光纤陀螺仪制造技术

本发明专利技术提供一种光纤陀螺仪，包括：微控制器以及依次电性连接的锁相器、激光调制发射器、光纤环、混频接收器和滤波放大器，所述锁相器、所述激光调制发射器、所述混频接收器、所述滤波放大器均与所述微控制器电性连接，所述锁相器还电性连接所述混频接收器。根据本发明专利技术的技术方案，通过采用光纤环传输原理和差频测相原理来实现测量转动角功能，代替相对昂贵的Y波导集成光学调制器，可降低光纤陀螺仪的成本，有利于该光纤陀螺仪的民用化推广。

Fiber optic gyroscope

【技术实现步骤摘要】
光纤陀螺仪
本专利技术涉及陀螺仪
，尤其涉及一种光纤陀螺仪。
技术介绍
光纤陀螺仪是基于Sagnac效应发展出来的一种角速率测量仪表，该光纤陀螺仪具有结构简单、耐冲击、动态范围大的技术优点，同时具有寿命长、可靠性高的使用效果，现已被广泛的应用在航空航天、机器人控制、石油煤炭开采等多个领域。目前，市面上的光纤陀螺，其光路部分主要由5个器件组成，即光源、光纤耦合器、Y波导集成光学调制器、光纤环和光电探测器。然而，由于Y波导集成光学调制器相对比较昂贵，导致该光纤陀螺仪比较昂贵，无法进行民用化推广。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种光纤陀螺仪，通过采用差频测相原理来实现测量转动角，代替相对昂贵的Y波导集成光学调制器，有利于该光纤陀螺仪的民用化推广。本专利技术实施例提供一种光纤陀螺仪，包括：微控制器以及依次电性连接的锁相器、激光调制发射器、光纤环、混频接收器和滤波放大器，所述锁相器、所述激光调制发射器、所述混频接收器、所述滤波放大器均与所述微控制器电性连接，所述锁相器还电性连接所述混频接收器；所述锁相器用于产生驱动时钟信号和本振时钟信号，还输出同步时钟到所述微控制器；所述激光调制发射器用于根据所述驱动时钟信号调制发射激光并将得到的调制激光导入所述光纤环；所述混频接收器用于接收所述调制激光并与所述本振时钟信号进行混频，以输出混频信号；所述微控制器用于对经过所述滤波放大器处理后的混频信号进行采样并根据得到的采样信号计算相位差及所述光纤环的转动角。在上述光纤陀螺仪中，可选地，所述激光调制发射器包括驱动调制电路和激光二极管，所述驱动调制电路分别电性连接所述微控制器和所述锁相器，所述激光二极管电性连接所述驱动调制电路。在上述光纤陀螺仪中，可选地，还包括：LED发光二极管，所述LED发光二极管电性连接所述驱动调制电路，所述驱动调制电路用于根据所述驱动时钟信号调制LED发射光，所述混频接收器还用于直接接收调制后的LED发射光。在上述光纤陀螺仪中，可选地，所述混频接收器包括调理电路和外光电接收器，所述调理电路分别连接所述锁相器和所述外光电接收器，所述外光电接收器连接所述滤波放大器；所述调理电路用于对所述本振时钟信号进行信号调理；所述外光电接收器用于接收所述调制激光并与调理后的本振时钟信号进行混频。在上述光纤陀螺仪中，可选地，所述外光电接收器包括电压偏置电路和光电二极管，所述电压偏置电路分别电性连接所述微控制器和所述光电二极管，所述光电二极管电性连接所述滤波放大器。在上述光纤陀螺仪中，可选地，还包括：分光镜和内光电接收器，所述分光镜设于所述激光二极管和所述光纤环之间，所述内光电接收器分别电性连接所述调理电路和所述滤波放大器；所述分光镜用于将所述调制激光分光成两路，一路导入所述光纤环，另一路由所述内光电接收器接收。在上述光纤陀螺仪中，可选地，还包括：温度传感器，所述温度传感器设置在距离所述光电二极管的预设位置处；所述温度传感器用于检测所述光电二极管的温度以供所述微控制器对应调节所述光电二极管的偏置电压。在上述光纤陀螺仪中，可选地，所述激光二极管和所述光纤环之间设有聚焦透镜，所述聚焦透镜用于将所述调制激光进行聚焦后导入所述光纤环中。在上述光纤陀螺仪中，可选地，所述锁相器为锁相环或数字式频率合成器。在上述光纤陀螺仪中，可选地，还包括：显示器和/或输入面板，所述显示器和/或所述输入面板电性连接所述微控制器。本专利技术的光纤陀螺仪通过锁相器产生用于调制激光的驱动时钟信号及本振信号，并利用经过光纤环传输的调制激光信号与本振信号进行混频以得到差频信号，从而利用差频测相原理来实现测量转动角目的，代替了相对昂贵的Y波导集成光学调制器，可降低光纤陀螺仪的成本，有利于该光纤陀螺仪的民用化推广。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本专利技术实施例的光纤陀螺仪的第一种结构示意图；图2示出了本专利技术实施例的光纤陀螺仪的第二种结构示意图；图3示出了本专利技术实施例的光纤陀螺仪的第三种结构示意图。主要元件符号说明：1、2、3-光纤陀螺仪；10-微控制器；11-锁相器；12-激光调制发射器；13-光纤环；14-混频接收器；15-滤波放大器；16-LED发光二极管；17-分光镜；18-内光电接收器；121-驱动调制电路；122-激光二极管；131-聚焦透镜；141-调理电路；142-光电二极管；143-电压偏置电路。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。实施例1请参照图1，本实施例提出一种光纤陀螺仪1，可用于多种场合下的转动角或转动角速度的测量，如机器人控制、无人自动驾驶、无人机控制等等。下面对该光纤陀螺仪1的结构进行详细说明。如图1所示，该光纤陀螺仪1主要由微控制器10、锁相器11、激光调制发射器12、光纤环13、混频接收器14和滤波放大器15等组件构成。示范性地，该微控制器10、锁相器11、激光调制发射器12、光纤环13、混频接收器14和滤波放大器15依次电性连接；锁相器11、激光调制发射器12、混频接收器14、滤波放大器15还分别与微控制器10电性连接，而该锁相器11还电性连接滤波放大器15。本实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤陀螺仪，其特征在于，包括：微控制器以及依次电性连接的锁相器、激光调制发射器、光纤环、混频接收器和滤波放大器，所述锁相器、所述激光调制发射器、所述混频接收器、所述滤波放大器均与所述微控制器电性连接，所述锁相器还电性连接所述混频接收器；所述锁相器用于产生驱动时钟信号和本振时钟信号，还输出同步时钟到所述微控制器；所述激光调制发射器用于根据所述驱动时钟信号调制发射激光并将得到的调制激光导入所述光纤环；所述混频接收器用于接收所述调制激光并与所述本振时钟信号进行混频，以输出混频信号；所述微控制器用于对经过所述滤波放大器处理后的混频信号进行采样并根据得到的采样信号计算相位差及所述光纤环的转动角。

