闭环光纤陀螺妮酸锉调制信号分析

分析了中、高精度闭环光纤陀螺系统中, 作为锐酸姐相应调制器调制信号的锯齿波特 性对光纤陀螺系统的影响# 制作高精度稳定的锯齿波对于降低光纤陀螺系统的零漂和刻度 因子非线性度具有重要意义.     

闭环光纤陀螺铌酸锂调制信号模块研究

陀螺作为测量角速度的重要传感器在导航、制导、卫星定位等诸多方面起着极为关键的作用。以铌酸锂集成光学调制器为核心构成的闭环光纤陀螺系统,是解决光纤陀螺动态范围、刻度因子线性度指标的一个重要途径。受国家863高技术项目资助,浙江大学现代光学仪器国家重点实验室对基于铌酸锂调制信号的闭环光纤陀螺系统进行了研究。     

双频率调制谐振式光纤陀螺谐振谷分裂现象研究

谐振式光纤陀螺(Resonator Fiber Optic Gyro,R-FOG)是利用光纤环形谐振腔的Sagnac效应实现对转动角速度检测的一种高精度惯性传感器件.双频率锯齿波组合调制技术可应用于谐振式光纤陀螺数字处理系统.实验发现,在基于双频率锯齿波组合调制技术的R-FOG系统中,对激光器输出光频率进行扫描时,在示波器上观察到光纤环形谐振腔的谐振曲线会分裂成两个谐振谷.利用频谱分析与光波场叠加原理相结合的方法对光纤环形谐振腔的输出光场进行了具体推导和仿真分析,并对谐振谷分裂现象的物理原因作了解释.仿真分析发现,光纤环形谐振腔的谱线宽度越窄或两个锯齿波组合调制频率相差越大,谐振谷分裂现象越明显.最后对这种谐振谷分裂现象进行了具体测试,实验测试结果和理论分析结果一致.     

闭环光纤陀螺信号检测与处理方法

介绍了干涉型光纤陀螺的基本原理 ,提出了一种基于多功能集成光学器件Y波导和现场可编程门阵列的全数字化信号检测与处理方案。采用了该方案的样机实测的零漂移低于 0 .5 3°/h ,证实了方案的可行性。     

取代机电陀螺的光纤速度陀螺

在新的设计领域和业已存在的应用当中,光纤陀螺正开始取代机电陀螺,由于具有较高的可靠性、对“g”不敏感以及良好的抗冲击和震动等特性,在运动物体和军事技术应用中光纤陀螺将甚为理想。和激光陀螺一样基于SAGNAC效应的光纤陀螺（FOG）自首次报道至今已有20年了,光纤陀螺有闭环和开环两种结构。但由于前者成本高,当前只有开环结构的光纤陀螺用来取代机电速率陀螺,基于全光纤概念,用缠绕于椭圆柱体的光纤环、耦合器和偏振器,我们已成功地开发了一系列低成本的光纤陀螺。     

数字闭环光纤陀螺中滤波器量化效应研究

分析了光纤陀螺中滤波器的量化效应,提出减小滤波器截尾量化的积分补偿算法.该算法可以保证滤波器的有效精度在系统输出数据时无损失,有效地减小数据截断产生的量化误差,进而提高系统精度.通过实验验证了此算法的有效性.     

调制信号工作频率对谐振式光纤陀螺影响的研究

在谐振式光纤陀螺中,为了解决模拟调制中对锯齿波的回扫时间和线性度的苛刻要求,提高陀螺的检测精度和标度因数的线性度,往往采用数字调制,即采用阶梯波替代锯齿波作为相位调制器的控制信号.从理论上推导了数字调制信号的工作频率与探测器输出光强之间的关系,并利用Simulinking软件仿真了调制信号工作频率对陀螺输出信号的动态范围、陀螺的检测灵敏度和谐振腔输出信号的影响,指出在陀螺系统的实际设计时,应综合考虑以上三方面的影响,合理选取调制频率的大小.     

双频率调制光纤陀螺中阶梯波实现的研究

在双频率调制的谐振式光纤陀螺中,要求阶梯波易于控制且具有较高的精度,本文针对此,提出了一种实现方案,详细阐述了如何求解单个阶梯波的台阶高度、个数和组合方式,以及如何形成两种频率组合的阶梯波,最后在DSP上进行了方案的验证.     

