谐振式光纤陀螺的数字检测方案及其优化设计

提出了一种基于 DSP 芯片实现的双频率数字调制谐振式光纤陀螺系统的闭环检测方案。在此方案中,利用带通滤波器从探测器的输出光强信号中提取其基波频率的正弦信号,通过相关检测原理去掉干扰的噪声,并利用低通滤波器提取与探测器输出光强幅度直接成正比的直流信号,将其转换成相应的谐振频差,利用此频差即可求得陀螺的旋转角速度。此方案检测线路简单,操作方便,基于 DSP 芯片的实现则大大提高了系统处理速度。同时,还利用 Matlab 软件对检测系统中的滤波器参数进行了优化设计,提高了系统的检测精度。     

数字闭环光纤陀螺输出滤波器设计

在数字闭环光纤陀螺中,数字输出信号由高抽样率的反馈信号抽取得到,为避免抽取过程中发生频域混迭,应加入输出滤波器对信号进行低通滤波。根据多抽样率数字信号理论,采用多级抽取滤波器的设计方法,为陀螺设计输出滤波器。和一级低通滤波器比较说明,所设计的三级抽取滤波器,运算量小、滤波效果好。测试结果表明,加入输出滤波器不改变陀螺静态特性,抑制了振动时引起的高频误差,提高了陀螺精度。     

抑制机械谐振的一种改进的数字滤波器

分析了机械谐振频率对经纬仪系统性能的影响,在传统双 T 网络的基础上,提出了一种改进的数字滤波器。该滤波器可以通过适当的参数修改达到控制机械谐振点陷波幅值的效果。实验表明,本文提出的改进的数字滤波器滤波效果好于传统的双 T 网络滤波器。     

谐振式微机械惯性传感器

对几种典型的谐振式加速度微传感器和微陀螺的结构、工作原理等方面进行了概述,分析了各自的应用特点。从中反映出谐振式微惯性传感器具有优良的特性,必有广阔的应用和发展前景。     

基于数字低通滤波器的采样测量方法的研究

研究了用∑-△A/D对三相电压、电流进行数字采样以及用数字信号处理器（DSP）进行数字滤波来实现电参数测量的原理.提出了一种比通常采样测量方法更快、更准确、更适宜被测波形畸变较大和在线实时监测的工频电参数的采样测量的新方法.对该测量方法及影响测量准确度的因素进行了定性和定量的分析,并给出了测量误差的估计公式.     

基于Lighttools的激光陀螺光学仿真

LightTools是一个全新的具有光学精度的交互式三维实体建模软件体系,在系统初步设计、复杂系统设计规划、照明系统设计分析等方面发挥重要作用。介绍一种基于Lighttools的激光陀螺光学仿真,依靠Lighttools完成对激光陀螺光学模型的建立,并对模型可靠性进行测试,从而在实际的陀螺生产中提供设计指导。     

半球谐振陀螺一种测角速率的方法

本文介绍了基于英国科学家G.H.Bryan的理论而工作的新型半球谐振陀螺仪(HRG)的工作原理。描述了半球谐振陀螺的测角过程。当陀螺壳体绕中心轴旋转时,由于哥氏效应(coriolis effect),谐振子振型相对壳体产生进动,通过控制双点激励力的幅值比,可实现振型对壳体转动角的跟踪,从而形成一种半球谐振陀螺检测角速率的方法。     

基于多项式模型的半球谐振陀螺温度漂移建模

在半球谐振陀螺工作过程中,环境温度的变化是不可避免的.温度的变化影响陀螺的结构和谐振频率,导致陀螺产生漂移,为了提高半球谐振陀螺的精度,根据温度漂移和温度变化的相关性,本文利用回归理论对温度漂移数据进行分析,建立了半球谐振陀螺温度偏置漂移的多项式数学模型,实验表明,多项式模型能够有效的补偿半球谐振陀螺的温度偏置漂移.     

一种双波长数字锁相光学拓扑成像系统

光学拓扑成像方法作为现有脑功能成像模态的有益补充,可以直接同时提供脑组织中氧合血红蛋白(HbO2)和脱氧血红蛋白(Hb)的变化信息,对临床诊断和治疗有重要意义.目前推出的光学拓扑成像系统价格昂贵,难以推广,因此设计了一种结构简单、成本较低的双波长数字锁相光学拓扑成像系统.该系统采用数字锁相检测技术从叠加信号中提取各个分信号的幅值信息,并以修正的Beer-Lambert定律为模型计算每对相邻的源点和探测点之间脑组织的吸收系数变化量.对该拓扑成像系统进行了可行性验证和模拟的实验验证,结果表明,该拓扑成像系统不仅能实现双波长同步测量,还能在一定程度上对目标位置进行有效分辨,并准确反映其吸收系数变化趋势,在大脑皮层各调控区的应激反应过程定性研究中具有重要意义.     

闭环光纤陀螺数字控制器的设计与仿真

数字闭环光纤陀螺可以看作一个数字控制系统,根据陀螺工作原理推导出系统离散传递函数。为消除稳态误差及改善零偏稳定性,数字控制器中加入积分环节和滑动平均滤波器,并引入PID 控制算法改善系统动态特性。根轨迹分析表明,控制器增益过大将引起系统不稳定。仿真结果显示,加入综合所得数字控制器,可以满足陀螺实际应用需要。     

集成光学陀螺环形谐振腔的优化设计与制备

利用广角有限差分光束传播法(WA-BPM)对集成光学陀螺(10G)用掺锗的二氧化硅光波导环形谐振腔进行了优化设计,详细分析了谐振腔的主要性能参数精细度F与各种损耗及光强耦合系数的关系. 在优化设计基础上,在硅基底上利用等离子体增强型化学汽相沉积(PECVD)法与反应离子刻蚀(RIE)制作了掺锗的SiO2光波导环形谐振腔.经测试,在1 550 nm波长处,光波导传输损耗为0.02 dB/cm,环形谐振腔内总传输损耗仅为0.1 dB/circuit,可为今后集成光学陀螺的小型化和高灵敏度提供理论参考.     

