波信號f₂解析獲得噪聲幅度信號f₄。實現了對干涉式光纖陀螺輸出信息的優化。

本發明是一種適用于干涉式光纖陀螺的信號處理裝置的同頻干擾測試方法，同頻干擾解析模塊7對所述信號處理裝置6內部信息的解析步驟有：

第一步：由中心處理器63產生用于驅動Y波導3的方波信號f₂；

第二步：由中心處理器63產生用于驅動光源驅動電路11的電壓信號f₃；

第三步：光電探測器5輸出的光功率信號f₁經前放濾波電路61、A/D轉換器62后進入中心處理器63；

第四步：同頻干擾解析模塊7對接收的光功率信號f₁和方波信號f₂進行同頻干擾解析處理，獲得噪聲幅度信號f₄；

第五步：同頻干擾解析模塊7對噪聲幅度信號f₄進行分析以后，對電壓信號f₃進行補償，從而優化光纖陀螺輸出信息。

所述同頻干擾解析模塊7主要包括有信號通道、參考通道、噪聲檢測通道；光電探測器5輸出的光功率信號f₁，經過A放大器71、濾波器72、B放大器73得到被檢測信號f_1-1；方波信號f₂經觸發器74、相移器75、C放大器76相移放大后得到第一參考信號f_2-1；方波信號f₂經觸發器74、E放大器80后得到的第二參考信號f_2-2；第一參考信號f_2-1和第二參考信號f_2-2分別與被檢測信號f_1-1經乘法器77后得到第一交流信號V_M1和第二交流信號V_M2；第一交流信號V_M1經濾波后，濾除掉其中的交流信號而得到直流濾波信號V_M1+FILT，第二交流信號V_M2經濾波后，濾除掉其中的交流信號而得到移相后的直流濾波信號V_M2+FILT；將直流濾波信號V_M1+FILT和移相直流濾波信號V_M2+FILT進行求模優化獲得噪聲幅度信號f₄。