[發明專利]基于坐標旋轉數字計算機算法的諧振式光纖陀螺信號檢測裝置

無效

• 申請號: 200910149274.6
• 申請日: 2007-10-23
• 公開（公告）號: CN101614545A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 楊志懷;馬慧蓮;金仲和
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72;G02F1/35;G02F2/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及一種基于坐標旋轉數字計算機算法的諧振式光纖陀螺信號檢測裝置。

背景技術

諧振腔光纖陀螺(Resonator?Fiber?Optic?Gyro，R-FOG)是利用光學Sagnac效應實現對轉動檢測的一種高精度的慣性傳感器件。由于Sagnac效應是一種非常微弱的效應，系統中信號調制和檢測技術具有非常重要的地位。常用的檢測電路由調制信號發生器和模擬解調信號組成。相對于模擬檢測系統，數字檢測系統穩定性高、設計靈活，可以有效抑制1/f噪聲和溫度等引起的漂移噪聲。

直接數字頻率合成(Direct?Digital?Frequency?Synthesis，DDS)技術的關鍵是相位/幅度轉換部分，常用的方法有存儲器(Read-Only?Memory，ROM)查表法、泰勒級數法、坐標旋轉數字計算機(Coordinate?Rotation?Digital?Computer，CORDIC)算法等。ROM查表法所需的ROM表容量隨精度要求的提高呈指數增長，不易于在現場可編程門陣列芯片(Field?Programmable?Gate?Array，FPGA)中實現。隨著集成電路水平的提高，高精度的頻率合成技術可用實時計算來代替ROM查找表結構。泰勒級數法由于用到大量的乘法運算亦不易于在FPGA中實現。坐標旋轉數字計算機算法于1959年由J.Volder提出，通過加/減、移位運算即可完成高精度的相位-幅度轉換，非常適合在FPGA中實現。

針對R-FOG系統，提出了基于坐標旋轉數字計算機算法的全數字信號檢測的方法。通過單片現場可編程門陣列芯片即可同時實現調制信號的產生、信號的同步解調和數字信號處理，使R-FOG檢測系統更加穩定、靈活。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于坐標旋轉數字計算機算法的諧振式光纖陀螺信號檢測裝置。

基于坐標旋轉數字計算機算法的諧振式光纖陀螺的信號檢測裝置中的激光器與第一耦合器、第一相位調制器、第一光纖環形器、第二耦合器、第二光纖環形器、第二相位調制器、第一耦合器相連接；第一相位調制器與第一數/模轉換器相連接；第二相位調制器與第二數/模轉換器相連接；第一光纖環形器與第一光電探測器、第一信號采樣通道、第一模/數轉換器相連接；第二光纖環形器與第二光電探測器、第二信號采樣通道、第二模/數轉換器相連接；第二耦合器與光纖諧振環相連接；第三數/模轉換器與反饋電路、激光器相連接；第四數/模轉換器與陀螺信號輸出通道相連接；現場可編程門陣列芯片分別與第一數/模轉換器、第二數/模轉換器、第三數/模轉換器、第四數/模轉換器、第一模/數轉換器、第二模/數轉換器相連接。

所述的信號采樣通道的電路為：第一運算放大器的正輸入端作為信號輸入端，第一運算放大器的負輸入端與第一運算放大器的輸出端相連接，第一運算放大器的輸出端與第一電容的一端相連接；第一電容的另一端與第一電阻、第二電阻的一端相連接，第一電阻的另一端接地；第二運算放大器的正輸入端與第二電阻的另一端相連接，第二運算放大器的負輸入端與第三電阻、第四電阻的一端相連接，第二運算放大器的輸出端與第四電阻的另一端、第二電容的一端相連接，第三電阻的另一端接地；第二電容的另一端與第五電阻的一端、第三電容的一端相連接，第三電容的另一端與第六電阻的一端、第三運算放大器的正輸入端相連接，第六電阻的另一端接地；第三運算放大器的負輸入端與第七電阻的一端、第八電阻的一端相連接，第三運算放大器的輸出端與第五電阻的另一端、第八電阻的另一端、第九電阻的一端相連接，第七電阻的另一端接地；第九電阻的另一端與第十電阻的一端、第四電容的一端相連接；第四運算放大器的正輸入端與第十電阻的另一端、第五電容的一端相連接，第四運算放大器的負輸入端與第十一電阻的一端、第十二電阻的一端相連接，第四運算放大器的輸出端與第四電容的另一端、第十二電阻的另一端相連接，第十一電阻的另一端、第五電容的另一端接地。