小型化高精度光纤陀螺的检测电路串扰自检测

在高精度光纤陀螺小型化过程中,检测电路串扰问题越发严重,在复杂应用环境下难以采用基于转台的传统方法测试光纤陀螺串扰在输出中的表现。基于此,提出一种基于施加模拟转速阶梯波的测试方法。该方法使用专用电路生成台阶高度人为可控的阶梯波,利用加法电路将其与闭环阶梯波叠加接入Y波导,通过测试陀螺响应,可确定串扰大小。对该方法进行相关实验验证,实验结果表明:该方法能在不依赖于转台的条件下实现光纤陀螺检测电路串扰的自检测,提升了应用系统的设计与测试效率。     

基于离散傅里叶变换的光纤陀螺电路串扰自检测

光纤陀螺由于构造限制,电路输出信号中易受驱动信号串扰,导致输出结果精度难以满足现实需求,影响了电路工作的安全性和效率。为此,提出基于离散傅里叶变换的光纤陀螺电路串扰自检测方法。首先,分析光纤陀螺电路串扰的原理,对光纤陀螺电路进行闭环检测,获取到电路信号变化规律。其次,根据得到的干扰信号函数,建立电路串扰模型,由于电路串扰间存在互容特性,针对串扰线路使用基尔霍夫电压定律,结合电流的连续性,建立串扰电路信号变化函数;根据光纤陀螺检测中的振动频率,依据电路串扰的时间序列以及电路零均值、非高斯、统计非零峰度,使用离散傅里叶变换解析串扰信号,完成电路串扰的自动检测。经实验验证：本文方法能够节省大量提取时间,平均耗时节省35min,检测精度提高34%,能高效的完成串扰检测。     

消除数字闭环光纤陀螺串扰的多态调制方法

针对数字闭环光纤陀螺中由串扰引起的死区问题,本文提出了一种新的在不同调制深度下消除串扰的多态调制方法。根据数字闭环光纤陀螺调制解调的原理,建立了调制序列与解调序列的相关函数,当该相关函数为零时,可以获得多态调制序列中φm与2π-φm的比例关系,从而获得了不同调制深度下消除串扰的多态调制方案。对不同调制深度下构造的多态调制方案进行实验测试,结果表明,本文提出的数字闭环光纤陀螺多态调制方案能消除由串扰引起的死区问题。     

干涉式光纤陀螺电路串扰的智能辨识技术

电路串扰会影响干涉式光纤陀螺的精度,电路串扰辨识是干涉式光纤陀螺研究领域的重点方向,针对传统方法干涉式光纤陀螺电路串扰辨识误差大等难题,为了提高干涉式光纤陀螺电路串扰的辨识效果,提出了一种干涉式光纤陀螺电路串扰的智能辨识技术。从干涉式光纤陀螺电路串扰信号中提取特征,并采用数据挖掘技术根据特征拟合干涉式光纤陀螺电路串扰变化特点,从而建立了干涉式光纤陀螺电路串扰智能辨识模型,对干涉式光纤陀螺电路串扰辨识结果表明,所提技术的干涉式光纤陀螺电路串扰辨识精度超过92%,减少电路串扰智能辨识时间,电路串扰辨识精度和效率明显优于其它方法,具有更高的实际应用价值。     

光纤陀螺双阶梯波数字相位调制的实验

设计并实验了一种新的数字闭环光纤陀螺调制方式,比较了目前常用的调制方式同实验中调制方式的差异.实验结果表明,采用新调制方式的光纤陀螺能很好地实现闭环工作方式,实测到陀螺的各项性能同原调制方式相仿.但对新调制方式中更好的死区抑制效果预期,在实验中并未明显观测到.     

闭环光纤陀螺中的死区抑制技术研究

研究了闭环光纤陀螺中死区误差的产生机理,并对死区现象进行了仿真.提出了一种消除或减小死区误差的电学方法.实验表明,采用三角波补偿信号可有效抑制闭环光纤陀螺中死区误差.     