液浮陀螺的可靠性设计

液浮陀螺是惯性敏感元件之一，具有精度高、寿命长、可靠性高等特点，广泛应用于国防工业。在多年的研制过程中，也暴露出其在可靠性方面存在的薄弱环节，针对发现的各种问题，采取相应的设计措施，能够有效的提高液浮惯性器件的可靠性，增加产品寿命。     

半球谐振陀螺的振幅控制及误差分析

基于正交理论和半球谐振陀螺的动力学分析,研究了半球谐振陀螺的振幅检测和控制原理.半球谐振陀螺由于制造工艺和装配过程中的因素,其结构难免出现误差,对振幅的检测和控制产生影响.针对结构误差给出了一种振幅检测方法,可有效地提高振幅检测和控制的精度.分析了谐振子环向不对称造成的振幅误差,并建立了由此引起的测角误差的数学模型,讨论了由软件算法来补偿侧角误差的方法.     

简易光纤陀螺测试系统的设计与实现

光纤陀螺是20世纪70年代发展起来的一种新型惯性仪器，由于具有精度高、抗干扰能力强、预热时间短等一系列优点，在各个领域得到了广泛的应用。而要保证光纤陀螺的测试精度，一套高精度的测试系统是必不可少的。论文针对模拟光纤陀螺进行测试系统设计，以往采用较多的测试方法为：首先对信号进行A/D转换，再利用计算机进行数字信号采集；但由于AD转换存在精度低及连续性差等缺点，大大限制了测试系统的精度。基于这一方面考虑，论文中设计了一种简易的高精度光纤陀螺多路测试系统，直接对输出的模拟信号进行采集，再利用采集到的电压信号进行解算，得到角速度值。在组建完整套测试系统后，对设计的测试系统进行了试验验证及精度标定，试验结果表明，该测试系统具有较高的精度，完全可以满足中低精度模拟光纤陀螺的测试要求。     

基于光子带隙(PBG)结构的小型K波段谐振式带通滤波器

提出了一种新的基于光子带隙结构的K波段谐振式带通滤波器，给出了近似设计公式，并在半导体衬底上，采用微电子的工艺实现了这种结构。这种滤波器设计方法简单，体积小，整个长度接近谐振频率上的导波波长，加工方便，便于与其他电路集成，带内损耗小，阻带范围宽，带外抑制高。另外，本文的理论分析和实验结果均基于半导体衬底，可以直接应用于微波集成电路中。理论模拟与实际测量值基本吻合。     

一种应用于涡流检测的DDS正交信号源

介绍了采用单片DDS芯片AD9854设计的频率可连续调节的宽带正交信号源，给出了系统的硬件构成、软件流程及软件编程方法等。该正交信号源具有优良的频率准确度，两路输出信号正交性好，且频带范围宽，应用在智能涡流无损检测中较好地解决了激励信号源及正交锁相放大器检测电路中参考源的问题。     

投射式LED汽车前照灯的光学设计

依据GB 4785-1998选择偏蓝成分较少的暖白色LED光源,采用多椭球反射杯、挡光板和非球面透镜的投射式系统,设计出一套LED汽车前照灯.其中每个LED光源都有各自独立的光学系统,设计了消球差的非球面透镜和平面挡光板,模拟分析了多椭球反射杯垂直截面椭圆和水平截面椭圆的最佳焦距.采用3个单个LED光学系统构成近光系统,在近光的基础上增加4个单个LED光学系统构成远光系统,其近光系统明暗截止线很清晰且近光和远光系统配光性能的模拟结果都满足GB 4599-94要求.     

基于傅立叶变换的数字滤波器的设计

本设计介绍了一种不同于传统数字滤波器的新型数字滤波器,该滤波器是以离散傅立叶变换和反变换为基础设计的.通过对信号的离散傅立叶变换,得到一组幅度和频率对应的变换值,根据滤波器要求,使不满足要求的频率点对应的幅度值为零,得一组新数据,对这组新数据进行离散傅立叶逆变换,结果即为滤波后的信号.其幅频特性近乎理想特性.     

低支承刚度谐振式轨道减振器对轨道性能的影响

轨道和钢轨振动引起的环境问题是影响城市轨道交通发展的主要问题之一,轨道减振器是目前轨道系统采用的主要减振措施之一,低垂向刚度减振器在保证了良好隔振作用的同时可能增加钢轨的振动,而谐振式减振器可以降低此影响。本文采用数值仿真方法,首先与在线实测数据进行拟合,采用与实测数据一致的轨道参数建立车辆-轨道-地基模型进行动力学计算,结果表明,谐振式减振器可降低轨道道床及地基振动的同时有效降低钢轨振动,包括pinned-pinned共振频率附近的振动,从而抑制钢轨波磨的产生。     

基于TMS320F2812FIR低通滤波器的设计与实现

FIR数字低通滤波器在数字信号处理领域中有着广泛的应用,本文章简要的介绍了FIR滤波器的工作原理和设计方法,并且给出了TMS320F2812的仿真结果。