一種光纖陀螺的光路結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及光纖陀螺技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖陀螺的光路結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)字閉環(huán)光纖陀螺是目前高精度、高動態(tài)光纖陀螺的主流方案。在傳統(tǒng)光纖陀螺 光路中，光源經(jīng)耦合器后與Y波導(dǎo)相連，然后通過Y波導(dǎo)與光纖環(huán)的兩端相連，最后，經(jīng)光纖 環(huán)后的光波信號再經(jīng)Y波導(dǎo)和耦合器后進(jìn)入探測器，如圖1所示。參見圖2,該方案是利用 階梯波產(chǎn)生反饋相位，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制；階梯波的臺階高度對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)引起的薩格奈克相移。 階梯波是在調(diào)制電路的FPGA (數(shù)字處理電路）中以數(shù)字量的形式產(chǎn)生，并經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換為 模擬量施加于Y波導(dǎo)，以形成閉環(huán)；為了避免階梯波的無限上升，利用D/A的自動溢出實(shí)現(xiàn) 2 復(fù)位。但方波調(diào)制信號的周期為光纖環(huán)渡越時間的2倍（2 T )，臺階寬度為T，A/D采 樣周期為T，信號解算周期為2 T，從而使這種周期的限制對于提高光纖陀螺帶寬和精度 有一定的制約作用。
[0003] 并且該方案的特點(diǎn)是反饋信號為階梯波，臺階高度對應(yīng)于薩格奈克相移，臺階寬 度等于光纖環(huán)渡越時間（T);由于階梯波的上升，使得D/A轉(zhuǎn)換工作在整個轉(zhuǎn)換區(qū)；由于 D/A轉(zhuǎn)換存在一定程度的非線性，從而導(dǎo)致D/A轉(zhuǎn)換存在非線性失真。
[0004] 上述問題的原因在于Y波導(dǎo)調(diào)制具有雙向性，即Y波導(dǎo)對經(jīng)過光纖環(huán)后的光波也 有調(diào)制作用。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實(shí)用新型的目的在于怎樣解決由于D/A轉(zhuǎn)換非 線性引起的數(shù)模轉(zhuǎn)換失真，調(diào)制信號和反饋信號受光纖環(huán)渡越時間制約的問題，提供一種 光纖陀螺的光路結(jié)構(gòu)，能夠有效提高光纖陀螺儀的測量精度。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的：一種光纖陀螺的 光路結(jié)構(gòu)，包括SLD光源、Y波導(dǎo)、光纖環(huán)、耦合器以及探測器，其特征在于：所述SLD光源通 過保偏光纖直接與Y波導(dǎo)相連，Y波導(dǎo)經(jīng)兩環(huán)形器后分別與光纖環(huán)的兩端相連，兩環(huán)形器經(jīng) 耦合器后與探測器相連。
[0007] 進(jìn)一步地，所述探測器與調(diào)制電路相連，所述調(diào)制電路輸出光纖環(huán)的旋轉(zhuǎn)角速率 信號，同時，該調(diào)制電路與Y波導(dǎo)相連。
[0008] 進(jìn)一步地，所述調(diào)制電路包括前置放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字信號處理電路、D/ A轉(zhuǎn)換電路以及Y波導(dǎo)驅(qū)動電路；所述探測器與調(diào)制電路的前置放大電路相連，前置放大電 路和A/D轉(zhuǎn)換電路后與數(shù)字信號處理電路相連，該數(shù)字信號處理電路輸出光纖環(huán)的旋轉(zhuǎn)角 速率信號，同時，該數(shù)字信號處理電路經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換電路后與Y波導(dǎo)驅(qū)動電路相連，通過該Y 波導(dǎo)驅(qū)動電路對Y波導(dǎo)進(jìn)行驅(qū)動。
[0009] 進(jìn)一步地，所述SLD光源由一光源驅(qū)動電路驅(qū)動。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0011] 1、由于光波只經(jīng)過一次Y波導(dǎo)，使得經(jīng)過光纖環(huán)后的光波不經(jīng)過Y波導(dǎo)，即調(diào)制信 號對光波只調(diào)制一次，這樣可使調(diào)制信號不再受光纖環(huán)渡越時間的制約，從而可以根據(jù)需 要調(diào)整調(diào)制信號的頻率（這直接影響A/D采樣時間），以提高光纖陀螺的帶寬和精度；
[0012] 2、反饋信號也是只調(diào)制一次光波，使得反饋信號不必增加，即反饋信號采用直流 電平代替階梯波，避免了 D/A轉(zhuǎn)換非線性引起的數(shù)模轉(zhuǎn)換失真問題。
【附圖說明】
[0013] 圖1是傳統(tǒng)光纖陀螺原理框圖。
[0014] 圖2是光纖陀螺階梯波波形圖。