光纤陀螺抑制过调制串扰的多态方波调制方法

光纤陀螺方波调制信号引起的调制串扰会导致陀螺输出信号的不稳定,恶化阈值、标度非线性等指标。过调制技术是采用增大调制相位来抑制噪声的一种方法,根据过调制串扰的相关解调原理和模型,推导出含过调制串扰的陀螺输出表达式,指出过调制相位是影响串扰量的重要因素。针对增大过调制相位引起串扰量增加的问题,提出一种抑制过调制串扰的多态方波调制方法,利用响应余弦函数的周期性和调制波形的重复性,产生统计上相关性很小的调制信号和解调信号,在一定的延迟时间下,调制信号及串扰信号与解调信号的相关结果为0,在相关解调过程中减小串扰量。仿真和实验结果表明,该调制方法对串扰信号的抑制作用相比方波过调制提高一个数量级,陀螺的零偏稳定性和阈值指标相比方波过调制改善约40%。     

消偏光纤陀螺偏振串扰误差分析及实验研究

以琼斯矩阵为基础,建立了双消偏光纤陀螺(DFOG)系统的光路传输模型,推导出偏振串扰误差的理论表达式。仿真分析了消偏器的45°角误差,偏振串扰点功率耦合,Y波导有限消光比以及环内偏振旋转角对消偏光纤系统偏振串扰误差的影响。实验验证了两消偏器45°角之间的相对偏差以及温度对陀螺零漂的影响。结果表明,两消偏器45°角之间的相对偏差越大、温度梯度越大,对陀螺精度的影响越大。     

数字调制谐振式光纤陀螺闭环检测方案的研究

谐振式光纤陀螺是采用环形谐振腔来增强萨格纳克（Sagnac）效应的，其数字闭环检测方案具有动态范围大，灵敏度高的特点。对于双频率数字调制的谐振式光纤陀螺，该文提出了两种基于数字信号处理芯片（DSP）实现的闭环检测方案，并利用Matlab软件对两种检测方案进行了全面的比较。     

光纤陀螺标度因数的自标定方法

基于数字闭环光纤陀螺的阶梯波调制原理,该文提出了一种光纤陀螺标度因数的自标定方法,旨在提高光纤陀螺的标定效率。在陀螺的数字信号处理部分即现场可编程门阵列(FPGA)上加入等幅度递增的数字阶梯波信号,通过Y波导改变两光之间的相位差,用这种方法模拟转台角速度的输入,静基座条件下即可拟合标度因数及计算其非线性误差。通过实验验证了光纤陀螺的自标定方法的可行性,并对其适用范围进行研究。     

光纤WDM传输串扰测量

讨论了WDM传输串扰产生的机理和串扰测量的原理,介绍了一种在简单条件下的测量方法。测量的结果,对于一定的串扰、BER与平均接收功率的线性是近似的。     

光纤接收机码间串扰测试

光纤通信系统的测试仪表大多建立在光学和电子学原理之上,因此系统复杂、设备昂贵.本文给出了不需要这些昂贵测试设备却又能进行测试的方法.本文首先从原理上探讨了光纤接收机码间串扰的抑制方法,并从中得到了用示波器观察光纤接收机码间串扰的启发,最后介绍了两种关于光纤接收机码间串扰的简单测试法,为测试设计、测试执行人员在进行光纤接收机码间串扰测试时提供了一种思路.     

采用分布式偏振串扰检测保偏光纤环质量的研究

提出将偏振串扰分析仪用于光纤陀螺(FOG)保偏光纤(PMF)环绕制在线检测、原料PMF质量检测、成品PMF环总体检测和热应力检测。通过对原料光纤检测,可以有效减少原料光纤固有缺陷对光纤环的影响。通过PMF环绕制在线检测,可以有效检测出光纤环在绕制中的缺陷、监控绕制张力、定位绕制光纤位置和改进绕制工艺等。通过光纤环热应力检测,可以了解骨架、光纤固化胶由于热应力作用对光纤环性能的影响。研究表明,分布式偏振串扰测量是大幅提高PMF环质量的一个有效手段。     

