外腔半导体激光器在谐振式光学陀螺中的应用研究

陀螺是一种高精度的惯性传感器件,作为第二代陀螺的谐振式光纤陀螺,在理论上精度高于第一代干涉型光学陀螺。但是谐振式光学陀螺对光源有一个苛刻的要求,需要光源的调谐范围要宽,线宽要窄。一般达到要求的光源体积都很大,不利于谐振陀螺的小型化和成品化。基于谐振式陀螺的检测原理,提出了一种基于外腔半导体激光器的谐振陀螺控制方案,对光源的调制信号进行了分析,提出了温度恒定,控制电流的控制方案。并对外腔激光器电流特性和谐振陀螺入谷信号进行了分析。     

一种导航计算机检测设备

本文提出了基于虚拟仪器技术和自动化测试技术相结合的导航计算机检测设备。设备的上位机运行LabVIEW程序产生载体姿态信号,将信号通过RS232传输,最后在基于FPGA的硬件电路上产生与真实陀螺相同的输出信号。被测导航计算机在此输入信号下工作并给出导航计算的输出结果。数据采集由上位机完成,并以此评判导航计算机的状态,完成现场快速测试和故障诊断。本文主要论述上位机的工作,对FPGA的应用也作了简单介绍。     

谐振式光学陀螺入谷信号的判断方案

谐振式光学陀螺是一种新型的惯性传感器件,通过控制扫描频率锁定在谐振谷中,检测频率变化引起的光强变化从而计算出转速信号。在谐振陀螺系统中,入谷电压的判断是谐振陀螺检测系统中的第一步。由于选用的光源不同,对于光源的调频方式不同,调频方式对于光源的影响也不相同,因此对于入谷电压的判断方法也不同。根据两种光源条件下对于光源入谷电压的判断进行了分析,并且对于光源功率随频率变化的情况进行了重点分析,提出了两种入谷电压的判断方案,通过比较两种方法的差别,最终选用了模拟方法,并且经过实验验证,取得了很好的效果。     

谐振式光学陀螺小型化光源频率跟踪锁定研究

谐振式光学陀螺是一种基于Sagnac效应的高精度新型角速度传感器,通过检测谐振腔顺逆时针两路光路的谐振频差得到角速度。谐振式光学陀螺的小型化关键是实现光源的小型化。基于半导体窄线宽小型化光源调制方式的特点,分析了谐振谷的频率跟踪锁定问题,实现了陀螺的频率跟踪控制。     

光纤型输液器液位自动报警装置

利用光纤传输以及液面全内反射方式,并采用光源脉冲调制和锁相环信号检测技术,研制了一种光纤型液位自动报警装置,已经用于输液器输液终了时的远距离自动报警。该装置抗干扰能力强、安全可靠、成本低且易于网络化,并可以用于其它种类液位的非接触远距离监测。     

集成光学陀螺信号噪声抑制电路设计

集成光学陀螺采用光学Sagnac效应,通过检测谐振腔中相向传输两束光的谐振频率差得到转动角速度.针对陀螺输出信号及其噪声特征,提出了基于开关电容的滤波器的信号调理方法,理论分析表明了比传统带通滤波器更好的噪声抑制效果.建立了开关电容滤波器的频域模型,并利用该模型对滤波器参数进行了优化设计.同时,理论分析了其梳状滤波器特...     

光纤振动传感器的信号检测电路设计

基于干涉仪的相位调制型光纤传感器具有极高的灵敏度,其中探测微弱光信号的光电信号检测电路起着重要的作用。针对光纤振动传感器系统,分析了PIN光电二极管前放电路和典型跨阻抗PIN-FET的组件电路,为减小前放I/V变换电路中跨阻阻值很大而带来的热噪声,设计了T型电阻网络。利用结构简单、性价比高的PIN光电二极管的前放检测和滤波器电路,对Sagnac干涉仪的输出的光信号进行了检测。实验表明该电路有效地降低了输出光电流噪声的均方值,其性能可靠,完全满足振动传感器的实际应用的测量要求。     

DSP和FPGA并行通信方法研究

本文介绍了一种DSP与FPGA之间的并口通信方法,它实际应用于陀螺数字检测电路。此方法使用TMS320F2812芯片的外部数据总线接口(XINTF)与FPGA相连接,利用它的中断和读写选通信号(XRD与XWE)作为判断位与使能位完成通信。文中给出了它们的硬件连接方式和通信部分的软件程序,并用modelsim对FPGA通信程序进行了仿真。通过仿真结果以及在实际电路中的实验调试,表明此方法可以实现DSP与FPGA之间的并行通信,能有效提高通信速度。     

谐振式光学陀螺检测电路的噪声分析

噪声是限制陀螺精度的重要原因,因此为提高陀螺精度,首先要分析噪声的水平和来源。本文介绍了一种应用于谐振式光学陀螺数字检测电路的噪声逐级检测方法,并分析了检测电路中各部分的噪声源。通过对现有某陀螺检测电路进行实验数据的分析,找到了对该谐振陀螺噪声贡献最大的部分。又从信噪比角度给出确定该陀螺输入光功率的方法,计算出了它的灵敏度。实验表明此方法可以分析出陀螺检测电路中各部分的噪声源,与理论分析一致。为抑制检测电路噪声,提高陀螺精度提供依据。     

光学谐振陀螺调制与反馈信号研究

本文描述了一个DSP为核心,FPGA为外围电路的光学陀螺信号检测系统。本文首先简单介绍了光学陀螺的基本原理,各种检测方案研究发展状况。然后提出了本文的研究方案并详细介绍硬件实现和程序控制部分。针对光学谐振陀螺的阶梯波反馈控制技术的特点,在检测电路基础上提出一种较为新颖的等周期调幅锯齿波反馈技术。最后介绍了仿真和测试结果和结论。