[0015] 圖3是光纖陀螺方波調(diào)制原理圖。
[0016] 圖4是新型光纖陀螺原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0018] 實(shí)施例：參見圖3、圖4, 一種光纖陀螺的光路結(jié)構(gòu)，包括SLD光源、Y波導(dǎo)、光纖環(huán)、 耦合器以及探測器，所述SLD光源通過保偏光纖直接與Y波導(dǎo)相連，Y波導(dǎo)經(jīng)兩環(huán)形器后分 別與光纖環(huán)的兩端相連，兩環(huán)形器經(jīng)耦合器后與探測器相連；所述SLD光源由一光源驅(qū)動 電路驅(qū)動。
[0019] 所述探測器與調(diào)制電路相連，所述調(diào)制電路輸出光纖環(huán)的旋轉(zhuǎn)角速率信號，同時， 該調(diào)制電路與Y波導(dǎo)相連。所述調(diào)制電路包括前置放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字信號處理 電路、D/A轉(zhuǎn)換電路以及Y波導(dǎo)驅(qū)動電路。所述探測器與調(diào)制電路的前置放大電路相連，前 置放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路后與數(shù)字信號處理電路相連，探測器探測到的反饋信號經(jīng)前置 放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路后輸入到數(shù)字信號處理電路，該數(shù)字信號處理電路輸出光纖環(huán)的 旋轉(zhuǎn)角速率信號，同時，該數(shù)字信號處理電路經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換電路后與Y波導(dǎo)驅(qū)動電路相連，通 過該Y波導(dǎo)驅(qū)動電路對Y波導(dǎo)進(jìn)行驅(qū)動。
[0020]其工作原理具體如下：
[0021] 1)光纖陀螺解調(diào)原理
[0022] 對于干涉型光纖陀螺，其光路輸出與輸入的相應(yīng)關(guān)系為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光纖陀螺的光路結(jié)構(gòu)，包括SLD光源、Y波導(dǎo)、光纖環(huán)、耦合器以及探測器，其特 征在于：所述SLD光源通過保偏光纖直接與Y波導(dǎo)相連，Y波導(dǎo)經(jīng)兩環(huán)形器后分別與光纖環(huán) 的兩端相連，兩環(huán)形器經(jīng)耦合器后與探測器相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖陀螺的光路結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述探測器與調(diào)制 電路相連，所述調(diào)制電路輸出光纖環(huán)的旋轉(zhuǎn)角速率信號，同時，該調(diào)制電路與Y波導(dǎo)相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光纖陀螺的光路結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述調(diào)制電路包括 前置放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字信號處理電路、D/A轉(zhuǎn)換電路以及Y波導(dǎo)驅(qū)動電路；所述 探測器與調(diào)制電路的前置放大電路相連，前置放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路后與數(shù)字信號處理 電路相連，該數(shù)字信號處理電路輸出光纖環(huán)的旋轉(zhuǎn)角速率信號，同時，該數(shù)字信號處理電路 經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換電路后與Y波導(dǎo)驅(qū)動電路相連，通過該Y波導(dǎo)驅(qū)動電路對Y波導(dǎo)進(jìn)行驅(qū)動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖陀螺的光路結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述SLD光源由一 光源驅(qū)動電路驅(qū)動。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種光纖陀螺的光路結(jié)構(gòu)，包括SLD光源、Y波導(dǎo)、光纖環(huán)、耦合器以及探測器，所述SLD光源通過保偏光纖直接與Y波導(dǎo)相連，Y波導(dǎo)經(jīng)兩環(huán)形器后分別與光纖環(huán)的兩端相連，兩環(huán)形器經(jīng)耦合器后與探測器相連。本實(shí)用新型能夠有效提高光纖陀螺儀的測量精度。
【IPC分類】G01C19-72
【公開號】CN204388859
【申請?zhí)枴緾N201520098812
【發(fā)明人】李光輝
【申請人】重慶華渝電氣集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月12日