McBSP多通道串行口在光纤陀螺中的实现

本文介绍了数字闭环光纤陀螺多通道缓冲串口McBSP的应用背景,提出在数字闭环光纤陀螺中采用McBSP与串行D/A通讯的设计方案,并给出了硬件和软件的实现方法。     

SOC的SMBus在光纤陀螺输出接口中实现

本文介绍了SMBus串行总线数据传输格式．采用SOC的C8051F300作为光纤陀螺的输出接口．把光纤陀螺的输出由UART形式转换为SMBus形式输出，并给出了相应的硬件和软件实现方法。     

光纤陀螺及其发展动态

迄今为止,光纤陀螺的发展已经经过了三个时期,第一代为干涉型光纤陀螺(I-FOG),第二代为共振环形腔型光纤陀螺(R-FOG),第三代为受激布里渊散射光纤陀螺(B-FOG)。简要陈述了光纤陀螺的发展历程,并着重阐述了这三种光纤陀螺各自的工作原理、噪声特性及今后的发展动态。     

基于小波多尺度变换的光纤陀螺振动误差分析与补偿

针对振动环境对光纤陀螺性能的影响,对某型号的光纤陀螺进行了线振动实验并对实验结果进行了Allan方差分析.利用小波多尺度变换提取了光纤陀螺误差模型中的各误差项,分析并验证了零漂及噪声误差与Allan方差分析误差系数中的量化噪声、角度随机游走以及零偏误差与误差系数中的零偏稳定性、速率随机游走、速率斜坡之间的对应关系.随后利用RBF神经网络对小波多尺度分析提取的零偏误差建立模型并进行了补偿.仿真结果表明,本文提出的方法有效减小了振动环境下各误差项对光纤陀螺性能的影响,Allan方差分析结果中的五个误差系数均有较大下降,其中两项误差系数下降了一个数量级及以上,极大提高了光纤陀螺在振动环境下的输出精度     

基于单轴光纤陀螺的车载组合导航系统设计

针对陆上车辆导航定位设计了一种基于单轴光纤陀螺的简化惯导系统(Reduced Inertial Sensor System,RISS),该系统由一个单轴光纤陀螺、三个加速度计和一个倾角传感器组成。为获得较高精度的航向信息利用双天线GPS和RISS进行组合,构成双天线GPS/RISS组合导航系统,应用卡尔曼滤波技术实现数据融合,并进行仿真实验和跑车试验验证所设计系统的合理性。仿真实验结果证明双天线GPS/RISS组合导航系统与GPS/RISS组合导航系统相比,航向精度得到显著提升。跑车实验结果表明,设计双天线GPS/RISS组合导航系统的位置误差小于2m,航向角误差小于1°,能满足车载导航定位定向需求。     

谐振式光纤陀螺环路锁频技术研究

谐振式光纤陀螺(Resonator Fiber Optic Gyro,R-FOG)是基于Sagnac效应产生的谐振频率差来测量旋转角速率的一种新型光学传感器.对基于调相谱检测技术R-FOG系统中的环路频率锁定技术进行了研究.通过对系统光学回路和处理电路部分分别进行建模,利用反馈控制系统理论,分析了整个环路的传递函数,得到了整个环路起主导作用的简化模型.利用该简化模型,在一定的光学回路参数条件下,得到了处理电路的最佳锁定参数,并进一步在实验中得到验证.     

多小波在光纤陀螺信号滤波中的应用研究

分析了光纤陀螺(FOG)信号噪声产生的原因,根据FOG信号零点漂移的不稳定性和随机性,在多小波多分辨率分析的基础上将多小波变换应用到FOG信号滤波处理中,并与标量小波多尺度分析进行了对比;理论分析和实验表明:多小波和标量小波都能在一定程度上抑制噪声对初始对准精度的影响,但多小波的滤波效果优于标量小波.     

光纤免疫生物传感器的探针设计

对免疫型光纤生物传感器的关键部件--光纤探针对荧光的激发及收集效率进行了分析,提出了激发光在光纤探针中所经过的传输路径的一种新的图解方法.针对消逝场激发荧光的特点,分析了锥型光纤探针中最小入射角与临界角之差和探针锥型部分长度的关系曲线,以便最大限度地激发荧光信号,同时又能够避免由于透射到样品溶液的激发光对溶液中的荧光分子激发所引起的虚假信号.以上述分析为基础给出了探针的优化设计方法并分析了应用实例.     

一种复用型光纤陀螺的设计与实现

描述了单光源、单检测器、单信号处理板的多轴光纤陀螺系统结构,分析了现有其它调制方案所存在的缺陷,提出了一种基于时分多路技术的新型的方波偏置调制与解调方案。该方案的优点在于能够在各轴陀螺返回光功率不平衡的情况下保持偏置功率的恒定性,并有效地减小因器件复用所产生的各种串扰、信号波动对系统性能造成的影响。建立了系统的试验样机。在降低了多轴光纤陀螺的体积、重量和成本的同时也在一定程度上提高了系统的可靠性。     

基于DSP的光纤气体传感器信号处理技术

针对以往光纤气体传感器模拟信号处理电路的不足,基于DSP芯片TMS320F2812设计并实现了一种嵌入式光纤气体传感器信号处理系统;重点描述了硬件实现方法及其软件开发,其硬件主要由接口电路、高精度运放器OPA139P,32位高性能定点DSP(数字信号处理器)TMS320F2812和D/A转换芯片DAC7625组成;软件部分的主要功能是产生交流信号,完成两路输入信号滤波,相敏检波,相除、线性化处理等工作.