一种低噪声光纤陀螺制造技术

本实用新型专利技术涉及一种低噪声光纤陀螺，包括光纤陀螺探测板，所述的光纤陀螺探测板上依次设有光电探测器(1)、前向放大电路(3)、模数转换芯片及后续电路(4)，所述的光电探测器(1)与前向放大电路(3)之间设有模拟开关(2)，所述的模拟开关(2)连有FPGA或DSP，用于产生与陀螺旋转角速率及本征频率匹配的脉冲波形。与现有技术相比，本实用新型专利技术用模拟开关的方法切除探测器输出信号中的尖峰脉冲，从而提高系统的信噪比，进而提高光纤陀螺的零偏稳定性、标度因数稳定性等性能。

A low noise fiber optic gyroscope

【技术实现步骤摘要】
一种低噪声光纤陀螺
本技术涉及一种全数字闭环干涉型光纤陀螺，尤其是涉及一种低噪声光纤陀螺。
技术介绍
传统的数字闭环光纤陀螺中，尖峰脉冲是探测器输出信号中的固有信号，是方波上下沿持续时间的存在、方波占空比不是严格的50％、调制频率与本征频率的不对称等原因导致的。在尖峰的有限持续时间(约2倍本征频率)内，没有有用的信号可以提取，会导致许多问题。首先，探测器输出信号中的尖峰脉冲很窄，含有多种高次谐波分量，这给探测器输出信号的放大和滤波带来了困难，因为若用宽带放大器，会将信号中的噪声一起放大，容易引入其他的电路噪声，使信噪比下降。其次，尖峰脉冲限制了前放的放大倍数。由于尖峰脉冲的伏值为伏量级，而旋转引起的相位波动仅为毫伏量级，因此过大的放大倍数会导致运放电路饱和。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种低噪声光纤陀螺。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种低噪声光纤陀螺，包括光纤陀螺探测板，所述的光纤陀螺探测板上依次设有光电探测器、前向放大电路、模数转换芯片及后续电路，所述的光电探测器与前向放大电路之间设有模拟开关，所述的模拟开关连有FPGA或DSP，用于产生与陀螺旋转角速率及本征频率匹配的脉冲波形。所述的模拟开关导通阻抗小于100Ω。所述的模拟开关为基于CMOS的开关器件。所述的模拟开关为速度在MHz级以上的开关。所述的模拟开关的输入管脚连接电容。所述的电容大小为15～25pf。所述的模拟开关为ADG611、ADG612或ADG613。所述的前向放大电路中包含比例放大器。与现有技术相比，本技术具有以下优点：(1)在传统光纤陀螺探测板的前级放大部分增加模拟开关，该模拟开关位于光电探测器之后，比例运算放大器之前，用模拟开关的方法切除探测器输出信号中的尖峰脉冲，从而提高系统的信噪比，进而提高光纤陀螺的零偏稳定性、标度因数稳定性等性能。(2)模拟开关的输入管脚连接20pf左右的电容，提高输入信号的抗噪声特性。附图说明图1为本实施例光纤陀螺噪声抑制部分的结构示意图；图2为本实施例光纤陀螺噪声抑制部分的电路连接图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例以本技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例如图1所示，一种低噪声光纤陀螺，包括光纤陀螺探测板，光纤陀螺探测板上依次设有光电探测器1、前向放大电路3、模数转换芯片及后续电路4，光电探测器1与前向放大电路3之间设有模拟开关2，模拟开关2连有FPGA或DSP，用于产生与陀螺旋转角速率及本征频率匹配的脉冲波形。采用模拟开关的方法将光纤陀螺探测板中光电探测器1输出信号中的尖峰脉冲切除，该模拟开关2位于光电探测器1之后，比例运算放大器之前。采用FPGA或DSP产生模拟开关2的控制模块，该模块产生与陀螺旋转角速率及本征频率匹配的脉冲波形。模拟开关2采用基于CMOS的器件，开关速度要求MHz级别以上，且要求工作温度范围在大于-40℃～85℃，模拟开关的输入管脚连接电容，电容大小为20pf，模拟开关2导通阻抗<100Ω，可采用AD公司的ADG611/ADG612/ADG613等。切除尖峰脉冲的工作原理如图2所示，首先可编程逻辑器件(FPGA)发出周期性脉冲波形P1、P2，当P1高电平时，IN2为关闭状态，此时D2输出幅值很小的直流电平；当P1为低电平时，IN2为打开状态，此时D2输出S2的波形；与此同时，当P2高电平时，IN4为打开状态，此时D4输出S4的波形；当P2为低电平时，IN4为关闭状态，信号不能通过开关，此时D4输出幅值很小的直流电平；由此，通过控制高低电平的时间使探测器输出波形中的尖峰脉冲在开关关闭状态流过开关。该方案可有效切除探测器输出信号中的尖峰脉冲，降低前向比例运算放大器的带宽需求，从而提高探测板的信噪比；另外，可以提高前向比例运算放大器的放大倍数，从而有助于降低对模数转换器的分辨率需求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低噪声光纤陀螺，包括光纤陀螺探测板，所述的光纤陀螺探测板上依次设有光电探测器(1)、前向放大电路(3)、模数转换芯片及后续电路(4)，其特征在于，所述的光电探测器(1)与前向放大电路(3)之间设有模拟开关(2)，所述的模拟开关(2)连有FPGA或DSP，用于产生与陀螺旋转角速率及本征频率匹配的脉冲波形。/n

【技术特征摘要】
1.一种低噪声光纤陀螺，包括光纤陀螺探测板，所述的光纤陀螺探测板上依次设有光电探测器(1)、前向放大电路(3)、模数转换芯片及后续电路(4)，其特征在于，所述的光电探测器(1)与前向放大电路(3)之间设有模拟开关(2)，所述的模拟开关(2)连有FPGA或DSP，用于产生与陀螺旋转角速率及本征频率匹配的脉冲波形。


2.根据权利要求1所述的一种低噪声光纤陀螺，其特征在于，所述的模拟开关(2)导通阻抗小于100Ω。


3.根据权利要求1所述的一种低噪声光纤陀螺，其特征在于，所述的模拟开关(2)为基于CMOS的开关器件。


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【专利技术属性】
技术研发人员：高建秋，吴海林，虞翔，曾玉兰，尹俊俐，王子豪，
申请(专利权)人：上海亨通光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31