[發明專利]一種自適應小型化光纖環圈測試系統及測試方法

有效

• 申請號: 202010004528.1
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111044081B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 張書穎;左文龍;李凡
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0七研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 劉玲

1.一種自適應小型化光纖環圈測試系統，其特征在于：包括光源、保偏分束器、Y波導調制器、光電探測器、調制解調板及控制面板，光源發出的光傳輸進保偏分束器，再由保偏分束器輸出給Y波導調制器，Y波導調制器將一束光分成兩束強度相等，傳播方向相反的光輸入到光纖環圈的兩端，兩束光分別沿光纖環圈傳播輸出后再次在Y波導調制器處匯合發生干涉，干涉后的光經由保偏分束器輸出給光電探測器；光電探測器將光信號轉變成電信號，轉換后的電信號由調制解調板進行處理和提取，提取出代表轉速信號的兩束光之間的sagnac相位誤差，調制解調板與控制面板通訊連接；

所述自適應小型化光纖環圈測試系統的測試方法包括如下步驟：

1)光纖長度測量：采用OTDR光時域反射儀測量得光纖環圈長度準確值，測量誤差±0.5m；

2)啟動環圈測試系統：進入液晶顯示屏的人機交互界面；

3)計算光纖環圈本征頻率：根據光纖環圈長度與本征頻率的關系，將第一步測得的光纖環圈長度即L帶入公式得到該環圈的本征頻率；這一過程通過人際交互界面啟動控制面板計算得到；

4)進行自適應分頻算法，自適應分頻算法包括如下過程：

倍頻因子M₁、M₂從1-32依次進行遍歷；

分頻因子N₁，N₂從1-32進行依次遍歷；

若|f₀-f|＜20，對應的M₁、M₂、N₁和N₂即為要選擇的分頻方案對應的分頻參數，從而確定不同的采樣點數，在界面上選擇啟動自適應分頻算法，選擇分頻方案；

5)對環圈進行增益調節：點擊計算閉環增益，根據步驟4)分頻方案的選擇和具體的采樣點數在控制面板中計算光纖環圈實際閉環增益，根據界面上計算得到的實際增益結果，輸入移位參數具體數值；

6)重復下一只光纖環圈參數設置：界面操作完成后點擊確認并保存，返回第一步；

7)完成環圈測試：最后一只光纖環圈設置完成后進行測試。

2.根據權利要求1所述一種自適應小型化光纖環圈測試系統，其特征在于：所述光源為一分N光源，所述保偏分束器和Y波導也為對應的N個，光源輸出光可同時分成光功率相等的N路光分別輸出給N只保偏分束器，經由N只保偏分束器、N只Y波導調制器后到達三個被測光纖環圈，同時測試N只光纖環圈，2≤N≤4。

3.根據權利要求1所述一種自適應小型化光纖環圈測試系統，其特征在于：調制解調板通過控制面板與液晶顯示屏實現通訊；控制面板根據輸入的環圈長度自行計算得組件本征頻率及相關分頻參數，采用SPI技術協議實現與調制解調板上的FPGA芯片的通訊，完成不同長度的組件程序自動更新和加載功能。