【技术特征摘要】
1.一种光纤陀螺仪，其特征在于，包括：微控制器以及依次电性连接的锁相器、激光调制发射器、光纤环、混频接收器和滤波放大器，所述锁相器、所述激光调制发射器、所述混频接收器、所述滤波放大器均与所述微控制器电性连接，所述锁相器还电性连接所述混频接收器；所述锁相器用于产生驱动时钟信号和本振时钟信号，还输出同步时钟到所述微控制器；所述激光调制发射器用于根据所述驱动时钟信号调制发射激光并将得到的调制激光导入所述光纤环；所述混频接收器用于接收所述调制激光并与所述本振时钟信号进行混频，以输出混频信号；所述微控制器用于对经过所述滤波放大器处理后的混频信号进行采样并根据得到的采样信号计算相位差及所述光纤环的转动角。2.根据权利要求1所述的光纤陀螺仪，其特征在于，所述激光调制发射器包括驱动调制电路和激光二极管，所述驱动调制电路分别电性连接所述微控制器和所述锁相器，所述激光二极管电性连接所述驱动调制电路。3.根据权利要求2所述的光纤陀螺仪，其特征在于，还包括：LED发光二极管，所述LED发光二极管电性连接所述驱动调制电路，所述驱动调制电路用于根据所述驱动时钟信号调制LED发射光，所述混频接收器还用于直接接收调制后的LED发射光。4.根据权利要求2所述的光纤陀螺仪，其特征在于，所述混频接收器包括调理电路和外光电接收器，所述调理电路分别连接所述锁相器和所述外光电接收器，所述外光电接收器连...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖志林，王振兴，
申请(专利权)人：深圳市度彼电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44