[發(fā)明專利]光纖陀螺儀

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910567721.3
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110186449A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賴志林;王振興
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市度彼電子有限公司
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 楊奇松

本發(fā)明提供一種光纖陀螺儀，包括：微控制器以及依次電性連接的鎖相器、激光調(diào)制發(fā)射器、光纖環(huán)、混頻接收器和濾波放大器，所述鎖相器、所述激光調(diào)制發(fā)射器、所述混頻接收器、所述濾波放大器均與所述微控制器電性連接，所述鎖相器還電性連接所述混頻接收器。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，通過采用光纖環(huán)傳輸原理和差頻測相原理來實現(xiàn)測量轉(zhuǎn)動角功能，代替相對昂貴的Y波導(dǎo)集成光學(xué)調(diào)制器，可降低光纖陀螺儀的成本，有利于該光纖陀螺儀的民用化推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陀螺儀技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖陀螺儀。

背景技術(shù)

光纖陀螺儀是基于Sagnac效應(yīng)發(fā)展出來的一種角速率測量儀表，該光纖陀螺儀具有結(jié)構(gòu)簡單、耐沖擊、動態(tài)范圍大的技術(shù)優(yōu)點，同時具有壽命長、可靠性高的使用效果，現(xiàn)已被廣泛的應(yīng)用在航空航天、機器人控制、石油煤炭開采等多個領(lǐng)域。

目前，市面上的光纖陀螺，其光路部分主要由5個器件組成，即光源、光纖耦合器、Y波導(dǎo)集成光學(xué)調(diào)制器、光纖環(huán)和光電探測器。然而，由于Y波導(dǎo)集成光學(xué)調(diào)制器相對比較昂貴，導(dǎo)致該光纖陀螺儀比較昂貴，無法進行民用化推廣。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種光纖陀螺儀，通過采用差頻測相原理來實現(xiàn)測量轉(zhuǎn)動角，代替相對昂貴的Y波導(dǎo)集成光學(xué)調(diào)制器，有利于該光纖陀螺儀的民用化推廣。

本發(fā)明實施例提供一種光纖陀螺儀，包括：微控制器以及依次電性連接的鎖相器、激光調(diào)制發(fā)射器、光纖環(huán)、混頻接收器和濾波放大器，所述鎖相器、所述激光調(diào)制發(fā)射器、所述混頻接收器、所述濾波放大器均與所述微控制器電性連接，所述鎖相器還電性連接所述混頻接收器；

所述鎖相器用于產(chǎn)生驅(qū)動時鐘信號和本振時鐘信號，還輸出同步時鐘到所述微控制器；

所述激光調(diào)制發(fā)射器用于根據(jù)所述驅(qū)動時鐘信號調(diào)制發(fā)射激光并將得到的調(diào)制激光導(dǎo)入所述光纖環(huán)；

所述混頻接收器用于接收所述調(diào)制激光并與所述本振時鐘信號進行混頻，以輸出混頻信號；

所述微控制器用于對經(jīng)過所述濾波放大器處理后的混頻信號進行采樣并根據(jù)得到的采樣信號計算相位差及所述光纖環(huán)的轉(zhuǎn)動角。

在上述光纖陀螺儀中，可選地，所述激光調(diào)制發(fā)射器包括驅(qū)動調(diào)制電路和激光二極管，所述驅(qū)動調(diào)制電路分別電性連接所述微控制器和所述鎖相器，所述激光二極管電性連接所述驅(qū)動調(diào)制電路。

在上述光纖陀螺儀中，可選地，還包括：LED發(fā)光二極管，所述LED發(fā)光二極管電性連接所述驅(qū)動調(diào)制電路，所述驅(qū)動調(diào)制電路用于根據(jù)所述驅(qū)動時鐘信號調(diào)制LED發(fā)射光，所述混頻接收器還用于直接接收調(diào)制后的LED發(fā)射光。

在上述光纖陀螺儀中，可選地，所述混頻接收器包括調(diào)理電路和外光電接收器，所述調(diào)理電路分別連接所述鎖相器和所述外光電接收器，所述外光電接收器連接所述濾波放大器；

所述調(diào)理電路用于對所述本振時鐘信號進行信號調(diào)理；

所述外光電接收器用于接收所述調(diào)制激光并與調(diào)理后的本振時鐘信號進行混頻。

在上述光纖陀螺儀中，可選地，所述外光電接收器包括電壓偏置電路和光電二極管，所述電壓偏置電路分別電性連接所述微控制器和所述光電二極管，所述光電二極管電性連接所述濾波放大器。

在上述光纖陀螺儀中，可選地，還包括：分光鏡和內(nèi)光電接收器，所述分光鏡設(shè)于所述激光二極管和所述光纖環(huán)之間，所述內(nèi)光電接收器分別電性連接所述調(diào)理電路和所述濾波放大器；

所述分光鏡用于將所述調(diào)制激光分光成兩路，一路導(dǎo)入所述光纖環(huán)，另一路由所述內(nèi)光電接收器接收。

在上述光纖陀螺儀中，可選地，還包括：溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)置在距離所述光電二極管的預(yù)設(shè)位置處；