全数字光纤陀螺闭环检测系统

介绍了一种新型的全数字光纤陀螺闭环检测方案－数字相位斜波技术,讨论了采用该方案的电路设计并进行了具体电路的设计与调测。实验表明方案可以很好地解决标度因子线性度及大的动态范围等问题。     

光纤陀螺的闭环实现和信号分析

文章提出了一种在开环去偏光纤陀螺基础上实现闭环解调的方案，并分析了反馈信号的各项参数的变化对陀螺输出信号的影响。在保持零偏稳定性好的情况下，在±300°／s转速范围内实现了较低的标度因数非线性度。     

谐振腔光纤陀螺信号检测方法的研究

谐振腔光纤陀螺(R—FOG)是利用光学Sagnac效应实现对转动检测的一种高精度的惯性传感器件。在谐振腔光纤陀螺系统中，信号检测系统占有非常重要的地位，其检测精度的大小直接影响陀螺的分辨率。光纤环形谐振腔是谐振腔光纤陀螺的核心敏感部件。采用两种频率的锯齿波组合调制，考虑激光器有限光谱线宽条件下，采用洛仑兹线型描写光纤环形谐振腔的输出光强表达式。针对输出光强与谐振频率偏差在靠近谐振点附近的近似线性关系，利用多次反馈频率操作来依次跟踪谐振腔光纤陀螺顺时针和逆时针光束的谐振点，从而避免了谐振频率偏差复杂的求根算法。仿真结果表明，多次反馈频率操作，可以较快地锁定到谐振点。     

光纤陀螺的最新进展

光纤陀螺从提出至今仅２０余年,但其从原理到实现到改进的发展过程却发生了很大变化。文中简述了光纤陀螺广泛的应用背景及基本原理,对光纤陀螺实用化进程中的几点重大突破进行了总结,并详细介绍了国外光纤陀螺的研究和生产的最新发展情况,也提及了我国光纤陀螺的研制概况。在对各国光纤陀螺公司产品的性能指标及其应用范围的分析基础上,指出了当前光纤陀螺发展的高精度和低成本两个方向,并介绍了几种主要的方案。     

再人式光纤陀螺信号检测方法

文章提出了一种针对再入式光纤陀螺(Re-FOG)的信号检测方法,采用正负交替变化的脉冲波调制,使不同循环圈数干涉信号得到不同的相位调制,从而分离出所需圈数的干涉信号并解算出转速。实验测试了陀螺样机,分离了第一圈和第二圈干涉信号并由此测量到转速。实验结果表明:所提出的信号检测方法能够有效地测出陀螺转速;所研制的光纤陀螺的零偏稳定性优于4°/h。     

降低射频电路串扰噪声的布线方法

研究并解决了无障碍多层无网格射频电路的布线问题,主要包括三个部分:设计规则、串扰噪声限制和布线方法.首先通过设计规则计算连线参数,运用RLc模型估算串扰噪声,然后,按照需要连接的实节点个数进行归类并提出相应的布线算法.实验结果表明,该布线方法可有效地降低射频电路的串扰噪声.     

少模光参量放大器的光纤设计与串扰特性

研究了少模光参量放大器（FMOPA）的串扰特性,详细描述了发生在少模光纤模式内和模式间的四波混频及其相位匹配条件。给出了少模光纤中与时间无关的非线性薛定谔传输方程,利用数值求解方法描述了FMOPA的模间串扰,并推导出相应的半解析解。首先,设计了一种新的光纤结构,能在C波段（1530～1565 nm）以20 nm带宽传输五个模式。然后,用COMSOL仿真软件获得不同模式的模场分布,并用Matlab软件计算了这些模式间的传播常数与非线性系数。最后,通过合理调整每个模式的传输功率,在150 m长的光纤上使不同模式间的最大差分增益减小到0.7 dB。实验结果表明,半解析解与数值求解方法得到的串扰结果一致性较高。